Березовская свита — изучение трещиноватости отложений

Калабин А.А., Митрофанов Д.А., Гордеев А.О.


ООО «Тюменский нефтяной

научный центр»

В статье представлены подходы, разработанные при интерпретации естественной трещиноватости, проявляющейся в кремнистых отложениях Березовской свиты на месторождениях Западно-Сибирского бассейна.
Изучение выполнялось на керновом материале и данных записей методов геофизических исследований (ГИС).
В результате исследования трещин на керне были идентифицированы небольшие макротрещины и микротрещиноватость, проведена типизация
и классификация трещин по генетическим признакам, выполнено детальное изучение трещинного пространства и связанные с ним
вторичные процессы минералообразования.
Комплексирование результатов изучения кернового материала и данных ГИС позволило выделить естественные трещины, пропущенные при первичной интерпретации микроимиджеров, исключить ошибочно выделенные и техногенные трещины, ориентировать в пространстве трещины, выделенные на керне, а также выйти за границы разрешающей способности приборов и спрогнозировать по ГИС интенсивную трещиноватость малых размеров.
Кремнисто-глинистые породы Березовской свиты центральной части Западной Сибири характеризуются наличием естественной трещиноватости [1, 2], которая в условиях ультранизкой матричной проницаемости опоковидных пород является необходимым условием получения промышленных дебитов газа. В этой связи вопрос качественного изучения трещиноватости пород играет особую роль.
Результаты детального анализа особенностей седиментации и тектонического развития территорий на региональном уровне [1], а также использование разномасштабного подхода к изучению естественной трещиноватости на керне [2] позволили выявить несколько типов трещиноватости пород Березовской свиты. При этом были определены параметры трещин, генезис, взаимодействие разных систем между собой, их стадиальность, установлены характерные процессы вторичного минералообразования, развитые по трещинам и околотрещинному пространству, и их преобладающее влияние на фильтрационные свойства резервуара.

С целью перехода от изученных интервалов к разрезам, не охваченным керновыми исследованиями, был разработан и реализован комплексный подход к интерпретации трещиноватости по данным кернового материала и специальных методов геофизических исследований скважин (микроимиджеров, акустического каротажа АКШ).
Хорошее качество данных Quanta Geo позволяет выполнять задачи интерпретации:
  • определение углов и азимутов падения геологических объектов для всего интервала исследования;
  • проведение структурного анализа;
  • определение направления максимального и минимального горизонтального напряжения;
  • оценка трещиноватости.
Данные FMI и D-OBMI позволяют провести литологический анализ с выделением отдельных прослоев до 1 см и выделением только крупных трещин и разломов.
По данным Sonic Scanner возможно выделение только интервалов (более 15 см) вертикальной (HTI) анизотропии и сопоставление их с интервалами вертикальной или наклонной трещиноватости.
Перед проведением взаимной интерпретации и оценки параметров трещиноватости по данным керна и специальных методов ГИС необходимо понимать различия в разномасштабности методов и имеющиеся ограничения для выделения и типизации трещин [4]. Выходные параметры трещин, которые возможно получить по каждому из методов, приведены в таблице 1.
Табл. 1. Типизация трещин по результатам изучения керна, данных микроимиджеров и АКШ
Переинтерпретация имиджеров в части выделения трещиноватости подразумевает пересмотр всего интервала записи, оценку достоверности выделенных трещин при оперативной интерпретации и довыделение пропущенных трещин.
Большинство опорных скважин с записью микроимиджеров пробурены на растворах углеводородной основы (РУО). Основные отличия связаны с сопротивлением заполняющей жидкости открытых трещин. Так, открытые трещины в скважинах на РУО будут сопоставимы залеченным высокоомным минералом и обладать повышенным сопротивлением, в то время как
в скважинах на растворах водной основы (РВО) открытые трещины наоборот будут обладать пониженным сопротивлением.

