Анализ эффективности методов радиометрии при выявлении и оценке характера насыщения коллекторов (на примере месторождений Западно-Сибирской равнины) (стр. 2 из 4)
В отложениях нижнего мела и юры диапазон изменения литолого-минералогического состава и водородосодержания пород расширяется. Коэффициент дифференциации гамма-метода достигает 1,5-2,5, нейтронно-диффузионных свойств – 1,7-2.5, что существенно повышает возможности нейтронного каротажа по литологическому расчленению этой части разреза.
Значительное водородосодержание трещиноватых битуминозных глин баженовской свиты на границе нижнемеловых и юрских отложений обусловливает слабую дифференциацию диаграмм нейтронного каротажа, хотя с их помощью могут быть прослежены некоторые особенности (зоны карбонатизации, углефикации, битуминизации и т.д.).
Минералы тяжелой фракции с аномальными нейтронными свойствами, содержание которых не превышает 0,5-1,0 % от общего веса, не оказывают существенного влияния на изменение времени жизни тепловых нейтронов в пласте. Поэтому значения времени жизни тепловых нейтронов контролируются глинистостью, соотношением основных породообразующих минералов и свойствами флюидов. Исключением являются битуминозные глины баженовской свиты, в которых повышено содержание элементов с аномальными нейтронными свойствами.
Показано влияние смены насыщающих флюидов на время жизни тепловых нейтронов для основных типов пород Западно-Сибирской равнины. Расчетные изменения времени жизни тепловых нейтронов в неглинистых песчаниках при смене в поровом пространстве воды газом достигают 20-55, нефти газом – 15-35, воды нефтью – 7-14 процентов. Для разделения газо-нефтеводонасыщенных пород могут эффективно использоваться стационарные нейтронные методы. Для разделения нефтеводонасыщенных пород необходимы импульсные нейтронные методы.
Таблица 1
Нейтронно-диффузионные параметрыминерального каркаса (скелета) горных породЗападно-Сибирской равнины
| Порода | Кол-во анализов | t ск, мск | D ск × 10-5, см2 / с | ||
| Пределы изменения | Средние значения | Пределы изменения | Средние значения | ||
| Разрез I типа. Отложения сеноманского возраста. Русское месторождение | |||||
| Песчаник | 42 | 100-380 | 250 | 1,8-2,7 | 2,6 |
| Алевролит | 125 | 90-340 | 200 | 1,8-2,6 | 2,55 |
| Глина | 33 | 90-200 | 150 | 1,8-2,5 | 2,35 |
| Разрез II типа. Отложения нижнемелового возраста. Самотлорское месторождение | |||||
| Песчаник | 550 | 300-500 | 350 | 2,2-2,8 | 2,55 |
| Алевролит | 550 | 200-400 | 300 | 2,2-2,8 | 2,5 |
| Черногорское месторождение | |||||
| Песчаник | 16 | 190-270 | 240 | 2,43-2,6 | 2,52 |
| Алевролит | 37 | 150-260 | 190 | 2,45-2,65 | 2,5 |
| Уренгойское месторождение | |||||
| Песчаник | 88 | 180-380 | 260 | 2,4-2,7 | 2,62 |
| Алевролит | 30 | 130-280 | 200 | 2,4-2,64 | 2,54 |
| Глина | 34 | 100-220 | 140 | 2,2-2,6 | 2,46 |
| Известняк | 7 | 190-270 | 230 | 2,5-2,7 | 2,6 |
| Разрез III типа. Отложения нижнемелового и юрского возрастов. Салымское месторождение | |||||
| Битуминозныеглины | 33 | 50-100 | 60 | 2,5-2,6 | 2,57 |
II. ТЕХНИКО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДОВ РАДИОМЕТРИИ ПРИ ВЫЯВЛЕНИИ И ОЦЕНКЕ ХАРАКТЕРА НАСЫЩЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ
По данным анализа естественной радиоактивности образцов горных пород и диаграмм гамма-метода установлены широкие возможности этого метода при изучении разрезов Западно-Сибирской равнины. Диаграмма гамма-метода может быть применена для разделения пород по их минералогическому составу. Так, при наличии в разрезе полимиктовых и кварцевых песчаников, последние выделяются низкими значениями гамма-активности. Глины по гамма-активности практически перекрывают весь диапазон изменения естественной радиоактивности песчано-алевритовых пород. Установлено, что преобладание монтмориллонита и гидрослюд приводит к повышению гамма-активности глин, хлоритовый состав этих отложений понижает естественную радиоактивность. Низкие значения радиоактивности опок и опоковидных глин позволяют производить выделение некоторых стратиграфических границ в отложениях палеогенового и верхнемелового возраста.
