К оглавлению

© К.И. Багринцева, В.П. Арестов, И.В. Шершуков, 2002

ОЦЕНКА РОЛИ ТРЕЩИНОВАТОСТИ И КАВЕРНОЗНОСТИ В РАЗВИТИИ СЛОЖНЫХ ТИПОВ КОЛЛЕКТОРОВ АРДАЛИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

К.И. Багринцева (ВНИГНИ), В.П. Арестов (Компания “Полярное сияние"), И.В. Шершуков (ИПНГ РАН)

Ардалинское нефтяное месторождение расположено в Хорейверской впадине Тимано-Печорской провинции. Месторождение, открытое в 1988 г., привлекло внимание специалистов уникальностью свойств коллекторов. Продуктивная толща верхнего девона представлена карбонатными отложениями, в основном известняками различного генезиса. Коллекторские свойства карбонатных толщ фаменского яруса Ардалинского месторождения изучены по скв. 21, 45, 46, 47, 49. Для изучения фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) карбонатных отложений применен комплексный метод ВНИГНИ, который позволяет провести оценку типов коллекторов, выделить их в разрезе скважин и определить роль трещин и каверн в формировании коллекторов. Продуктивные отложения в разрезе этих скважин отличаются текстурноструктурными свойствами, степенью преобразованности пород и значительной изменчивостью пустотного пространства.

В верхней части разреза преобладают плотные трещиноватые водорослевые известняки, обогащенные глинистым материалом. Нижняя, рифогенная, часть разреза - чисто карбонатная, представлена чередованием рыхлых, пористо-проницаемых и плотных разностей известняков. Над верхней толщей плотных трещиноватых известняков залегает глинисто-карбонатная толща переслаивания, представленная чередованием пластов глин и глинистых известняков. В скв. 21 эта часть разреза сложена известняками глинистыми, доломитизированными, пелитоморфными с детритом, трещиноватыми. Известняки характеризуются низкими значениями пористости (0,7-1,3 %). Анизотропия проницаемости наблюдается во всех изученных разностях известняков, при этом она изменяется от 0,045* 10'3 до 125,4*10'3 мкм2 за счет развития системы горизонтальных трещин (табл. 1).

Скважина 45 расположена на севере Ардалинской структуры. Изучение пород из различных интервалов глубин выявило неоднозначность вещественного состава и фильтрационных свойств продуктивной толщи.

Верхняя пачка выделяется в интервале 3268-3308 м. В этой части разреза преобладают известняки серые, коричневато-серые, плотные, трещиноватые с прожилками среднекристаллического кальцита, стилолитовыми швами, выполненными темно-серым глинистым веществом. Характерна микроволнистая слоистость с линзовидными прослоями глинистого материала. Наблюдаются известняки как пелитоморфные, неравномерно доломитизированные со спикулами губок, редким крупным детритом, так и обломочные, в различной степени сортированные, сцементированные мелкокристаллическим кальцитом. В шлифах видно, что порода сложена пелитоморфным кальцитом на 75-80 %, на некоторых участках в результате неравномерной перекристаллизации порода приобретает неяснокомковатый облик. Детрит (5-10 %) имеет плохую сохранность, в основном мелкий: спикулы губок, створки остракод, но встречаются единичные крупные остатки брахиопод (до 5 мм).

В обломочных разностях порода на 70-75 % состоит из обломков пелитоморфного известняка размером 0,4-1,5 мм, реже 2 мм, имеющих округлую, округло-угловатую форму. Вокруг обломков развит крустификационный кальцит. Межформенное пространство выполнено тонко-мелкозернистым кальцитом.

Для пород верхней пачки характерно развитие метасоматической доломитизации, которая обусловливает ухудшение коллекторских свойств пород. Доломит встречается в рассеянном состоянии и в виде отдельных скоплений кристаллов. Крупные скопления доломита приурочены к трещиноватым участкам породы. Содержание доломита изменяется от 5 до 20 %.

Процесс кальцитизации наиболее ярко проявляется в обломочных разностях известняков, в которых форменные компоненты сцементированы тонко-мелкокристаллическим кальцитом базального типа (30-40 %) крустификационного и изометрично-зернистого строения. В этой части разреза процесс выщелачивания развит слабо. Отдельные поры выщелачивания приурочены к трещиноватым участкам.

В целом в верхней пачке скв. 45 преобладают плотные, низкоемкие карбонатные породы. Отмечается сочетание плотной матрицы с неравномерно развитой системой открытых трещин. Значение пористости составляет 0,3-1,4 %. Проницаемость пород полностью связана с трещиноватостью и изменяется от 0,05 * 10-3 до 1.74*10-3 мкм2, а в отдельных наиболее трещиноватых разностях - до 12,96*10-3 мкм2. Наличие секущих горизонтальных трещин обусловливает анизотропию фильтрационных свойств по взаимно перпендикулярным направлениям, за счет чего проницаемость меняется на один-два порядка. Так, в образце 8350 проницаемость изменяется от 0,01*10-3 до 1.74 *10-3 мкм2 при емкости трещин 1,6 % (см. табл. 1).

