Неоднородность продуктивного пласта

Геологическая неоднородность - одна из важнейших характеристик пород-коллекторов. Ее изучение позволяет уточнить геологическую модель залежи или объекта разработки.

Под геологической неоднородностью следует понимать изменчивость литологического состава изучаемых пластов по площади, характер и степень чередования по разрезу нефтяного горизонта, проницаемых пластов с непроницаемыми, а также изменчивость физических свойств коллекторов, обусловленную их вещественным составом, структурой и текстурой порового пространства.

Любой природный резервуар обладает сложнейшим строением и представляет из себя целостную геологическую систему, состоящую из структурно-иерархических уровней. Определенный тип неоднородности соответствует определенному иерархическому уровню. Следует отмстить, что в специальной литературе часто разделяют геологическую неоднородность на микронеоднородность и макронеоднородность [9]. При этом характеристики микро неоднородности соответствуют первому иерархическому уровню, а макронеоднородность - остальным трем структурным уровням.

Иерархическая структура терригенных нефтяных пластов состоит из четырех структурных уровней (рис. 2).

I - уровень элементарного объема породы с оценкой минерального состава скелета и количества цементирующего вещества;

II - уровень геологических тел, сложенных единым литологичс-ским типом пород, в данном случае уровень песчаных пропластков;

III - уровень геологических тел, представляющих систему гидродинамически связанных пропластков;

IV - уровень геологических тел, представляющих систему гидродинамически несвязанных пластов, каждый из которых в общем случае представляет систему гидродинамически связанных пропластков.

Ультрамикронеоднородность. Это изучаемое по отдельному образцу свойство породы, структуру которой геометрически, очевидно, показать невозможно, т. к. невозможно определить и зафиксировать положение в пространстве каждого элемента этого уровня, т. е. каждого минерального зерна. Имеется возможность только количественного описания структуры. Гранулометрический состав пород изображают в виде таблиц, гистограмм или кривых суммарного состава, распределения зерен породы по размерам.

Результаты изучения ультрамикронеоднородности используются при подборе фильтров для нефтяных скважин: размеры отверстий фильтра, устанавливаемого для предотвращения поступления песка в скважину, должны соответствовать диаметрам частиц пород. Информация об ультрамикронсоднородности учитывается при исследовании процессов вытеснения нефти водой или другим вытесняющим агентом: от ультрамикронсоднородности зависит количество нефти, остающейся в пласте после окончания его эксплуатации в виде пленок, покрывающих поверхность зерен.

Микронеоднородность. Под микронеоднородностью понимают изменчивость в пределах залежей фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов, насыщенных углеводородами - проницаемости, пористости, нсфтснасыщенности. Микронеоднородность характерна и для терригенных, и еще более для карбонатных коллекторов.

Интенсивность микронеоднородности по проницаемости тесно связана с условиями формирования коллекторов, с вторичными процессами в карбонатных породах, с литологическим и гранулометрическим составом, со степенью цементации и глинистости, структурой пустотного пространства.

При эксплуатации скважин и нефтяных залежей в целом большое значение имеет микронеоднородность по толщине пластов, которая выражается в переслаивании прослоев-коллекторов разной проницаемости.

Карбонатные коллекторы, обладающие обычно умеренной проницаемостью, всегда весьма микронеоднородны, причем послойной микронеоднородности сопутствует микротрещиноватость. Пластам присуща микронеоднородность как по толщине, так и по горизонтали, выражающаяся в наличии участков с низкой проницаемостью среди более проницаемых пород.

Графически микронеоднородность отображают на детальных профилях и картах, характеризующих и макронеоднородность.

Интенсивность микронеоднородности влияет на выбор системы разработки.

Макронеоднородность. Если каждый прослой коллектора рассматривать как единое нерасчленимое целое, т.е. выделять в разрезах скважин только коллекторы и неколлекторы и прослеживать распространение тех и других по площади залежи, то можно изучить макроструктуру нефтегазоносного пласта (горизонта) и его макронеоднородность.

Макронеоднородность отражает морфологию залегания пород-коллекторов в объеме залежи углеводородов, т.е. характеризует взаимное распределение в ней коллекторов и неколлекторов.

Макрооднородным считают единичный пласт (горизонт) монолитного строения, залегающий в пределах залежи повсеместно и имеющий относительно постоянную мощность. Такие залежи встречаются редко.

Для изучения макронеоднородности используются материалы ГИС по всем пробуренным скважинам. Надежную оценку макронеоднородности можно получить только при наличии детальной корреляции продуктивной части разрезов скважин.

Макронеоднородность изучают по вертикали (по толщине горизонта) и по простиранию пластов (по площади).

По толщине макронеоднородность проявляется в присутствии в разрезе горизонта нескольких продуктивных пластов и прослоев коллекторов (обычно в разном количестве на различных участках залежей) - вследствие наличия мест их слияния, отсутствия в разрезе некоторых пластов, уменьшения нефтенасыщенной толщины в водонефтяной (газовой) части залежи за счет неучета водоносных нижних пластов и др.

По простиранию макронеоднородность изучается по каждому из выделенных в разрезе горизонта пластов - коллекторов. Она проявляется в изменчивости их толщин вплоть до нуля, т. е. наличии зон отсутствия коллекторов (литологического замещения или выклинивания).

Графически макронеоднородность по вертикали (по толщине объекта) отображается с помощью профилей (рис. 5) и схем детальной корреляции. В плане (по площади) она отображается с помощью карт распространения коллекторов каждого пласта (рис. 6), на которых показываются границы площадей распространения коллектора и неколлектора, а также участки, на которых происходит слияние пластов (для горизонта) или пропластков (для пласта) с ниже- или вышележащими пластами или пропластками.

Метанеоднородность. В качестве элементов структуры на данном уровне выступают крупные части залежи, различающиеся по каким-либо наиболее общим свойствам, таким как характер насыщения, литологии и т. п. Элементами залежи как системы на данном уровне служат различные зоны, которые могут быть выделены в пределах залежи по характеру насыщения, а также - в случае большой мощности продуктивных отложений - зональные интервалы, выделяемые из геологических (например, по характеру макронеоднородности) или технических соображений. При объединении нескольких залежей в один эксплуатационный объект число элементов метаструктуры увеличивается: в качестве элементов эксплуатационного объекта как единой системы будут выступать части всех залежей, объединенных в объект.

Пока единственным способом описания и отображения метанеоднородности является использование профильных разрезов и карт, на которых показаны границы элементов метауровня.