Нефтегазопромысловая геология и геофизика

   На  кавернограммах песчаные породы  отмечаются уменьшением фактического диаметра.

   Глины  и глинистые сланцы. Удельное сопротивление глин изменяется в более узких пределах по сравнению с песками и песчаниками. Средняя их величина обычно около 3 Ом-м.

    В песчано-глинистых  разрезах сопротивление глин, залегающих на небольшой глубине, более низкое по сравнению с сопротивлением близлежащих песчаных пород.

     Аргиллиты и глинистые сланцы  характеризуются более высокими сопротивлениями, чем глины, что объясняется большей степенью их уплотненности.

    Песчанистые  и алевритистые глины по данным электрического каротажа мало отличаются от чистых глин.

На диаграммах ПС глины и глинистые породы (глинистые сланцы, аргиллиты и т. п.) отмечаются обычно положительными значениями естественных потенциалов.

  

    На  диаграммах гамма-каротажа глины и глинистые сланцы определяются по наиболее высоким показателям, поэтому гамма-каротаж часто используют для выделения в разрезе скважин, особенно обсаженных, глинистых пород.

Глинистые пласты, как правило, хорошо выделяются на кавернограммах по увеличению диаметра скважины.

Алевролиты. Каротажная характеристика алевролитов изучена недостаточно. Часто пласты, определенные по данным отбора кернов как пласты алевролитов, отмечаются на диаграммах электрического каротажа, как и песчаные пласты, глубокими минимумами на кривых ПС и удельными сопротивлениями, зависящими от сопротивления пропитывающей их жидкости. Так обычно характеризуются чистые от примесей глин алевролиты. Такие алевролиты мало отличаются от песчаников и по диаграммам микрозондов, радиоактивного каротажа, кривым БКЗ и кавернограммам.

    Чистые  от примесей глин алевролиты  встречаются в разрезах скважин редко, обычно в виде прослоев небольшой мощности среди глинистых алевролитов.

   Глинистые  алевролиты по своей каротажной  характеристике сходны с глинистыми породами. Повышенное водородосодержание глинистых коллекторов объясняется наличием кристаллизационной воды, входящей в состав глинистых примесей.

   Судя  по кавернограммам, против глинистых  алевролитов, как правило, отсутствуют заметные изменения диаметра скважины .

  По данным  микрозондов можно достаточно  подробно расчленять алевролито-глинистые пачки и выделять в них тонкие прослои, обладающие хорошими коллекторскими свойствами.

 

 

Карбонатные породы

    Дифференциация  карбонатных пород и особенно выделение известняков и доломитов по данным каротажа весьма затруднительны.

  Мергели. Удельное сопротивление мергелей колеблется в очень больших пределах и сильно зависит от их пористости и степени глинистости. В отличие от глинистых песчаников и алевролитов пористость мергелей не изменяется с глубиной залегания. По-видимому, это связано с тем, что карбонатный материал мергелей образует жесткий скелет породы, исключающий или затрудняющий их уплотнение под давлением вышележащих пород.

   На  диаграммах ПС мергели выделяются, как и глины, отсутствием отклонений от нулевой линии (линии глин).

   На диаграммах  сопротивлений они характеризуются  высокими значениями кажущихся сопротивлений на кривых, полученных обычными зондами, и отсутствием положительных приращений на кривых, зарегистрированных градиент- и потенциал-микрозондами.

   На  диаграммах гамма-каротажа мергели  занимают промежуточное положение между известняками и глинами.

   На диаграммах  НГК мергели выделяются, так же как и другие глинистые породы.

   На  кавернограммах мергели, как правило, отмечаются номинальными значениями диаметра.

   Известняки и доломиты. Геофизические характеристики известняков и доломитов весьма сходны между собой, поэтому при каротаже эти породы объединяются в одну группу — карбонатные породы. Карбонатные породы с небольшим сопротивлением, как правило, представлены глинистыми или высокопористыми разностями, насыщенными соленой водой.

  Сопротивление  карбонатных пород значительно  превосходит сопротивление терригенных пород, в результате чего на диаграммах сопротивления пласты известняков и доломитов, залегающих среди терригенных пород, отмечаются высокими показаниями. 

   Значительные  примеси глин в плотных карбонатных  породах снижают значения их удельного сопротивления.

 С увеличением глинистости амплитуда отклонения кривой ПС снижается. Сильноглинистые карбонатные породы отмечаются на кривой ПС, как и глины, положительной аномалией ПС.