Эта пачка характеризуется развитием трещинного типа коллектора и хорошо прослеживается на каротажных диаграммах во всех скважинах Ардалинского месторождения. Мощность верхней пачки в скв. 45 составляет 40 м. Верхнюю пачку плотных трещиноватых пород на основании изучения ФЕС, вещественного состава, трещиноватости и поверхностных свойств можно отнести к продуктивной части разреза, что подтверждается получением притока нефти из этих отложений.

Нижняя рифогенная пачка пористо-проницаемых обломочных и сферово-водорослевых известняков в скв. 45 выделяется в интервале глубин 3308-3352 м. В этой пачке преобладают известняки обломочные, сферово-водорослевые, сгустково-комковатые. Наблюдается чередование пористых, пористо-кавернозных и плотных разностей доломитизированных водорослевых известняков. При микроскопическом изучении видно, что порода представлена комочками и сгустками пелитоморфного кальцита. Сгустки размером 0,1-0,5 мм, комки - 0,5-3,0 мм, встречаются обломки до 4-8 мм. Разнокомковатые разности располагаются линзовидно и постепенно переходят друг в друга.

Ниже по разрезу на глубине 3318-3325 м появляются известняки, желтовато-коричневые, нефтенасыщенные, пористо-кавернозные, трещиноватые. Обломочные, плохо отсортированные известняки содержат обломки известняков, детрит неокатанный и окатанный. Форменные компоненты цементируются мелко-среднекристаллическим цементом крустификационного типа. Содержание цемента в породах изменяется от 5 до 10 %. Цементом служит микрозернистый кальцит между сгустками и в виде инкрустационных каемок вокруг обломков, комков и сгустков.

Вторичные процессы в изученных известняках проявились в развитии повсеместной перекристаллизации, доломитизации и интенсивного растворения отдельных фрагментов. В пористо-проницаемых разностях преобладает унаследованное выщелачивание, в плотных известняках отмечается интенсивная кальцитизация, снижаются емкостные свойства и наблюдается развитие отдельных каверн.

Большое количество светлого новообразованного кальцита говорит о высокой первичной емкости породы, которая была значительно сокращена. Поры выщелачивания цемента имеют округлую, щелевидную и изометрическую форму. На фотографиях шлифов хорошо видны мелкие, щелевидные поры и крупные поры с неровными стенками, расширенные выщелачиванием. Размер пор изменяется от 0,05 до 0,80 мм. Эти породы характеризуются сочетанием тонкопористой матрицы и унаследованной кавернозности, которая развивается по первичным седиментационным порам. Значение пористости изменяется от 7,9 до 9,4 %, при этом проницаемость изменяется от 2,90*10-3 до 256,6*10-3 мкм2.

В нижней части продуктивной толщи (интервал глубин 3342-3345 м) распространены коричневато-серые, сферово-сгустковые, водорослевые, трещиноватые известняки, встречаются строматолитовые формы водорослей. Содержание цемента более 30 %, наблюдается частичное запечатывание пустот крупными кристаллами вторичного кальцита. Характерно развитие вновь образованной кавернозности. Породы плотные, непроницаемые.

Принципиальное различие в строении пустотного пространства известняков верхней и нижней частей разреза скв. 45 обусловлено влиянием постседиментационных процессов - растворения и выноса минеральных частиц.

Скважина 46 находится на юго-востоке Ардапинского месторождения. Продуктивные отложения изучены в интервалах 3298-3301 и 3308-3311 м.

Верхняя пачка мощностью 26 м по данным ГИС выделяется в интервале 3250-3276 м. В ней развиты тонкозернистые плотные низкоемкие, трещиноватые известняки.

Нижняя рифогенная пачка мощностью 35 м представлена рыхлыми нефтенасыщенными водорослевыми и обломочными известняками.

В разрезе продуктивных отложений скв. 46 преобладают пористо-проницаемые рыхлые известняки, нефтенасыщенные с развитием каверн по первичным порам. В известняках интенсивно развита унаследованная кавернозность, протекающая по первичным седиментационным порам. В керне скв. 46 преобладают слабосцементированные разности обломочных известняков коричневато-серого цвета, которые нередко при обработке распадаются на мелкие кусочки различной степени плотности. В отдельных разностях наблюдаются более крупные обломки плотных известняков. Следует подчеркнуть особенность данного разреза - преобладание рыхлых, слабосцементированных разностей обломочных пород, наличие мелко- и крупнообломочных известняков с небольшим количеством цемента - 5-10 %. Цемент сильно выщелочен.

