Разработка новых методов изучения литологии и строения залежей углеводородов (на примере крапивинского месторождения)

Существует несколько моделей геологического строения Крапивинского месторождения. Во всех делается упор лишь на один фактор: тектонический, стратиграфический, литологический. Ме¬сторождение же представляет собой результат сложного взаимодействия разных факторов, и ни одна из моделей отдельно не позволяет надежно прогнозировать, как будут меняться в процессе разведки размеры и характеристики залежей. Бурение новых скважин это подтверждает. Ниже представлены результаты изучения литологии коллекторов на уровне минерального зерна, т.е. наименее освещенного аспекта проблемы. Фактическим материалом послужили анализы грануло¬метрии, минерального состава, состава и количества цемента песчаников, микроструктурные изме¬рения, полуколичественные определения признаков стабилизации ВНК. Также были изучены тек¬стуры песчаников Крапивинской площади, сделаны химические анализы, использовалось 1600 петрофизических определений (проницаемость, пористость, плотность и т. п.). Основные результаты работы следующие:
1. Между многими литологическими (гранулометрия, минеральный состав, количество цемента, и т. п.) и петрофизическими свойствами песчаников существуют значимые корреляционные связи. Достаточно высокие коэффициенты корреляции были получены для параметра однородности упаковки, представляющим собой отношение числа контактов в среднем на одно зерно к содержанию обломочных зерен. Впервые установлено, что этот параметр характеризует степень неоднородности в распределении обломочного материала и может использоваться как индикатор интенсивности катагенетических преобразований.
2. Факторный анализ выявил три надежно интерпретируемых фактора, ответственных за формирование свойств изучаемых песчаников (в порядке убывания значимости):
— наложенный катагенез (название условно, в данном случае это процессы образования и разрушения нефтяных залежей);
— условия осадконакопления;
— стадиальный катагенез.
В формировании коллекторских свойств первоочередную роль играют процессы наложенного катагенеза, т. е. происходящие под воздействием поступающих в пласт глубинных флюидов.
3. По данным подсчета основных породообразующих компонентов построена карта их распре¬деления на Крапивинской площади, на которой ясно видны направления привноса (с востока) и разноса (в меридиональном направлении) (рис.1). На карте четко видна связь между палеорельефом и обстановкой осадконакопления.

Рис.1. Распределение основных породообразущих компонентов на Крапивинской площади
4. Изучение песчаных коллекторов на микроуровне дает ценную информацию об условиях их образования и последующих изменений. Это показано на примере гранулометрического и микроструктурного анализов. Данные гранулометрии выносились на динамогенетические диаграммы Рухина и Рожкова в координатах средний диаметр-стандарт (сортированность) и асим¬метрия-эксцесс. Выявлены закономерности в их изме¬нении по разрезу, отражающие смену фациальных обстановок. В целом подтвердилась правиль¬ность используемых динамогенетических диаграмм, т.е. песчаники с определенными текстурами попадают в определенные поля на диаграммах (рис. 2). Таким образом, появляется возможность экспресс-оценки гранулометрии песчаника (например, среднего диаметра зерен с точностью до 0,05 мм в благоприятных случаях) только по его внешнему виду.

Рис.2. Гранулометрические данные
5. Микроструктурный анализ кварца выявил, что распределение оптических осей неоднородно и вызвано как ориенти¬ровкой в процессе отложения осадка, так и тектоническим воздействием в северо-западном направлении. Последнее хорошо согласуется с диаграммой распространенности разрывных нарушений на Крапивинской площади (рис. 3), построенной по данным В. С. Славкина.

Рис. 3. Диграмма распространенности разнывных нарушений на Крапивинской площади
6. Поступление и отток нефти из Крапивинских залежей носили пульсационный характер, что подтверждается наличием нескольких древних ВНК. Зоны древних ВНК фиксируются резкими колебаниями петрофизических свойств песчаников и отражены в их минеральных и структурных преобразованиях. Выявление зон по методике Р. С. Сахибгареева базировалось на изучении изменения таких признаков, как степень коррозии кварцевых зерен и пелитизации полевых шпатов, количество вторичного кальцитового цемента наличие мелкокристаллического пирита и т. п. Изучение зональности нефтяных залежей Крапивинского месторождения выявило ряд важных фактов. Например, установлено многократное (7–10, нередко более) изменение уровня ВНК при общей тенденции его смещения вниз. Расстояния между древними ВНК обычно составляет несколько десятков сантиметров. Древние ВНК четко фиксируются на графиках плотности, водонасыщенности, проницаемости, кар¬бонатности, петрохимических модулей и др. и являются причиной их резких колебаний (пилообразные графики). Это дает возможность проверки принадлежности скважин к одной нефтяной залежи только по данным петрофизики. На рис. 4 показаны графики, приведенные к одной абсолютной отметке, — совпадающие пики на графиках показаны стрелками (не всегда совпадает их интенсивность, поскольку интервалы отбора образцов для петрофизики соизмеримы с мощностью зон), следовательно, скважины вскрыли одну залежь.

Рис.4. Пример корреляции двух скважин по зонам древних ВНК.
Наличие нескольких древних ВНК указывает на многоэтапность формирования залежей в результате пульсационного поступления в них УВ. Причиной этого является многократная тектоническая активизация на месторождении, выражавшаяся в подновлении разломов и увеличении их способности пропускать УВ.
Использование развиваемых в работе новых методов изучения месторождений на микро¬уровне дает возможность получать принципиально новые данные по их геологическому строению. Как было показано на примере Крапивинского месторождения, они, дополняя результаты традиционных исследований, позволяют строить более точные модели месторождения.

Автор: Г. Г. Кравченко, ООО НПО «Сибгеоинформатика», Томский государственный университет