ПОСТРОЕНИЕ  ГЕОЛОГИЧЕСКИХ  МОДЕЛЕЙ  КОЛЛЕКТОРОВ  НА  ПРИМЕРЕ  МЕСТОРОЖДЕНИЙ  СУРГУТСКОГО  СВОДА

Тюкавкин  Алексей  Сергеевич

студент  4  курса  (среднее  профессиональное  образование)  Сургутский  институт  нефти  и  газа  (филиал)  ТюмГНГУ,  РФ,  г.  Сургут

Е -mail: 

Гниленко  Надежда  Васильевна

научный  руководитель,  ведущий  геолог  отдела  проектно-сметных  работ  по  строительству  скважин,  СургутНИПИнефть,  ОАО  «Сургутнефтегаз»,  РФ,  г.  Сургут

Для  качественного  построения  адекватной  геолого-технологической  геологической  модели  пласта-резервуара  (залежи,  месторождения)  необходимо  собрать  полный  комплект  литолого-палеогеографических  данных,  петрографических  характеристик  пород,  определить  фильтрационно-емкостные  свойства  (ФЕС),  геофизические  и  другие  параметры.

Построение  геологических  моделей  проводилось  для  месторождений  Сургутского  свода  (Западно-Сургутское,  Быстринское,  Федоровское).

При  построении  постоянно-действующих  моделей  использовали  результаты  исследования  полноразмерного  керна  (примененялась  продольная  и  поперечная  распиловка,  изготовление  стандартных  образцов,  фотографирование  в  дневном  и  ультрафиолетовом  свете,  измерение  профильной  проницаемости  и  скорости  прохождения  продольных  и  поперечных  волн).  Керновый  материал  горизонта  ЮС_х  изучался  по  250  образцам,  для  которых  определены  коллекторские  свойства  (пористость,  проницаемость,  нефтенасыщенность,  водоудерживающая  способность  и  др.).  Определение  коэффициента  вытеснения  нефти  водой,  химическими  реагентами,  газом,  проницаемости  по  жидкости  и  газу  с  учетом  термобарических  условий  осуществлялось  с  использованием  установки  Coretest  CFS-830,  определение  карбонатности  горных  пород  проводилось  в  лаборатории  Сургутского  института  нефти  и  газа  на  установке  «Кадометр».

На  первом  этапе  исследований  было  уделено  особое  внимание  изучению  литолого-палеогеографических  условий,  изучению  минералогических  характеристик  коллекторов  ЮС,  которые  стратиграфически  приурочены  к  отложениям  тюменской  свиты  нижней-средней  юры. 

Рассмотрим  детально  построение  модели  для  пласта  ЮС_х  Быстринского  месторождения.  В  пределах  горизонта  ЮС_х  выделено  два  литофациальных  типов  пород  [1].  К  первому  литофациальному  типу  относятся  лучшие  коллектора  русловых  отложений,  баров,  кос,  представленные  песчаниками  средне  и  мелкозернистыми  до  мелкозернистых,  хорошо  и  среднеотсортированными.  Для  них  характерно  низкое  содержание  глинистого  цемента,  обычно  не  превышающее  5  %.  В  среднем  проницаемость  этих  коллекторов  равна  16,9  мД,  открытая  пористость  —  17,1  %,  водоудерживающая  способность  43,8  %,  нефтенасыщенность  достигает  60  %. 

Второй  литофациальный  тип  пород  связан  преимущественно  с  фациями  временных  потоков,  и  верхней  части  русловых  фаций  с  пониженным  гидродинамическим  режимом  седиментации  и  представлен  песчаниками  мелкозернистыми  алевритистыми  и  алевролитами,  которые  характеризуются  большим  содержанием  глинистого  цемента  (10—15  %)  с  преобладанием  в  его  составе  хлорита  и  гидрослюды.  Размер  открытых  пор  небольшой,  и  они  часто  изолированы  друг  от  друга.  Среднее  значение  открытой  пористости  составляет  14,6  %,  проницаемости  2,18  мД,  водоудерживающей  способности  62,8  %  нефтенасыщенности  30—40  %. 