Совершенно очевидно, что определение оценочных параметров проводится в лаборатории по более плотным разностям и фильтрационно-емкостные параметры значительно занижены. Из слабосцементированных пород практически невозможно выпилить кубики и измерить ориентированную проницаемость. Лишь у одного образца 8388 была измерена проницаемость в двух направлениях от 92,4*10-3 до 180,8*10-3 мкм2 при пористости 21,4 % (табл. 2).

Скважина 49 находится в центральной части купола Ардалинского месторождения. Продуктивные отложения фаменского яруса охарактеризованы керном в интервале глубин 3262,5-3374,0 м. Мощность изученной части разреза фаменских отложений - 90 м.

По данным ГИС и комплекса литофизических параметров в продуктивной части разреза выделяются две существенно различные пачки пород. На сводном литолого-физиче- ском разрезе нанесена полная информация, показывающая вещественный состав пород, направленность вторичных преобразований, типы пустот и изменчивость пористости и проницаемости с глубиной (рис. 1).

Верхняя пачка выделяется в интервале глубин 3244-3279 м. Она представлена известняками плотными, коричневато-серыми, скрытокристаллическими, с редким крупным криноидным детритом, водорослевыми желваками до 0,8 см в диаметре, с тонкими извилистыми прослойками темно-серого глинистого материала и стилолитовыми швами, выполненными темно-коричневым глинисто-органическим веществом. В шлифах выделяются две разности известняков: пятнисто-доломитизированные пелитоморфные с редким детритом и микро-тонкокристаллические со сферами. Известняки сложены пелитоморфным кальцитом, который содержит редкий криноидный брахиоподовый и остракодовый детрит (3-5 %). Единичные крупные остатки брахиопод и криноидей имеют размеры от 0,3 до 0,5 мм. Распределение детрита в породе неравномерное. Порода пятнисто-доломитизирована. Доломит представлен кристаллами ромбоэдрической и неправильноромбоэдрической формы размером 0,02-0,03 мм.

Вторичные процессы в известняках верхней пачки связаны с доломитизацией, неравномерной перекристаллизацией и кальцитизацией.

Перекристаллизации подверглись форменные компоненты и основная масса. Неравномерная перекристаллизация основной связующей массы привела к образованию комков и сгустков пелитоморфного карбоната. Эти образования чаще всего имеют округлую или неправильноокруглую форму. Кальцитизация выражается в заполнении вторичным кальцитом редких палеопустот. Для пород верхней пачки характерно сочетание плотной матрицы и неравномерной трещиноватости. Наибольшее развитие получила система горизонтальных и в меньшей степени вертикальных трещин. Значение пористости составляет 0,5-1,9 %; проницаемость пород, полностью связанная с трещиноватостью, изменяется от 0,05*10 -3 до 5,9*10 -3 мкм2. Характерна анизотропия проницаемости по направлениям. Эти данные свидетельствуют о том, что породы верхней пачки характеризуются развитием трещинного типа коллектора (табл. 3).

Нижняя рифогенная пачка выделяется с глубины 3279 м (см. рис. 1). Она представлена переслаиванием плотных коричневатосерых известняков, неравномерно пропитанных темно-серым битуминозным веществом, и известняков пористо-кавернозных, трещиноватых светло-серых, нередко нефтенасыщенных темно-серых. В пористо-кавернозных разностях интенсивно развиты горизонтальные открытые трещины. Вдоль открытых трещин наблюдаются крупные каверны размером до 5-8 мм в Длину и 2-4 мм в ширину. Внутри отдельных каверн по стенкам развиваются щетки кальцита. Растворение протекает направленно по полостям трещин, за счет чего создаются пористые участки и порода становится пористо-проницаемой.

При микроскопическом изучении установлено, что породы нижней пачки представлены известняками водорослевыми, сферово-комковатыми, а также микро-тонкокристаллическими. Обе разновидности неравномерно перекристаллизованы, содержат сферы и редкий детрит. Содержание сфер колеблется от 5 до 25 %. Детрит представлен остатками криноидей, брахиопод, остракод, водорослей и его содержание составляет 5-10 %. Среди целых форм встречаются единичные раковинки фораминифер и остракод.

Вторичные процессы в известняках связаны с неравномерной перекристаллизацией, интенсивным выщелачиванием, неравномерной кальцитизацией и слабой доломитизацией. Неравномерная перекристаллизация приводит к образованию комков и сгустков пелитоморфного карбоната. Доломитизация проявляется в наличии рассеянных в основной массе отдельных кристалликов доломита ромбоэдрической формы. Интенсивное выщелачивание привело к формированию пористо-проницаемых пород, наиболее характерно развитие унаследованной кавернозности.

