Выделение гидравлических единиц потока - ключевое направление для классификации терригенных коллекторов (на примере одного из месторождений севера Западной Сибири)

УДК 552.578.2

Е.В. Фролова

Уральский государственный горный университет,

Екатеринбург, Россия

ВЫДЕЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЕДИНИЦ ПОТОКА -КЛЮЧЕВОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ ТЕРРИГЕННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

Рассмотрен способ классификации терригенных коллекторов при использовании керново-го материала, интерпретации данных геофизических исследований скважин, применении результатов лабораторных исследований и расчета гидравлической единицы потока (Flow Zone Indicator). Выделены группы коллекторов тюменской свиты с близкими характеристиками порового пространства.

Ключевые слова: терригенные коллекторы, фильтрационно-емкостные свойства, гидравлические единицы потока.

E.V. Frolova

Ural State Mining University, Yekaterinburg, Russia

DEFINITION OF THE HYDRAULIC FLOW UNITS -THE LEADING PURPOSE FOR THE CLASSIFICATION OF TERRIGENOUS SEDIMENTARY RESERVOIRS

In this paper is presented the method of classification of terrigenous sedimentary reservoirs via core samples analysis, geophysical data logging acquisition, interpretation and formation evaluation. The main target is the definition of the hydraulic flow units, according to the flow zone indicator (FZI) values. The formation of the Tumen layer is divided by typical groups, with common characteristics and properties of the porous media.

Keywords: terrigenous sedimentary reservoirs, sedimentary environment, porosity, permeability, the properties of the porous media, hydraulic flow units, flow zone indicator.

Терригенные коллекторы тюменской свиты (пласты Ю2, Юз и Ю4) одного из месторождений севера Западной Сибири, залегающие на глубинах 4048-4200 м, представлены крупнозернистыми алевролитами - мелкозернистыми песчаниками со средней сортированностью материала, различными типами слоистости - от косой слабосрезанной до волнистой и значительным количеством растительного детрита.

Реконструкция условий осадконакопления позволила установить, что исследуемые отложения образовались в обстановках застойных и заболачивающихся озер, сменяющихся снизу вверх по разрезу тюменской свиты заливно-лагунными осадками, отложениями мелких прибрежных водотоков, открытых озерных водоемов и малоподвижного прибрежного мелководья.

Породы характеризуются высокой неоднородностью и слабой согласованностью петрофизических свойств, для изучения которых использована методика анализа фильтрационно-емкостных свойств на основе концепции гидравлических типов коллектора, позволяющая выделить и классифицировать породы с близкими характеристиками порового пространства.

Гидравлическая единица коллектора (потока) определяется как «представительный элементарный объем породы, внутри которого геологические и петрофизические свойства, влияющие на течение жидкости, взаимно согласованы и предсказуемо отличны от свойств других пород» (Мангазеев, 2006). Указанные единицы отражают пространственные характеристики, подчеркивая литологическую и фациальную неоднородность коллектора. Выделение гидравлической единицы потока базируется на расчете параметра индикатора гидравлической единицы Flow zone indicator (FZI) по пористости и проницаемости [1, 2],

0,0314 FZI = -

Ф

1 - ф

где ф - пористость (доли ед.); к - проницаемость (мД).

Гидравлическая единица потока (FZI) является главным параметром, характеризующим структуру модели, неоднородность фильтрационно-емкостных свойств, связь с геологическими, петрофизическими и фациальными характеристиками.

На основании проведенных исследований с использованием керно-вого материала, интерпретации данных геофизических исследований скважин, результатов лабораторных исследований и расчета гидравлических единиц потока выделены 4 группы коллекторов тюменской свиты с близкими характеристиками порового пространства. Выявленные типы пород характеризуются дифференциацией параметра гидравлической

единицы потока, однородностью фильтрационно-емкостных характеристик, неоднородностью петрографического, гранулометрического составов и фациальной принадлежности пород (таблица).

Типизация коллекторов

Тип

коллек-

тора

Параметр гидравлической единицы потока,

0,11-0,29

0,3-0,49

0,5-0,99

1-1,

Эффективная пористость, доли ед.,

0,034-0,175

0,046-0,194

0,053-0,229

0,086-0,238

Эффектив ная прони цаемость, мД,

Шлифы

0,001-0,53

0,015-2,31

0,07-16,27

0,77-34,28

Фация

Глинистоалевритовых осадков по-луизолиро-ванных частей побережья заливов и лагун

Алевритопесчаных осадков открытого подвижного озерного мелководья

Песчаноалевритовых осадков малоподвижного мелководья

Песчаных осадков конуса выноса рек

1

2

3

4

Проницаемые породы с высокими фильтрационно-емкостными свойствами (4-й тип) преимущественно отмечены в пластах верхней части разреза тюменской свиты (пласт Ю2, рис. 1). По описаниям кер-нового материала это песчаники мелкозернистые - алевролиты крупнозернистые со средней сортированностью материала, размером зерен от 0,03 до 0,25 мм, с косолинзовидно-волнистой слоистостью, поровым каолинитовым цементом, накапливавшиеся в малоподвижных мелководно-бассейновых и дельтовых обстановках.