При  интерпретации  данных  геофизических  исследований  скважин  (ГИС)  в  пределах  пласта  ЮС_х  можно  выделить  3  литологических  типа  коллекторов  (рис.  1  А).  В  кровельной  и  основной  частях  пласта  —  выделяются  песчаники  средне  и  мелкозернистые,  крупнозернистые  алевролиты  (1  тип),  в  центральной  части  выделяются  песчаники  и  алевролиты  с  карбонатным  цементом  достигающем  5  %,  (2  тип),  так  же  в  центральной  части  пласта  ЮС_х  выделяются  терригенные  породы  в  которых  содержание  карбонатного  цемента  достигает  8—10  %  кальцит  выполняет  поры,  что  значительно  снижает  фильтрационно-емкостные  свойства  всего  пласта  ЮС_х  (3  тип).

Рисунок  1.  А)  Сопоставление  геолого-промыслового  материала  полученного  при  изучении  керна  с  данными  ГИС.1  —  песчаники  средне  и  мелкозернистые  (1  тип);  2  —  песчаники  и  алевролиты  с  карбонатным  цементом  достигающем  5  %  (2  тип);  3  —  песчаники  мелкозернистые  и  крупнозернистые  алевролиты  (1  тип);  4  —  терригенные  породы,  в  которых  содержание  карбонатного  цемента  достигает  8—10  %  (кальцит  выполняет  поры,  что  значительно  снижает  фильтрационно-емкостные  свойства  пласта  ЮС_х)  (3  тип);  Б)  Фрагмент  сеточной  области  трехмерной  геологической  модели  пласта  ЮС₂¹

В  результате  проведенной  корреляции  с  учетом  литолого-петрографических  особенностей  и  установленных  фильтрационно-емкостных  свойств,  в  разрезе  горизонта  можно  выделить  два  самостоятельных  интервала  —  пласты  ЮС_х¹  и  ЮС_х².

По  результатам  интерпретации  данных  объемной  сейсморазведки  3D  в  пределах  горизонта  ЮС_х  была  выявлена  узкая  зона  замещения  коллекторов  субмеридионального  направления,  разделившая  залежь,  в  пределах  площади  Быстринского  месторождения,  на  две  —  западную  и  восточную  [2].

Пласты  ЮС_х¹  и  ЮС_х²  значительно  различаются  между  собой  по  коллекторским  свойствам  и  степени  неоднородности.

Коллектор  ЮС_х¹  относительно  монолитный,  в  его  центральной  части  выделяется  терригенный  пропласток  с  карбонатным  типом  цемента,  где  отмечается  значительное  снижение  ФЕС.  Пласт  ЮС_х²  насчитывает  4  четко  обозначенных  пропластков  и  характеризуется,  как  сильно  расчлененный.  Коллектор  в  подошве  пласта  ЮС_х¹  и  в  кровле  пласта  ЮС_х²  часто  заглинизирован,  мощность  глинистого  раздела  между  пластами  закономерно  уменьшается  с  запада  на  восток  от  14,8  м  до  1,4  м. 

В  восточном  направлении  коллектора  ЮС_х¹  и  ЮС_х²  объединяются,  это  объясняет  единый  уровень  ВНК  в  пределах  восточной  залежи  горизонта  ЮС_х.

Распределение  мощностей  песчаных  пропластков  неравномерно,  около  60—80  %  пропластков  коллекторов  имеют  мощность  от  0,5  до  2  м.,  20  %  пропластков  имеют  мощность  от  1,5  до  3  м,  наиболее  мощные  пропластки  от  3  до  5  м  составляют  10  %  от  общего  количества.

Высокопроницаемые  пропластки,  горизонта  ЮС_х  в  основном  маломощны  —  60  %  из  них  имеют  мощность  менее  4  м,  глинистые  пропластки  составляют  30  %  и  характеризуюся  мощностью  от  4  до  10  м.  Максимальная  нефтенасыщенность  (до  60  %)  и  максимальная  проницаемость  (до  230  мД)  характерны  для  10  %  пород  разреза,  мощностью  более  10  м.