В целом породы нижней части продуктивной толщи характеризуются сильной изменчивостью структуры пустотного пространства и значительными колебаниями пористости и проницаемости. Изменчивость коллекторских свойств пород в различных интервалах глубин отражена на сводном разрезе (см. рис. 1). Характеристика структурных и коллекторских параметров приведена в табл. 1-3.

Для пород характерна резкая анизотропия проницаемости в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Максимальная фильтрация протекает в горизонтальном направлении, что обусловлено созданием пористых зон вдоль полостей трещин.

Пористость известняков нижней пачки изменяется от 9,4 до 16,7 %, в более пористых разностях достигает 21,4 %. Проницаемость изменяется от 8,7*10-3 до 963,4*10-3 мкм2, в наиболее проницаемых породах - 1336,5*10-3 мкм2.

В плотных разностях сферово-комковатых известняков выделяются участки развития светлого крупнокристаллического новообразованного кальцита, свидетельствующего о высокой первичной емкости породы, сокращенной за счет кальцитизации. В таких разностях наблюдаются лишь отдельные мелкие изолированные поры и наклонные извилистые трещины. Емкость пустот изменяется от 2,4 до 5,5 %; проницаемость, полностью связанная с трещиноватостью, - от 0,7*10-3 до 15,6*10-3 мкм2 (см. образец 8624 в табл. 3).

В целом продуктивная часть верхнего девона скв. 49 представлена чередованием сферово-комковатых, водорослевых пористо-проницаемых и трещиноватых известняков с преобладанием интенсивного растворения и выноса минерального вещества из трещин и пор. Неравномерная перекристаллизация способствовала развитию унаследованной кавернозности в первично-пористых известняках.

Структура пустотного пространства пород-коллекторов изучена на ртутном поромере “Carlo Erba”, на котором измеряют эквивалентные радиусы поровых каналов в широком диапазоне размеров - от 0,0039 до 50,0 мкм. Порометрические кривые позволили оценить диапазон пор, развитых в породе, и процентное содержание пор каждого радиуса, определить число субкапиллярных пор с радиусом менее 0,1 мкм, выделить поры, определяющие фильтрацию, и рассчитать теоретическую проницаемость. С помощью разработанной во ВНИГНИ методики (Шершуков И.В., 1995) можно учитывать связанность пор и достоверно определять диапазон фильтрующих пор.

Изученные литогенетические разности пород характеризуются сильной изменчивостью порового пространства, различным соотношением пор, каверн и трещин. Содержание субкапиллярных пор радиусом менее 0,1 мкм различно в низкоемких и пористо-проницаемых породах (см. табл. 2).

Основное преимущество комплексном методологии, примененной при изучении керна Ардалинского нефтяного месторождения, заключается в определении ориентированной проницаемости по трем направлениям в кубике и использовании капиллярного насыщения пород люминофором для оценки трещиноватости и кавернозности.

Обработка фотоснимков насыщенных люминофором образцов позволяет получить качественную и количественную характеристики трещиноватости, выявить морфологию и генезис каверн, выделить минерализованные и открытые трещины, определить вклад трещин и каверн в емкость и проницаемость пород. В табл. 3 приведены значения поверхностной плотности по шести граням и раскрытости трещин для изученных образцов.

В скв. 45 трещиноватость изучена в известняках верхней и нижней пачек разреза. В верхней части разреза распространены плотные водорослевые известняки, волнисто-слоистые с тонкими линзовидными прослоями глинисто-битуминозного вещества. После насыщения этих пород люминофором была выявлена сеть взаимосообщающихся трещин. Горизонтальные трещины осложнены короткими расщепляющимися. Известняки характеризуются существенной емкостью трещин до 1,6-1,8 % и высокой поверхностной плотностью - в среднем до 1,3 см/см2, по отдельным граням до 1,8 см/см2. Важно подчеркнуть, что в этих разностях трещины играют определяющую роль и обеспечивают существенную анизотропию проницаемости. Раскрытость трещин в среднем изменяется в небольших пределах от 7 до 20 мкм (см. табл. 3).

Нижняя рифогенная часть разреза скв. 45 представлена сферово-водорослевыми и обломочными известняками, которые характеризуют толщу мощностью около 27 м. Емкость собственно трещин мала - 0,5-0,9 %, за счет каверн пористость возрастает до 8,5 % (см. образец 8358 в табл. 3), поверхностная плотность повышается от 0,26 до 0,42 см/см2, раскрытость в среднем - 7-25 мкм. Проницаемость этих известняков определяется сочетанием пор и трещин, которые создают единую систему фильтрации.

Наиболее полно изучена трещиноватость и кавернозность пород в скв. 49 по восьми интервалам с глубин 3262,5 до 3367,0 м (см. табл. 3). Разрез представлен двумя толщами, существенно различными по литолого-физическим параметрам и геометрии пустотного пространства.