На диаграммах микрозондов известняки и доломиты, залегающие в песчано-глинистых породах, отмечаются высокими значениями кажущихся сопротивлений.

На диаграммах гамма-каротажа низкие значения естественного гамма-излучения соответствуют чистым от примесей глин известнякам и доломитам.

На диаграммах нейтронного гамма-каротажа пласты известняков и доломитов обычно выделяются по высоким показаниям. Исключение составляют кавернозные высокопористые нефтеносные и водоносные пласты, отмечаемые более низкими показаниями вызванного гамма-излучения, чем плотные слабопроницаемые карбонатные породы. На этом различии основан метод выделения коллекторов в разрезах скважин, представленных карбонатными породами. Обычно показания НГК против карбонатных пластов более высокие, чем против терригенных пород, поэтому пласты известняков и доломитов, залегающие среди песчано-глинистых пород, выделяются по пикам на диаграммах НГК.

На кавернограммах пласты известняков и доломитов, как правило, характеризуются номинальными значениями диаметра.

 

   Мел. Вследствие высокой пористости удельное сопротивление этих пород при насыщении их высокоминерализованными водами незначительное При отсутствии в породе заметных примесей глинистых частиц пласты мела, так же как и высокопористые песчаники, отмечаются на кривых ПС глубокими минимумами.

   На  диаграммах микрозондов отложения  мела выделяются по низким значениям кажущихся сопротивлений и по наличию положительных приращений. На диаграммах гамма-каротажа меловым породам соответствуют низкие показания; в глинистых разностях показания ГК увеличиваются.

На диаграммах НГК меловые породы, насыщенные жидкостью, отмечаются, как и другие высокопористые породы, пониженными значениями, зависящими от величины их пористости.

На кавернограммах меловые породы часто характеризуются небольшими сужениями диаметра скважины, обусловленными образованием глинистой корки на ее стенке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Стандартный  комплекс ГИС и методика его  интерпретации

 

      Геологическая интерпретация результатов промыслово-геофизических исследований — весьма важная часть работы промыслового геолога, поскольку умение использовать результаты каротажа часто определяет не только успешность вскрытия или испытания продуктивного горизонта в данной скважине, но также и режим эксплуатации отдельных скважин и условия разработки всего месторождения в целом.

   При  интерпретации каротажных диаграмм  решают ряд задач, имеющих важное значение для промысловой геологии. К основным из них относятся:

1. определение глубины залегания пластов различного литологического состава и их границ;
2. определение литологического состава пород, слагающих разрез исследуемой скважины;
3. выделение в разрезе пластов, являющихся коллекторами нефти и газа;
4. оценка   характера   насыщения   пласта — нефтью,   газом или водой;
5. оценка коллекторских свойств пласта — пористости, проницаемости, а также нефтенасыщенности.

         В настоящее время применяется широкий комплекс методов геофизических исследований скважин.

1. Стандартный    электрический    каротаж,   заключающийся в измерении кажущихся удельных сопротивлений пород вдоль ствола скважины при помощи стандартного трехэлектродного каротажного зонда  (метод КС)   и естественных   потенциалов, самопроизвольно возникающих в скважине (метод ПС).
2. Боковое каротажное зондирование   (БКЗ), при котором измеряют кажущиеся сопротивления пород вдоль ствола скважины при помощи каротажных зондов различной длины, чем обеспечивается различная глубина   исследования   в направлении, перпендикулярном к оси скважины.

   По  данным БКЗ решают следующие  основные задачи: разделяют пласты на проницаемые, в которых имеет место проникновение фильтрата раствора в пласт, и непроницаемые; определяют истинное удельное сопротивление неизмененной части пласта и зоны проникновения; уточняют границы пластов.

3. Каротаж с микрозондами, заключающийся в измерении кажущихся сопротивлений части пласта, прилегающей к стенке скважины.

4. Гамма-каротаж (ГК), базирующийся на измерении естественного гамма-излучения   пород,   обусловленного   содержащимися в них радиоактивными минералами.
5. Нейтронный гамма-каротаж (НГК), основанный на измерении интенсивности гамма-излучения, возникающего в породах при облучении их потоком быстрых нейтронов.
6. Кроме перечисленных выше методов радиоактивного каротажа начали применять радиоактивный каротаж по рассеянному гамма-излучению (ГГК). Этот метод весьма эффективен при изучении разрезов угольных скважин.

     Применение скважинных генераторов  нейтронов значительно повышает глубинность исследования и эффективность методов нейтронного каротажа, особенно при определении положения водонефтяного и газонефтяного контактов в обсаженных эксплуатационных скважинах.

