О работе Е. М. Смехова и др. „Опыт методических исследований трещинных коллекторов нефти и газа и пути их практического применения"
Труды ВНИГРИ, вып. 144, Гостоптехиздат, 1959.
В этой работе освещаются результаты пятилетних исследований ВНИГРИ по исключительно интересной и практически актуальной тематике.
Вниманию геологов и инженеров-нефтяников предлагаются разработанная институтом методика исследования трещинных коллекторов газа и нефти, собственное представление о том, что же следует подразумевать под понятием «трещинный коллектор», математическая интерпретация гидродинамических условий в системе естественных и искусственных трещин пласта-коллектора.
Методика исследования (детально описанная в ряде предыдущих публикаций ВНИГРИ) заключается в массовой статистико-графической обработке многочисленных данных наблюдений трещиноватости пород в поле и под микроскопом. Она дополняется данными промысловой геофизики в комплексе стандартного каротажа, ГК, НГК, кавернометрии и фотокаротажа. Авторы выражают уверенность в возможности определять этим путем пространственную геометризацию трещинных коллекторов нефти и газа, так как считают, что «...Публикуемые данные по методике изучения трещинных коллекторов должны найти скорейшее применение в практике геологоразведочных работ...» (стр. 4). Это пожелание следует одобрить, потому что обнаружить и оконтурить трещинные коллекторы обычными методами поисков нефтяных и газовых залежей, как правило, не удается. Следует сделать несколько замечаний по некоторым исходным положениям, касающимся вопроса: что понимать под трещинным коллектором нефти и газа? Вводя этот термин еще в 1940 г. при изучении Ярегского нефтяного месторождения в Коми АССР, шахтные геологи подразумевали под ним любые морфологические виды трещиноватости и их сочетания. Что же вкладывают в это понятие исследователи ВНИГРИ? Ряд цитат из их работы отвечает на этот вопрос.
«...Укажем лишь, что роль разломов, надвигов, сбросов и взбросов для образования и формирования коллекторов нефти и газа весьма ограничена, так как эти виды трещиноватости не могут существенно влиять на структуру пласта-коллектора и иметь какое- либо значение для пористости и проницаемости его...» и далее, там же: «...Совсем иначе обстоит дело с микротрещиноватостью...». Значение последней, по мнению авторов, оценено лишь недавно. Отрицая таким образом роль почти всех видов тектонических макроразрывов сплошности горных пород в создании трещинных коллекторов, авторы отказывают в этом положительном свойстве и трещинам отдельностей, высказывая соображение, что «...Все эти «трещины», конечно, ничего общего не имеют с той трещиноватостью горных пород, которую мы рассматриваем...» (стр. 10). В создании трещинных коллекторов могут участвовать, по утверждению авторов исследований, лишь тектонические микротрещины, так как «...макротрещины по существу представляют собой те же микротрещины, но раскрытые на дневной поверхности или вблизи ее (на небольших глубинах) процессами эрозии...» (стр. 10). Свою точку зрения они наиболее четко выражают в следующей формулировке. «...Результаты теоретических и визуальных исследований по многочисленным и фактическим данным позволили с достаточным обоснованием доказать, что фильтрационные свойства продуктивных трещинных пластов-коллекторов связаны в основном только с микротрещинами...» (стр. 20).
Признавая наличие трещинных коллекторов нефти и газа, обязанных существованием микротрещиноватости горных пород, мы не можем согласиться с отрицанием трещинных коллекторов другого типа. Так, в частности, реально существуют в природе и успешно эксплуатируются скважинами с большой производительностью и высокой нефтеотдачей трещинные коллекторы нефти, морфологически представляющие собой зоны дробления и брекчирования, приуроченные к тектоническим разрывам, в участках пересечения последними плотных сцементированных пород. Около таких трещин за счет массы субпараллельных, а также за счет оперяющих расколов и дробления пород образуются часто обособленные друг от друга в горизонтальном и вертикальном направлениях трещинные коллекторы, или, как их в свое время именовал Крейчи-Граф, зоны сверхнормальной пористости. Заполнение таких зон газом, нефтью или водой приводит к образованию высокопродуктивных трещинных залежей. Расположение последних внутри нефтяной поровой залежи позволяет сопоставить их со столбами богатых сплошных руд внутри месторождения бедных вкрапленных руд. Именно такого типа трещинные коллекторы представляют наибольший практический интерес, так как отличаются особенно высокой производительностью вскрывающих их скважин и горных выработок.
Примером разнообразия морфологических типов трещинных коллекторов может служить Ярегское нефтяное месторождение в Коми АССР. Основные запасы нефти в нем заключены в порах песчаника (поровый коллектор). Исключительно высокая вязкость ярегской нефти не благоприятствует получению ее промышленных притоков из пор. Но в нефтесодержащих песчаниках интенсивно развита мелкая трещиноватость, представляющая собой более или менее равномерную сеть тонких трещин на всех участках месторождения. За счет такого трещинного коллектора здесь обеспечиваются небольшие, но все же промышленные притоки нефти примерно с одинаковым дебитом во всех скважинах. Только такой тип трещинного коллектора, видимо, и отвечает представлениям исследователей ВНИГРИ о трещинном коллекторе. Но на том же Ярегском месторождении известны и другие типы трещинных коллекторов. Вскрытие последних приводит к получению дебита и производительности скважин, в десятки раз превышающих таковые у окружающих смежных скважин; оно сопровождается часто выносом огромного количества песка и угловатых обломков песчаника. Высокодебитные «трещинные» скважины ориентируются вдоль направлений конкретных тектонических трещин (сбросов, взбросов, разрывов без смещения боков), установленных детальным картированием в подземных горных выработках. Такого рода трещинные коллекторы (околотрещинные зоны дробления) отличаются на Ярегском месторождении и заметной обособленностью друг от друга.