Верхняя часть разреза, представленная пелитоморфными плотными известняками, характеризуется развитием сложной сети взаимосвязанных пересекающихся трещин различной ориентировки. Высокая поверхностная плотность трещин достигает 1,37 см/см2 при средней раскрытости 28 мкм.

Нижележащая толща отличается частым переслаиванием пористо-кавернозных, сферово-водорослевых и микро-тонкокристаллических известняков. Характер трещиноватости и кавернозности этих пород существенно отличен. Емкость возрастает до 3,9 % за счет создания каверн вдоль трещин. Поверхностная плотность увеличивается по граням до 1,52 см/см2, а средняя раскрытость составляет 56 мкм. В образце 8615 (см. табл. 3) наблюдается резкая анизотропия проницаемости в горизонтальном направлении, она меняется от 0,64*10-3 до 426,5*10-3 мкм2 (рис. 2).

Наибольшая кавернозность наблюдается в сферово-сгустковых водорослевых известняках (образец 8616) в интервале глубин 3295-3299 м. Трещины здесь играют роль каналов фильтрации, а пористо-кавернозные участки обеспечива ют высокую пористость до 12,6 % и проницаемость до 254,1*10-3 мкм2 (см. табл. 3).

Преобладание горизонтальных секущих трещин с короткими оперяющими и сильное растворение вдоль полостей трещин в образце 8623 сопровождается значительными увеличениями фильтрационных свойств трещиновато-пористых разностей известняков. Емкость трещин существенна - 2,9 %, раскрытость достигает 280 мкм. Проницаемость в горизонтальном направлении составляет 564,2*10-3 мкм2 при емкости каверн и трещин, равной 8,2 % (см. табл. 3).

Все разности известняков, слагающих нижнюю рифогенную часть разреза фаменских отложений, отличаются неоднородным и изменчивым строением пустотного пространства. Полученные в источнике ультрафиолетового света фотоснимки образцов, насыщенных люминофором, выявляют избирательное выщелачивание форменных компонентов, расширение полостей трещин, развитие пористо-проницаемых зон или полос. Совокупное развитие трещин и каверн обеспечивает сложный и неоднозначный характер пустотного пространства известняков в скв. 49 (см. рис. 1, 2).

Несомненный интерес представляет сравнение морфологии и количественных параметров трещиноватости, проведенное по скв. 45 и 49. На графике (рис. 3) показана изменчивость морфологии, ориентировки и поверхностной плотности трещин с глубиной. Виден общий характер закономерного уменьшения поверхностной плотности трещин и их раскрытости. Однако это кажущееся уменьшение, так как в нижней части продуктивных отложений за счет интенсивного выщелачивания полостей трещин они преобразуются в пористо-проницаемые полости, ориентированные в горизонтальном направлении, при этом в сложных типах коллекторов возрастает общая емкость. График (см. рис. 3) позволяет сделать вывод о преобладающем развитии горизонтальных секущих, слабоизвилистых трещин, осложненных более короткими наклонными и вертикальными.

За счет создания взаимосвязанной системы трещин обеспечивается высокая фильтрационная способность пород и возникает анизотропия проницаемости. Изменение минимальных и максимальных значений раскрытости трещин имеет общий характер в изученных скважинах 45 и 49. Раскрытость по образцам (см. табл. 3) изменяется в широких пределах от 5 до 100 мкм, в скв. 49 за счет расширения трещин - от 14 до 420 мкм. Следует подчеркнуть решающую роль трещин в формировании сложных типов коллекторов Ардалинского нефтяного месторождения, поскольку последующее выщелачивание различных компонентов происходило именно вдоль полостей трещин и зон, т.е. полностью преобразовывало пустотное пространство пород.

Сопоставление литологических характеристик и вторичных преобразований карбонатных пород верхней и нижней пачек по изученным скважинам позволило сделать вывод об общности их свойств. Обобщенная литолого-физическая характеристика их дана в табл. 4, где отражены особенности состава, постседиментационных изменений, средние значения фильтрационно-емкостных параметров, морфология и ориентировка трещин и преобладающий тип коллектора.

Обобщая материал по изучению карбонатной толщи, можно сделать следующие выводы.

1.     Продуктивные карбонатные отложения фаменского яруса верхнего девона отличаются большим разнообразием литогенетических типов пород, в различной степени измененных постседиментационными преобразованиями. Максимально благоприятное воздействие вторичных процессов на формирование пустотного пространства оказали растворение отдельных фрагментов пород, расширение полостей трещин и вынос минеральных веществ. Сильная перекристаллизация известняков способствует неоднозначному проявлению процесса растворения.