При взаимной интерпретации трещин по данным керна и микроимиджеров необходимо учитывать, что трещины описываются в 2D-плоскости и их угол задается относительно оси керна, в то время как в пространстве и на имиджерах данные трещины могут иметь отличающиеся углы падения. Прямое сопоставление углов трещин, определенных по керну и на имиджерах, возможно при условии наличия литологических несогласий по оси трещины. На рисунке 1 схематично представлены варианты отображения трещин на керне, имиджерах и в объеме по результатам проведения томографии.
Так, субгоризонтальные трещины, выделяемые на керне, могут иметь различный угол падения ввиду того, что на фотографии керна мы видим только секущую часть (рис. 1 а–в). Короткие трещины, не секущие всю колонку керна, будут отображаться на имиджерах как части синусоиды (рис. 1 г).
Рис. 1. Схематичное отображение трещин с разными углами падения на керне, методах томографии и микроимиджерах:
а — горизонтальная; б — вертикальная;
в — полносекущая под углом α;
г — частично-секущая под
углом к α
Для задач переинтерпретации данных микроимиджеров при оценке параметров трещиноватости, выделенной по керну, разработан алгоритм выделения и характеризации трещин. На первом этапе проводится детальная увязка керна к данным имиджеров на основе прямого сопоставления и выделения реперных интервалов [3]. Параллельно проводится контроль глубин керна и отобранных образцов, коррекция последовательности выноса и укладки (рис. 2).
При моделировании газового коллектора ПК1 Харампурского месторождения [7] выполнены анализ рисков проводки горизонтального ствола с точки зрения бурения и оценка предельных депрессий эксплуатации скважин для минимизации риска пескопроявления. Основными результатами работы являются: учет буровых рисков при проектировании новых скважин (рис. 2а) и определение допустимых депрессий при эксплуатации скважин в зависимости от прочности пород, в которых проложен горизонтальный ствол (рис. 2b).
Рис. 2. Пример детальной увязки керна и микроимиджеров
Далее проводится сопоставление крупных трещин или разломов, выделенных по микроимиджерам и/или керну.
1. В случае, когда трещины выделяются как по керну, так и по имиджерам:
  • длина трещины, угол, азимут принимаются по микроимиджерам;
  • типизация и параметры трещин принимаются по керну.
2. В случае, когда трещины выделены по имиджерам, но не описаны по керну:
данные трещины исключаются из интерпретации, т.к. трещины могут быть наведенными по результатам обработки микроимиджеров либо относиться к техногенным по результатам анализа по керну.
3. В случае, когда трещины выделены по керну, но пропущены или не учтены на имиджерах:
  • трещины выделяются по имиджерам;
  • угол, азимут и длина трещины определяются по имиджеру;
  • типизация и параметры трещины принимаются по керну.
Следующим шагом проводится определение интервалов трещиноватости (мелких трещин), выделенных на керне, но не зафиксированных по имиджерам:
  • сопоставляется и ассоциируется трещинный интервал на имиджере (рис. 3);
  • плотность трещин, типизация и параметры для интервала принимаются по описанию керна;
  • выделяются аналогичные интервалы на имиджерах и АКШ;
  • преобладающее направление трещин в интервале принимается по АКШ или трендам.
Рис. 3. Пример ассоциации трещиноватого интервала на имиджерах
Рис. 4. Пример сопоставления интервала литогенетических трещин с электрическими имиджерами
На следующем этапе фиксируются литогенетические трещины, описанные по керну (рис. 4):
  • направление литогенетических трещин по имиджерам принимается в соответствии с границами внутрипластовой слоистости;
  • принимаются параметры, замеренные по керновым исследованиям.
  • Для обеспечения описания разреза максимально достоверными исследованиями трещиноватости принят следующий алгоритм комбинирования интерпретации по керну и микроимиджерам (рис. 5).
Рис. 5. Алгоритм комплексной интерпретации трещиноватости по данным керна и ГИС
  • При сопоставлении интенсивности HTI анизотропии по АКШ с трещиноватостью, выделенной по керну и микроимеджерам, на качественном уровне была отмечена хорошая корреляция, при анализе количественных определений интенсивности различными методами устойчивых связей выявлено не было. Вследствие этого данные о трещиноватости по АКШ были использованы в качестве вспомогательной, низко достоверной информации в условиях отсутствия каких-либо других источников.
Калабин А.А., Митрофанов Д.А., Гордеев А.О.

ООО «Тюменский нефтяной научный центр»

aakalabin@tnnc.rosneft.ru
Материалы: результаты разномасштабного изучения трещин на керне, методы геофизических исследований скважин (микроимиджеры, акустический каротаж АКШ).
Методы: комплексирование, макроописание кернового материала, классификация трещин по генетическим признакам, интерпретация трещин по данным ГИС.
Березовская свита, кремнисто-глинистые отложения, трещиноватость, переинтерпретация, микроимиджеры, Quanta Geo, FMI, D-OBMI, акустический каротаж, Sonic Scanner, анизотропия, керн
Калабин А.А., Митрофанов Д.А., Гордеев А.О. Комплексный подход к интерпретации данных керн/ГИС для изучения трещиноватости отложений Березовской свиты на месторождениях Западной Сибири // Экспозиция Нефть Газ. 2021. № 6. С. 52–55. DOI: 10.24412/2076-6785-2021-6-52-55
11.11.2021
УДК 553.98.061.43
DOI: 10.24412/2076-6785-2021-6-52-55

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88