1 — коллекторы, 2 — неколлекторы. Шифр кривых ηГЛ (kП,СК), %

Для установления критерия, разделяющего изучаемые породы на коллекторы и неколлекторы по одному или ряду физических параметров, и выявления наиболее эффективного способа решения задачи используют интегральные графики Ф (x)- распределения, сущность которых заключается в следующем [10]. Для каждого из классов пород (коллекторы, неколлекторы) на основании сопоставления геофизических данных с результатами опробования строят графики интегрального распределения числовых значений параметров αСП(UСП), q(Iγ), (kП,N-kП,Р)/ kП,Р и др., используемых для решения поставленной задачи (рис. 145). Для класса, характеризующегося более высоким значением рассматриваемого параметра, график распределения строят с нарастанием ординат слева направо (рис. 145, а, график 1) и для другого класса в противоположном направлении (рис. 144, а, график 2). Абсцисса точки пересечения восходящего графика с нисходящим дает критическое значение изучаемого параметра χ эффективность способа оценивается величиной ef = 1 — Ф χКР), где Ф (χКР) — ордината точки пересечения интегральных графиков распределения в долях максимального числа изученных объектов. Чем больше ef и меньше интервал неоднозначности χн,max-χн,minнадежнее данный способ решения задачи. Для случая, показанного на рис. 145, a, ef =0,77. Следовательно, для αСП,КР=0,425 в 77 % случаев решение задачи однозначно. Зона неоднозначности выделения коллекторов по параметру αСП в рассматриваемом случае заключается в пределах αСП =χн,min —αСП = χн,max=0,535

Рис. 145. Пример использования интегральных графиков Ф (х) распределения для определения критических значений параметров и их эффективности для решения задач разделения пород на коллекторы и неколлекторы по αСП и разделения коллекторов на продуктивные и непродуктивные по

РН и РП (б).

1, 2 - графики Ф (αСП) для коллекторов и неколлекторов, графики для продуктивных и непродуктивных коллекторов; 3, 4 — Ф (РН). 5, 6 — Ф (РП).

§88. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ КОЛЛЕКТОРОВ

Вслучаях однородных коллекторов, четко проявляющихся на диаграммах того или иного физического параметра, их мощность определяется методами, описанными выше.

Однако часто приходится решать задачу определения суммарной мощности Σhi коллекторов столь малых hi мощностей, в условиях которых каждый из прослоевколлекторов не выделяется четко на зарегистрированных диаграммах. В этих случаях искомая Σhi мощность может быть установлена следующими способами.

1. По данным ρК и ρЭФ, если известны удельные сопротивления ρП песчаных и ρГЛ глинистых прослоев.

При угле встречи β = π/2 доля песчаных прослоев в общей мощности пачки

Для облегчения решения задачи используют палетку кривых, изображенную на рис.

31.

2. По площади ΩСП кривой потенциалов собственной поляризации при условии, если по электрическому удельному сопротивлению глинистые и песчаные прослои незначительно различаются и известна величина ξS статического потенциала; тогда

Σhi=ΩСП/ξS

3. По площади Ωγ аномалии на кривой Iγ (по отношению к линии чистых глин) по формуле

209

Σhi=Ωγ/∆Iγ

где ∆Iγ — амплитуда аномалии на кривой Iγ (относительно линии глин) в чистом неглинистом коллекторе большой мощности.

4. По величине интервального времени ∆τ

здесь ∆τСР — среднее интервальное время в изучаемом слоистом коллекторе; ∆τГЛ, ∆τП — то же, в глинистых и песчаных (неглинистых) слоях.

При расчете истинных мощностей коллекторов, вскрытых скважинами под углом встречи β = π/2, мощность h, определенная по геофизическим данным (за исключением потенциал-зонда, градиент-зонда и экранированных зондов) соответствует видимой мощности hВ коллектора, с которой истинная мощность связана соотношением

где α — угол (дополнительный к углу β встречи кровли и подошвы коллектора со скважиной), равный углу падения коллектора при вертикальной скважине.

§ 89. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА КОЛЛЕКТОРОВ

При решении задач промышленной оценки коллекторов в ряде случаев необходимо знать вероятный минеральный состав его твердой фазы. Эта задача решается на основании данных, приведенных в § 85, с максимальным использованием результатов исследования шлама.

Признаки основных минеральных ассоциаций песчаных кварцевых — высокая интенсивность гамма-излучений распада изотопа 28Аl, возникающая в результате реакции 28Si (n, р) 28Аl на быстрых нейтронах при относительно малой интенсивности его излучения при облучении нейтронами низких энергий. Для песчаных полимиктовых коллекторов характерны высокие и соизмеримые интенсивности гамма-активноети 28Аl при облучении стенок скважины нейтронами высоких и низких энергий, а также повышенная естественная гамма-активность, особенно для линии 40К. Для большинства песчано-глинистых коллекторов типично низкое значение продолжительности проходки и образование сальников (dС < dД).

Для карбонатных коллекторов характерны следующие признаки:

1)точки с координатами L, G расположены на литограммах в кальциево-доломитовой

области;

2)на кривых микрозондов и экранированного микрозонда отмечается чередование маломощных участков низкого сопротивления с резко изменяющимися участками высокого кажущегося и эффективного сопротивления;

3)на некоторых участках диаграмм ультразвукового метода наблюдаются

существенное ослабление амплитуд первых вступлений, пропуск циклов и ω-образные затемнения на фазокорреляцнонных диаграммах;

4)на микрокавернограммах видно незначительное увеличение диаметра скважины, на стенках которой фиксируется глинистая корка, изрезанность микрокавернограмм (в трещинных коллекторах) и локальные крупные каверны (в карстово-кавернозных коллекторах);

5)отмечается повышенная интенсивность гамма-излучения неупругого рассеяния нейтронов в области энергии 3,5—4,5 МэВ на ядрах углерода (при этом должны отсутствовать признаки, характерные для ископаемых углей).