Типы коллекторов

Рис. 1. Распределение типов коллекторов по разрезу продуктивного горизонта Юг:

____

!•?:«?:? - песчаник, - а левролит,

В средней части разреза (пласт Ю3, рис. 2) наблюдается увеличение параметра гидравлической единицы потока до 4-го типа коллекторов, напротив которого на фациальной кривой скважины четко фиксируются малоподвижные мелководно-бассейновые осадки. В целом для пласта Ю3 наблюдаются пониженные значения фильтрационноемкостных свойств (коллекторы 2-го, значительно реже 3-го типа; где 2-й тип коллекторов представлен песчаниками мелкозернистыми -алевролитами крупнозернистыми с плохой сортировкой, размерами зерен от 0,03 до 0,17 мм, слоистостью от горизонтальной до косоволнистой, поровым хлорит-карбонатным цементом, образовавшимися

в условиях открытого подвижного озерного мелководья; 3-й тип представлен алевролитами крупнозернистыми, с сортированностью материала от средней до хорошей, с размером зерен от 0,03 до 0,125 мм, косоволнистой слоистостью, поровым гидрослюдистым цементом, накапливавшимися в малоподвижных мелководно-бассейновых обстановках.

Типы коллекторов

Рис. 2. Распределение типов коллекторов по разрезу продуктивного горизонта Юз: - песчаник,

- алевролит,

- аргиллит

В пласте Ю4 (рис. 3) в зоне перехода от континентальной к мелководно-бассейновой обстановке осадконакопления также отмечаются коллекторы с пониженными фильтрационно-емкостными свойствами (преимущественно 2-й, в меньшей степени 3-й тип), при этом наблюдается тенденция: с появлением в разрезе вдольбереговых баров параметр гидравлической единицы потока приближается к 3-му типу, что позволяет сделать вывод о перспективности малоподвижных мелководно-бассейновых отложений (в частности, баровых осадков).

Таким образом, главными факторами, контролирующими улучшение качества коллекторов, являются: увеличение диаметра зерен скелета, преобладание каолинита в составе цемента и накопление отложений в малоподвижных мелководно-бассейновых и дельтовых обстановках.

Типы коллекторов

Рис. 3. Распределение типов коллекторов по разрезу продуктивного горизонта Юф

— песчаник, - алевролит,

аргиллит

Рассмотренный вариант группирования терригенных коллекторов позволяет более достоверно прогнозировать продуктивность разрезов скважин, детально учитывать значительную неоднородность строения и фациальную принадлежность отложений тюменской свиты, а также детализировать литолого-фациальную модель одного из месторождений севера Западной Сибири. Гидравлическая единица потока - это уникальный параметр, позволяющий включать геологические атрибуты структуры и минералогического состава коллектора в характеристику «порово-геометрической фации». Геометрия пор коллектора и величина гидравлической единицы потока напрямую зависят от обстановки осадконакопления и характера диагенетических процессов [3].

Библиографический список

1. Basoi R.E., Shahin N., Dawood S.E. Reservoir rock typing from crest to flank is there a link // SPE paper 117728, presented at the 2008 Abu Dhabi International Exhibition and Conference. - November 3-6. - 2008. -UAE, Abu Dhabi, 2005. - 22 p.

2. Kaseem A.L., Mike O.O. A robust Approach to flow unit zonation // SPE paper 98830, presented at the 29th Annual SPE International Technical

Conference and Exhibition in Abuja. - August 1-3. - 2005. - Nigeria, Abuja, 2005. - 15 p.

3. Petrophysics: theory and practice of measuring reservoir rock and fluid transport properties / Djebbar Tiab and Erie C. Donaldson. - 2n ed, 2007.

References

1. Basoi R. E., Shahin N., Dawood S. E. Reservoir rock typing from crest to flank is there a link // SPE paper 117728, presented at the 2008 Abu Dhabi International Exhibition and Conference. - November 3-6. - 2008. -UAE, Abu Dhabi, 2005. - 22 p.

2. Kaseem A. L., Mike O. O. A robust Approach to flow unit zonation // SPE paper 98830, presented at the 29th Annual SPE International Technical Conference and Exhibition in Abuja. - August 1-3. - 2005. - Nigeria, Abuja, 2005. - 15 p.

3. Petrophysics: theory and practice of measuring reservoir rock and fluid transport properties / Djebbar Tiab and Erle C. Donaldson. - 2n ed, 2007.

Об авторе

Фролова Елена Васильевна

About the author

Frolova Elena (Yekaterinburg, Russia) - graduate, Ural State Mining University, lithology and hydrocarbon geology department (30, Kuybysheva str., Yekaterinburg, Russia, 620144, e-mail: FrolovaEV@mail.ru).

Получено 7.02.2012