На  втором  этапе  работы  в  базу  данных  программы  Isoline  вносились  геолого-  промысловые  параметры  пластов.

Пласт  ЮС_х  залегает  на  глубинах  2834—2869  м.  На  площади  Быстринского  месторождения  восточная  и  западная  залежи  разделены  между  собой  полосой  глинизации  коллектора.  Коэффициент  песчанистости  разреза  пласта  ЮС_х  изменяется  от  0,05  до  0,6.  Суммарная  площадь  залежей  достигает  200  км².  Общая  мощность  пласта  изменяется  от  9,3м  до  35  м.  Резкое  увеличение  мощности  наблюдается  в  восточном  направлении.  В  целом  пласт  ЮС_х  характеризуется  небольшой  нефтенасыщенной  мощностью,  которая  изменяется  от  1,3  м  до  7,0  м.

Залежь  пласта  ЮС_х¹  в  восточном  участке  характеризуется  как  пластовая  сводовая,  в  западной  части  структуры  литологически  экранирована  и  имеет  размеры  23х9  км.,  амплитуду  до  30  м. 

Западная  залежь  пласта  ЮС_х¹  в  пределах  восточного  и  западного  участка  пластовая  сводовая,  в  пределах  южного  и  северного  участка  ограничена  зоной  глинизации  (литологически-экранированная)  и  имеет  размеры  15х8  км.,  амплитуду  до  35  м. 

Общая  мощность  пласта  ЮС_х¹  изменяется  от  12,5  м  до  25  м.  Минимальное  значение  мощности  пласта  отмечается  в  пределах  южного  участка  и  увеличивается  к  центральной  части  Быстринского  месторождения.  Эффективная  мощность  на  западном  участке  составляет  10,6  м. 

Пласт  обладает  достаточно  низкой  расчлененностью,  количество  пропластков  не  превышает  2,  в  западном  и  юго-западном  участках  расчлененность  возрастает  до  4,  среднее  значение  составляет  1,8.

Пласт  ЮС_х²  отделяется  от  вышележащего  пласта  ЮС_х¹  глинистой  перемычкой  мощностью  более  1,5  м.  Размеры  залежи  13х7  км,  амплитуда  до  23  м. 

Зона  замещения  коллекторов  частично  ограничивает  залежь  с  запада,  поэтому  она  определяется  как  пластовая  сводовая,  частично  литологически  экранированная,  и  вытянута  в  субмеридиональном  направлении.  Залежи  пластов  ЮС_х¹  и  ЮС_х²  в  восточной  части  имеют  между  собой  гидродинамическую  связь.  Пласт  ЮС_х²  обладает  гораздо  большей  степенью  неоднородности  чем  вышележащий  ЮС_х¹.  Расчлененность  пласта  практически  на  всей  территории  превышает  2  [3]. 

На  третьем  этапе  на  основе  геологической  информации,  полученной  по  результатам:  бурения  и  испытания  разведочных  скважин,  интерпретации  геофизических  исследований  скважин  (ГИС),  исследования  образцов  керна  и  пластовых  флюидов,  интерпретации  3D  сейсморазведки,  построена  трехмерная  геологическая  модель  горизонта  ЮС_х  месторождений  Быстринского  месторождения  (рис.  2). 

Рисунок  2.  Построение  геологической  модели  пласта  ЮС_х  Быстринского  месторождения  Сургутского  свода.  Условные  обозначения:  А  —  Фрагмент  3D   модели  центрального  участка  месторождения;  Б  —  2D  модель  для  параметра  нефтенасыщенность;  В  —  Изменение  нефтенасыщенности  в  пределах  сложнопостроенного  коллектора  (скв.  8хх);  Г  —  Фрагмент  трехмерной  литологической  модели  Восточной  залежи  пласта  ЮС_х

Необходимо  отметить,  что  для  моделирования  сложнопостроенных  геологических  объектов,  представляющих  собой  пласт  из  двух  и  более  гидродинамически  связанных  залежей  (пласты  ЮС  Конитлорского,  Быстринского,  Западно-Сургутского  месторождений)  целесообразно  создавать  отдельный  сеточный  каркас  для  каждого  из  прослоев  с  самостоятельной  «нарезкой»  слоев.  В  дальнейшем  моделировать  раздельно  или  объединять  в  сложнопостроенный  состоящий  из  2-х  и  более  прослоев  объект  (рис.  1  Б).