     Для решения задач промысловой  геологии, в том числе для изучения разрезов скважин, широко применяют радиоактивные изотопы.

7. Акустический каротаж  (АК), включающий методы определения упругих свойств горных пород, пересеченных скважиной. Различают акустический каротаж по скорости, служащий для определения скорости распределения   упругих   колебаний в породах, и акустический каротаж по затуханию, основанный на способности горных пород к поглощению проходящих через них упругих колебаний.

8. Кавернометрия,   изучающая   изменение   диаметра   скважины вдоль ее ствола.
9. Газовый каротаж, при котором определяют содержание горючих газов в глинистом растворе, циркулирующем по стволу скважины в процессе бурения, а также содержание различных компонентов углеводородных газов в исследуемых газовоздушных смесях.

 

Интерпретация диаграмм кажущегося удельного сопротивления

   При  электрическом каротаже по методу  сопротивлений в скважине измеряют  кажущееся удельное сопротивление  (КС) пород, окружающих зонд.

   При интерпретации результатов электрического каротажа чрезвычайно важно определить истинное удельное сопротивление пласта. Для установления связи между величинами истинного удельного сопротивления пласта и кажущихся сопротивлений, получаемых различными зондами, теоретически решают задачи распределения потенциала для наиболее характерных случаев залегания пластов и_производят замеры КС на моделях в лабораторных условиях.

       В момент соприкосновения электродов границей раздела отмечается резкое возрастание величины КС. Градиент потенциала завышается на бесконечно малом участке за счет увеличения здесь плотности тока по сравнению с его значением вблизи измерительных электродов в однородной среде сопротивлением.

  Дальнейший  подъем зонда и его удаление  от границы раздела постепенно приводят к более равномерному распределению линий тока от источника, а следовательно, и к относительному снижению плотности тока вблизи измерительных электродов, что вызывает уменьшение КС него приближение к значению.

    Нижняя  граница (подошва) пласта высокого  сопротивления отмечается на кривой КС (рис.14) подошвенного градиент-зонда четким максимумом сопротивления, нижняя граница пласта высокого сопротивления на кривой КС кровельного градиент-зонда отмечается минимальным значением сопротивления.

Пласт, мощность которого больше размера зонда, условимся называть мощным, а мощность которого меньше размера зонда — тонким.

Рис. 14. Теоретические кривые КС при пересечении градиент-зондом мощного пласта высокого сопротивления. а — подошвенный градиент-зонд; б — кровельный градиент-зонд.  I—V — положения зонда.

    Пласт  высокого сопротивления, мощность  которого больше размера зонда, отмечается на кривой КС, полученной подошвенным градиент-зондом, асимметричным максимумом. Максимальное сопротивление соответствует подошве пласта, а минимальное — его кровле.

Градиент-зонд кровельный ( рис. 14, б).

Максимальное  значение сопротивлений на кривой КС соответствует кровле пласта, а минимальное — его подошве.

Пласты высокого сопротивления.

Как и в  случае градиент-зондов, форма кривой сопротивлений существенно зависит от соотношения длины зонда и мощности пласта. Мощный пласт высокого сопротивления идеальным потенциал-зондом зафиксируется на кривой КС симметричным максимумом. Тонкий пласт высокого сопротивления отмечается потенциал-зондом минимальными значениями сопротивлений, ограниченными сверху и снизу двумя небольшими максимумами, соответственно смещенными относительно его границ. Минимальные значения КС, наблюдаемые собственно против пласта, могут снизиться до нуля, если действительное сопротивление пласта бесконечно велико.

Фактические кривые сопротивления

Сложность формы  фактической кривой сопротивления обусловлена неоднородностью пласта и вмещающих пород, изменением диаметра скважины и зоны проникновения фильтрата раствора в пласт, неперпендикулярностью оси скважины к плоскостям напластования.

 Для выделения  пластов различного удельного  сопротивления и определения их границ, необходимо выделить на фактической кривой сопротивления основные элементы, известные по расчетным кривым. Нижняя граница мощного пласта высокого сопротивления отмечается кровельным градиент-зондом минимумом, а подошвенным — максимумом; верхняя граница пласта отмечается кровельным градиент-зондом максимумом, а подошвенным — минимумом; границы тонкого пласта высокого сопротивления, отмечаемого максимумом подошвенным и кровельным градиент-зондами, проводятся симметрично по спаду кривой.