В рассматриваемой работе ВНИГРИ подмечается, что «...В.К. Громов (1958), изучая материалы эксплуатации этих месторождений (Кинзебулатовского типа - Б. и Е.), установил, что скважины с максимальными дебитами нефти располагаются прямолинейными зонами, направление которых в общем не совпадает с простиранием пород. Месторождения оказываются как бы составленными из отдельных самостоятельных залежей, приуроченных к этим зонам, причем разграничивающие эти залежи зоны пониженной проницаемости (трещиноватости) пород иногда почти полностью изолируют одну залежь от другой ...» (стр. 30).
Наблюдения В.К. Громова указывают на аналогию в поведении трещинных коллекторов Ярегского и Кинзебулатовского месторождений, что дает основание предполагать о связи и в Кинзебулатовском месторождении трещинных скоплений нефти не столько с микротрещиноватостью, сколько с околотрещинными зонами дробления.
Оценивая влияние искусственной трещиноватости, авторы работы полагают, что «...геометрия систем трещин, образовавшихся после гидроразрыва, должна более или менее совпадать с той моделью трещиноватой породы, которая основана на непосредственных наблюдениях трещиноватости горных пород...» (стр. 37).
Обследование зоны гидроразрыва после вскрытия ее подземными горными выработками позволяет нам уточнить приведенное выше замечание следующим образом. Геометрия систем трещин гидроразрыва действительно отвечает системам естественных трещин, существовавшим на участке до гидроразрыва. Но оказалось, что трещины гидроразрыва проявились в очень малой части наблюдаемых здесь естественных трещин, лишь в наиболее податливых для оживления (раскрытия). Подавляющее же большинство естественных трещин, даже близко отстоящих от фильтра разрывной скважины, не обнаружило и следов воздействия гидроразрыва.
Выводы
1. Разработанная ВНИГРИ методика исследования относится лишь к одному типу трещинных коллекторов, связанному с микротрещиноватостью горных пород.
2. Утверждение авторов о том, что все трещинные коллекторы нефти и газа связаны только с микротрещииами, ошибочно.
3. Эта ошибка явилась, по-видимому, следствием недостаточного геологического анализа промысловых данных, фиксируемых при разработке отечественных и зарубежных месторождений, где роль трещин в нефтеотдаче исключительна, а также незнанием или игнорированием некоторых предшествовавших исследований, поскольку они не нашли отражения ни в главе I - «Проблема трещинных коллекторов и состояние ее изученности в СССР», ни в приведенном списке литературы.
4. Из-за отмеченных недостатков разработанная ВНИГРИ методика не обладает универсальностью, она не охватывает всего наблюдаемого разнообразия морфологических типов трещинных коллекторов. (Если для познания одних существенно изучение керна, то для других важнее сосредоточить внимание при бурении на интервалы образования пробок, прихвата инструмента, и в которых извлечь керн не удается.)
5. Желательно, чтобы коллектив специалистов ВНИГРИ, возглавивших в СССР изучение трещинных коллекторов нефти, расширил сферу объектов изучения и, в частности, провел свои исследования на Ярегском месторождении, где наличие нефтяных шахт обеспечивает возможность детального картирования трещин на большой площади и изучения их морфологии на разных подземных горизонтах в пласте и над пластом. Обобщение теми же исследователями накопившихся с 1939 г. в геологических фондах нефтяных шахт материалов первичной, а также отчетной геологической и промысловой документации поможет не только совершенствовать методику исследования различных типов трещинных коллекторов нефти и газа, но и создать наглядное представление о них.
ЛИТЕРАТУРА
1. Здоров С Ф. Структурный анализ при шахтной разработке месторождений нефти. (На опыте Ярегского месторождения). Материалы Второй геологической конференции Коми АССР 15-20 декабря 1944 г. Коми государственное издательство. Сыктывкар, 1947.
2. Кремс А.Я., Здоров С.Ф., Болтенко К.Г. Влияние дизъюнктивной дислокации на продуктивность и разработку нефтяных пластов. НХ, № 5-6, 1945.
3. Кремс А.Я. и др. Шахтная разработка нефтяных месторождений. Гостоптехиздат, 1955.
4. Болтенко К.Г., Ечеистов А.И. К познанию значения трещин в добыче нефти. Нар. хоз. Коми АССР. Бюлл. техн.-эконом, инф., № 6 (18), Сыктывкар, 1959.
5. Гурьба П.К. Роль трещин на Бориславском месторождении нефти. Геология нефти и газа, 1959, № 11.
К. Болтенко, А. Ечеистов