Среди других литологических разностей аномально низкими значениями радиоактивности выделяются угли и известняки. По гамма-методу уверенно разделяются породы фундамента. Высокими и аномально высокими значениями гамма-активности выделяются основные и ультраосновные породы и метаморфизованные сланцы. Возможность литологического расчленения разреза в зависимости от различия пород по минералогическому составу является самостоятельной информацией диаграмм гамма-метода. В ряде случаев эта информация не может быть получена по диаграммам других геофизических методов.
Толща битуминозных глин баженовской свиты на границе нижнемеловых и юрских отложений по гамма-методу выделяется как региональный репер при литолого-стратиграфическом расчленении разреза на меловые и юрские отложения. Этот репер является устойчивым в большинстве районов Западно-Сибирской равнины.
Данные гамма-метода могут привлекаться также при оценке характера насыщения и изучении коллекторских свойств пород. Показано влияние смены насыщающих флюидов на естественную гамма-активность коллекторов. Содержание газа в поровом пространстве коллектора значительно снижает общую плотность. Вследствие этого в коллекторах с высокой естественной гамма-активностью минерального каркаса и содержащих газ при невысоком давлении (сеноманские газовые залежи севера Западно-Сибирской равнины - Уренгойское, Медвежье и др.) гамма-метод может выделять газоносные пласты повышенными значениями естественной радиоактивности (рис. 1).
Условное обозначения:
Ygп и Ygгл - естественная радиоактивность соответственно пласта и опорных глин турона,
Н - расстояние пласта от ГВК, 1, 2 - соответственно газо- и водонасыщенные пласты.
Рис. 1. Естественная радиоактивность газонасыщенных песчаников в сравнении с водоносными. Уренгойская площадь
В практике геологоразведочных работ в связи со спецификой условий разреза Западно-Сибирской равнины (полимиктовый состав скелета пород, низкая минерализация пластовых вод, значительная промытость коллекторов, обусловливающая в целом низкие значения остаточной газо- и нефтенасыщенности, наличие коллекторов со сложной структурой порового пространства и т.д.) возникает ряд задач, которые не могут быть решены обычными объемами и применяемой методикой геофизических исследований. Расширение возможностей каротажа и вследствие этого дальнейшее повышение его эффективности и в целом повышение уровня геологоразведочных работ в подобных случаях достигается постановкой дополнительных исследований скважин по специальным программам, в отличие от стандартных, выполняемых во всех скважинах.
В разрезах Западно-Сибирской равнины отсутствуют региональные реперы по водородосодержанию. Вследствие этого нейтронные методы применимы, в основном, для разделения глин и песчано-алевритовых пород с целью изучения локальных структур. Высокопластичные глины выделяются минимальными показаниями нейтронного гамма-метода и метода плотности тепловых нейтронов, которые против размытых каверн могут еще более снижаться. Средние скорости счета против водонефтенасыщенных пластов выше на 20-50 процентов. Однако значительная глинистость коллекторов и их полимиктовый состав (скелет породы содержит значительное количество глинистых минералов, а следовательно и кристаллизационно связанной воды) снижают показания нейтронных методов. Это затрудняет литологическое расчленение разреза.
В целом при литологическом расчленении разреза нейтронные методы дают новую информацию к данным электрометрии, гамма-метода и существенно дополняют их.
В условиях разрезов Западно-Сибирской равнины исследования нейтронными методами необходимы в первую очередь для определения положения газожидкостных контактов, выявления газоносных коллекторов, изучения пластов с трехфазным заполнением порового пространства и изучения сложных типов коллекторов. Определение характера насыщения пластов стационарными нейтронными методами возможно только в газонасыщенных пластах. Проведенными исследованиями установлено, что применяемая в стандартном геофизическом комплексе методика однократного измерения интенсивности вторичного гамма-излучения и плотности потока тепловых нейтронов обеспечивает выделение газонасыщенных коллекторов только с высоким коэффициентом остаточной газонасыщенности в исследуемой части пласта. В абсолютно преобладающем большинстве случаев газонасыщенные пласты имеют проникновение фильтрата бурового раствора и по однократным измерениям нейтронными методами не выделяются, так как замеры проводятся до расформирования зоны проникновения. В случае зоны проникновения, превышающей радиус исследования нейтронными методами, газонасыщенные пласты выделяются двукратными замерами до и после расформирования зоны проникновения.
При изучении строения газонефтяных залежей, когда требуется определять положение газонефтяных контактов, оценке коэффициента газонасыщенности коллекторов повторный замер должен быть выполнен, когда зона проникновения в пласте полностью расформируется.
Область применения способа измерения гамма-излучения радиационного захвата и плотности потока тепловых нейтронов зондами двух размеров ограничивается коллекторами с высоким газонасыщением и глубиной зоны проникновения фильтрата бурового раствора, превышающей радиус исследования зонда малого размера, но меньшей радиуса исследования зондовой установки большого размера.