2.     Выщелачивание происходило по пористо-проницаемым обломочным и сферово-водорослевым известнякам, а также по плотным трещиноватым разностям, что привело к развитию “унаследованной” и “вновь образованной” кавернозности и созданию пластов с различными ФЕС. Наличие каверн увеличивает величину эффективной пористости в среднем на 2,5-3,0 %. Наиболее интенсивно выщелачивание происходило в пористо-проницаемых водорослевых известняках, слагающих нижнюю рифогенную часть разреза. В скв. 49 это привело к формированию каверново-поровых коллекторов I-II классов с эффективной пористостью 15-20 %.

3.     Совместное влияние тектонической трещиноватости, проявляющейся неоднократно, и процессов растворения форменных компонентов и цемента обусловило микронеоднородность и изменчивость пустотного пространства пластов и преимущественное развитие сложных типов коллекторов на Ардалинском месторождении.

4.     В карбонатных отложениях фаменского возраста практически повсеместно развита трещиноватость, которая оказывает неодинаковое влияние на процессы фильтрации флюидов в плотных и первично-пористо-проницаемых породах. Морфология, ориентировка трещин и характер их взаимосообщаемости обусловили формирование сложных типов коллекторов в карбонатной толще. Высокие фильтрационные свойства пластов-коллекторов в горизонтальном направлении определяются преобладающим развитием секущих трещин горизонтальной ориентировки. Раскрытость трещин существенна и колеблется в пределах 20-100 мкм, за счет выщелачивания до 420 мкм.

5.     Существенное отличие между верхней плотной и нижней рифогенной пачками разреза наблюдается как в первично-седиментационных условиях, направленности и интенсивности вторичных преобразований, так и в создании коллекторского потенциала карбонатных толщ.

Преимущественное развитие в верхней плотной части разреза имеют трещинный и порово-трещинный типы коллекторов. В нижней рифогенной части разреза преобладают высокоемкие коллекторы порового и каверново-порового типов.

 

Abstract

The article presents results of experimental core analysis from Upper Devonian productive deposits of the Ardalin oil field, it was used a complex method elaborated in VNIGNO which provides a possibility besides the standard parameters of porosity and permeability to obtain a qualitative and quantitative characteristics of fracturing and establish the role of fractures and caverns in the formation of various types reservoirs.

If was shown that combined effect of tectonic fracturing and solution processes are responsible for microheterogeneity and variability of pore space morphology and the favourable development of complicated types of reservoirs in the Ardalin field.

It was established that a significant difference between the upper massive and lower reef members of the sequence is observed under the primary-sedimentation conditions, directional intensify of secondary transformations and in the creation of their reservoir potential.

 

 

 

Таблица 1 Фильтрационно-емкостные свойства карбонатных пород Ардалинского месторождения

Номер образца

Номер скважины

Интервал отбора проб, м

Емкость пустот, %

Пористость эффективная, %

Остаточная вода, % к объему пор

Газопроницаемость, n • 10-3 мкм2

Литологическая характеристика

абсолютная по направлениям

эффективная

I

II

III

7938

21

3160-3167

0,9

-

-

0,005

10,7

125,4

-

Известняк доломитизированный, пелитоморфный, трещиноватый

7939

21

3167-3174

1,2

 

 

0,008

1,8

2,9

 

Известняк глинистый, доломитизированный, пелитоморфный с детритом, трещиноватый

7940

21

3174-3181

1,2

-

-

0,004

0,33

0,67

-

Известняк глинистый, доломитизированный, обломочный, трещиноватый

8350

45

3277-3286

1,6

-

 

0,01

1,68

1,74

 

Известняк доломитизированный, водорослевый с детритом

8356

45

3318-3325

9,4

8,4

11,2

45,59

123,58

219,01

118,3

Известняк обломочный, пористо-кавернозный

8357

45

3318-3325

8,2

6,8

17,0

10,08

78,29

256,62

55,51

Известняк обломочный, водорослевый, пористо-кавернозный

8359

45

3342-3345

7,9

5,6

29,0

2,90

1,15

1,91

0,41

Известняк пелитоморфный, со сферами, тонкопористый

9981

46

3287-3292

17,1

13,9

1,9

181,5

 

-

 

Известняк мелко-тонкозернистый, рыхлый, нефтенасыщенный

9984

46

3287-3292

18,1

19,0

6,0

-

846,7

-

 

Известняк обломочный, рыхлый, нефтенасыщенный

9991

46

3287-3292

18,8

15,5

17,1

-

212,2

 