Эвапоритовые коллекторы выделяются по признакам, определяющим гидрохимические осадки.

Вероятная литология неглинистых коллекторов во многих случаях успешно устанавливается по данным анализа результатов комплексного исследования скважин нейтронными, ультразвуковым и гамм-гамма-методами с помощью палеток, аналогичных приведенным на рис. 138.

210

§ 90. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ ОЦЕНКИ КОЛЛЕКТОРОВ МЕТОДАМИ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ

Современное состояние геофизических способов количественной оценки коллекторских свойств показано в табл. 4. Большинство геофизических методов исследования скважин в той или же иной степени может быть использовано для решения данной задачи. При этом успешное определение коллекторских свойств горных пород геофизическими методами во многом обусловливается тем, насколько изучаемый коллектор по своей структуре и минеральному составу соответствует коллектору, для которого составлен тот или иной определяющий график, и насколько широко для решения этой задачи используется весь комплекс геофизических методов.

Таблица 4 Состояние разработки и внедрения геофизических способов количественного

определения коллекторских свойств и нефтенасыщения горных пород.

Примечание. 1 — промышленный способ; II - находится в стадии промышленного опробования и внедрения, или используется в частных случаях например, как вспомогательный при определении данного физического свойства другими методами; III — доказана возможность применения и получены первые положительные результаты; IV — имеются физические обоснования к разработке данного способа.

Поэтому до использования приведенных в настоящей главе палеток и номограмм на конкретном материале их следует проверить и при необходимости скорректировать по данным измерения физических свойств изучаемых горных пород.

Отметим, что при сопоставлении числовых значений коллекторских и других свойств горных пород, полученных по геофизическим данным и данным анализа керна, нередко наблюдаются значительные расхождения, в большинстве случаев обусловленные несопоставимостью исходных данных. При геофизических измерениях исследуются объемы пород от десятков кубических дециметров до нескольких кубических метров. Анализы же единичных кернов относятся к небольшим объемам пород, часто не превышающим нескольких кубических сантиметров. Влияние несопоставимости наглядно подтверждается характером распределения «погрешностей» в определении коллекторских свойств как функции количества изученного керна (рис. 146). Большие расхождения, отмечаемые при сопоставлении величин kП, kПР и других, определенных геофизическими способами, с результатами определения этих величин на единичных кернах становятся ничтожными, когда геофизические материалы сопоставляются со средними данными анализа, выполненного на достаточно представительном керне.

211

Рис. 146. Зависимость относительной погрешности определения ∆kП (a) и ∆kПР (б) по данным

электрометрии скважин от представительности керна (числа n образцов, отобранных из объекта исследования, или n/h, приходящихся на единицу его мощности h)

Существенное различие между числовыми значениями коллекторских свойств, определенных по геофизическим данным и данным анализа керна в лабораториях, особенно при изучении глинистых коллекторов, может также возникнуть в связи со следующими обстоятельствами.

Коэффициенты пористости, проницаемости и массовой глинистости в лабораториях обычно определяются на сухих образцах, прогретых до температуры примерно 105 °С. В этих условиях пластичная компонента твердой фазы, спекаясь, теряет сорбированную воду и изменяет свой объем и физические свойства. Возникающие пустоты способствуют увеличению коэффициентов пористости и проницаемости. Объем глинистой компоненты, рассчитанный по массовой глинистости, оказывается существенно заниженным по сравнению с объемом в естественном набухшем состоянии.

Для правильного сопоставления геологических и геофизических данных следует иметь в виду, что коэффициент пористости, определяемый по геофизическим данным, соответствует коэффициенту реальной пористости — разности между объемом пространства felt, CK (скелетной пористости), заключенного между скелетной компонентой твердой фазы, и объемом глинистой компоненты в естественном набухшем состоянии. Таким образом, если в неглинистых коллекторах

kП,Р=kП,СК

то в глинистых коллекторах

kП,Р=kП,СК-kГЛ

где коэффициент kГЛ глинистости также рассматривается в условии естественного набухшего состояния глин. Следовательно, в этих условиях

kП,Р=kП,Л-(BГЛ-1)kГЛ,С

здесь kП,Л —коэффициент пористости, определяемый в лаборатории способом насыщения; BГЛ — коэффициент набухаемости глин; kГЛ,С — коэффициент глинистости в сухом состоянии.

Так как количество воды, связанной со скелетной составляющей твердой фазы, невелико, то коэффициент kП,Р близок к коэффициенту kП,ЭФ эффективной (статической) пористости. В практике изучения коллекторов существенную роль играет также коэффициент kП,Д динамической пористости, определяющий долю объема породы, в пределах которого происходит вытеснение заполнителя пространства:

kП,Д=(1-kВ,ОСТ)kП,Р

где kВ,ОСТ —доля объема пор, заполненная невытесняемой жидкостью. Для перечисленных коэффициентов справедливо соотношение

kП,СК>kП,Л >kП,Р >kП,ЭФ >kП,Д

Коэффициент глинистости, определенный геофизическими методами, связан с коэффициентом объемной глинистости kГЛ,С. в сухом состоянии и массовой глинистостью СГЛ соотношением

При определении коэффициента проницаемости геофизическими методами следует помнить, что он равен коэффициенту проницаемости породы с влажностью,

212

соответствующей содержанию связанной воды в порах коллектора, включая воду набухания глинистых частиц.

213