При  формировании  объемных  сеток  для  объектов  моделирования  рекомендуется  выбирать  тип  сетки  геометрии  «угловой  точки»  (н-р  Comerpoint).  При  моделировании  изменения  коллектора  в  процессе  разработки  и  воздействия  на  него  механических  методов,  например  с  целью  моделирования  трещин  от  ГРП,  сетки  геологических  моделей  необходимо  ориентировать  так,  что  бы  длинные  оси  моделей  совпадали  с  направлением  максимального  напряженного  состояния  пластов  (перпендикулярно  осевой  линии  пластов)  [4].

Выводы:

1.  Проектирование  систем  разработки  предполагает  комплексное  совместное  использование  детальной  цифровой  трехмерной  адресной  геолого-математической  модели,  учитывающей  основные  особенности  геологического  строения  залежей,  тип  коллекторов,  неоднородность,  фильтрационно-емкостные  характеристики  продуктивных  пластов,  физико-химические  свойства  насыщающих  флюидов,  механизм  моделируемых  процессов  разработки,  геометрию  размещения  скважин,  возможность  задавания  и  изменения  режимов  их  работы;

2.  При  моделировании  необходимо  использовать  различные  программные  модули  позволяющие:

·     создавать  и  модифицировать  данные  по  месторождению,  производить  архивацию  данных,  работать  с  внешними  пакетами  обработки  геологической  информации;

·   использовать  совместимые  пакеты  различных  программ,  в  которых  можно  отображать  обзорные  карты  изучаемых  месторождений;

·   создавать  объемную  модель  геологического  объекта,  рассчитывать  кубы  параметров  и  производить  операции  над  ними,  строить  разрезы  по  различным  плоскостям;

·   создавать  файлы,  в  которых  определяется  количество  и  форма  реперов,  количество  скважин  и  информация  по  ним,  степень  детализации  модели;

·     создавать  базу  данных  по  геологическим  пластам  месторождения,  содержащую  координаты  скважин,  границы  пластов  горизонта,  результаты  интерпретации  ГИС  и  др.  [2].

3.  Построенная  модель  пласта  ЮС_х  не  является  окончательно  сформированной  и  по  мере  поступления  новой  геолого-промысловой  информации  будет  уточняться  и  дополняться.

Список  литературы:

1.Костеневич  К.А.,  Федорцов  И.В.  Влияние  седиментационных  и  постседиментационных  процессов  на  формирование  коллекторов  Быстринского  месторождения.  Вопросы  геологии,  бурения  и  разработки  нефтяных  и  газонефтяных  месторождений  Сургутского  региона.  Сборник  научных  трудов  СургутНИПИнефть.  Вып.  3.  Екатеринбург:  Издательство  «Путиведъ»,  2001.  —  106—116  с.

2.Тюкавкина  О.В.  Построение  геологической  модели  сложнопостроенного  коллектора  ЮС_х  на  примере  месторождений  Быстринского  вала.  Научно-технический  журнал  Известия  высших  учебных  заведений.  Горный  журнал  —  №  1.  —  2013.  —  119—124  с.

3.Тюкавкина  О.В.  Изучение  геологических  и  геофизических  параметров  коллектора  для  построения  модели  «Отечественная  геология»  —  №1,  —  2013.  —  19—23  с.

4.Тюкавкина  О.В.  Изучение  литологических  и  промысловых  характеристик  пласта-коллектора  после  проведения  гидроразрыва  пласта  на  месторождениях  Сургутского  свода.  Научно-технический  журнал  «Георесурсы»  —  №  5  (55)  —  2013.  —  19—22  с.