-

Известняк мелко-тонкозернистый, пористый, нефтенасыщенный

8364

47

3306-3314

12,6

10,9

13,5

54,2

38,7

51,1

38,0

Известняк водорослевый, сгустковый с детритом, тонкопористый

8366

47

3330-3335

10,7

9,6

17,1

139,9

196,0

395,5

158,1

Известняк водорослевый, сгустково-комковатый, пористый с кавернами

8370

47

3340-3345

11,1

9,3

13,8

13,4

12,6

14,3

10,1

Доломит известковистый, пористый

8373

47

3352-3359

8,9

7,4

17,9

23,8

54,2

41,7

36,5

Известняк слабо доломитизированный, пористо-кавернозный

8374

47

3352-3359

10,9

9,3

14,8

18,5

24,1

24,9

20,1

Известняк слабо доломитизированный, пористо-кавернозный

8622

49

3308,2-3314,7

14,4

12,3

14,5

1,8

256,6

214,6

228,4

Известняк сферово-водорослевый, кавернозный

8623

49

3314,7-3321,7

8,2

-

-

3,4

564,2

449,4

-

Известняк строматолитовый, кавернозный

8626

49

3360,5-3367,0

10,4

-

-

12,0

199,9

166,2

-

Известняк неравномерно перекристаллизованный со сферами

 

Таблица 2 Характеристика структуры порового пространства коллекторов Ардалинского месторождения

Номер образца

Номер скважины

Интервал отбора проб, м

Пористость открытая, %

Пористость эффективная, %

Остаточная вода, % к объему пор

Газопроницаемость

Содержание пор с радиусом менее 0,1 мкм

Средний радиус пор, мкм

Поры, определяющие фильтрацию

Теоретическая проницаемость, n*10-3 мкм2

Литологическая характеристика

по направлениям, n*10-3 мкм2

эффективная

I

II

III

Радиус, мкм

Средний радиус, мкм

Содержание, %

8614

49

3285-3289

21,9

20,5

6,3

1297,5

1336,5

604,2

1260,0

8,6

6,9

6,9-32,0

12,5

50,5

159,6

Известняк сферово-комковатый

8616

49

3295-3299

12,6

10,2

12,4

35,1

130,2

254,1

112,0

42,2

0,5

8-50

12,5

32,3

35,8

Известняк сферово-комковатый

8618

49

3299,0-3303,2

11,8

8,5

28,6

7,3

8,7

8,7

2,6

17,0

1,5

2,0-10,0

3,75

45,6

7,0

Известняк водорослевый, перекристаллизованный

8622

49

3308,2-3314,7

14,4

12,3

14,5

1,8

256,6

214,6

228,4

20,3

1,5

6,8-50,0

12,5

33,5

40,9

Известняк сферово-водорослевый с кавернами

8625

49

3348,0-3353,5

16,7

15,2

9,2

58,0

23,7

23,7

23,4

11,2

2,5

6,8-20,0

8,0

36,4

44,9

Известняк пелитоморфный

8356

45

3318-3325

9,4

8,4

11,2

45,6

123,6

219,0

118,3

16,8

10,0

8-50

16,0

52,4

46,9

Известняк обломочный, водорослевый, кавернозный

8358

45

3342-3345

8,5

5,9

31,2

7,1

3,0

4,3

2,0

18,2

0,5

1,25-25,0

5,0

27,6

1,8

Известняк пелитоморфный со сферами

8388

46

3308-3311

21,4

17,1

24,0

-

180,8

92,4

136,1

22,2

0,375

2,5-25,0

6,6

19,2

3,9

Известняк водорослевый, комковатый

8366

47

3330-3335

10,7

9,6

10,1

139,9

196,0

395,5

158,1

14,8

5,0

8-25

12,5

43,2

61,1

Известняк водорослевокомковатый

8370

47

3340-3345

11,1

9,3

10,0

13,4

12,6

14,3

10,1

6,9

2,5

5-32

10,0

37,0

23,8

Доломит известковистый

 

Таблица 3 Характеристика трещиноватости карбонатных пород Ардалинского месторождения

Номер образца

Интервал отбора проб, м

Пористость, %

Емкость трещин, %

Газопроницаемость, n*10-3 мкм2

Поверхностная плотность трещин, см/см2

Раскрытость трещин, мкм

I

II

III

1

II

III

IV

V

VI

средняя

мин

макс

средняя

Скважина 45

8349

3277-3286

-

1,4

0,010

0,13

0,21

0,92

1,80

1,30

1,40

1,40

1,00

1,30

5

14

7

8350

3277-3286

-

1,6

0,010

1,68

1,74

0,60

1,20

1,40

1,70

1,80

1,00

1,30

5

100

20

8351

3277-3286

-

1,8

0,003

0,95

1,10

0,50

1,10

1,10

1,20

1,10

0,80

1,00

7

25

12

8355

3318-3325

3,2

0,9

0,800

0,83

0,87

0,40

0,24

0,52

0,58

0,44

0,36

0,42

7

40

15

8358

3342-3345

8,5

0,5

7,100

2,99

4,33

0,28

0,20

0,26

0,16

0,36

0,28

0,26

14

42

25

8361

3342-3345

1,8

0,6

<0,001

0,43

0,06

-

0,22

0,36

0,40

0,26

0,34

0,26

5

14

7

Скважина 49

8610

3262,5-3263,4

-

1,9

1,230

2,03

5,89

0,68

1,03

1,37

1,03

1,24

0,86

1,04

10

70

28

8611

3263,4-3269,0

-

1,4

1,24

0,004

1,96

1,07

0,34

0,52

0,26

0,93

0,55

0,61

7

42

21

8615

3289-3291

-

3,9

0,64

12,6

426,6

1,52

1,12

1,32

0,96

0,68

0,96

1,10

14

420

56

8616

3295-3299

12,6

2,8

35,1

130,2

254,1

0,24

0,28

1,12

0,76

0,60

0,76

0,60

14

70

42

8619

3299,0-3303,2

9,4

0,6

4,3

31,9

1,3

0,44

0,44

0,52

0,60

0,14

0,32

0,41

7

40

22

8623

3314,7-3321,7

8,2

2,9

3,4

564,2

449,4

1,06

1,08

0,80

1,08

0,92

0,40

0,89

14

280

42

8624

3321,7-3328,0

5,5

-

0,73

7,98

15,6

0,44

0,68

0,20

0,48

0,60

0,68

0,51

<5

10

7

8626

3360,5-3367,0

10,4

0,7

12,0

199,9

166,2

0,44

0,16

0,12

0,44

0,24

0,10

0,25

7

14

10

 

Таблица 4 Литолого-физическая характеристика разреза карбонатных отложений фаменского яруса Ардалинского месторождения

Пачка

Мощность, м

Литологическая характеристика

Постседиментационные изменения (тип, интенсивность проявления)

Пористость, % (проницаемость)

Трещиноватость

Тип коллектора

Верхняя плотная пачка трещиноватых пород

26-40

Известняки пелитоморфные с детритом, водорослевые, сферово- водорослевые

Доломитизация рассеянная, редко пятнистая. Слабая перекристаллизация основной массы и органических остатков. Редкое заполнение палеопустот кальцитом

0,6-3,6 %;

(0,01-12,9)*10-3 мкм2)

Резкая анизотропия проницаемости по направлениям

Преимущественное развитие протяженных, горизонтальных трещин, осложненных короткими, наклонными и вертикальными

Низкопористая матрица и неравномерная трещиноватость. Трещинный, порово-трещинный типы коллекторов

Нижняя рифогенная пачка, чередование плотных и проницаемых пластов

50-100

Известняки органогенно- обломочные, оолитовые, сферово-водорослевые, сферово-комковатые с редким детритом

Интенсивное выщелачивание, перекристаллизация форменных компонентов и цемента. Доломитизация пятнистая с образованием известковистых доломитов. Слабая кальцитизация

10,4-21,6 %

(12,0-1336,5)*10-3 мкм2)

Развитие системы взаимосвязанных трещин различной ориентировки

Сочетание тонкопористой матрицы с унаследованной и вновь образованной кавернозностью. Каверново-поровый и поровый типы коллекторов

 

Рис. 1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛЛЕКТОРОВ ПОРОВОГО И СЛОЖНОГО ТИПОВ В РАЗРЕЗЕ скв. 49 АРДАЛИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Типы пород: 1 - известняки, 2 - известняки водорослевые; вторичные изменения: 3 - перекристаллизация, 4 - кальцитизация, 5 - доломитизация, 6 - выщелачивание; типы пустот: 7 поры в матрице, 8 - каверны в пористой матрице, 9 каверны в плотной матрице; 10 трещины; 11 - граничные значения пористости

 

Рис. 2. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПУСТОТНОГО ПРОСТРАНСТВА (образец 8615, АРДААИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ, скв. 49, ИНТЕРВАЛ ГЛУБИН 3289-3291 м)

Известняк водорослевый, трещиноватый, с кавернами вдоль трещин, преобладание секуших извилистых трещин; емкость трещин и пустот расширения - 3,9 %; проницаемость, -3  n*10 мкм2 : I - 0,64, II - 12,61, III - 426,5; поверхностная плотность трещин, см/см2 : I - 1,52, II - 1,12, III - 1,32, IV - 0,96, V - 0,68, VI - 0,96; средняя - 1,1; раскрытость трещин, мкм: минимальная - 14, максимальная - 420, средняя – 56

 

Рис. 3. ИЗМЕНЧИВОСТЬ МОРФОЛОГИИ И ОРИЕНТИРОВКА ТРЕЩИН В СЛОЖНЫХ ТИПАХ КОЛЛЕКТОРОВ АРДАЛИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

1 - известняки; ориентировка трещин: 2 - вертикальные, 3 - наклонные, 4 - горизонтальные; морфология трещин: 5 - прямолинейные, 6 извилистые, 7 - ветвящиеся, 8 - короткие сообщающиеся