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.
ИТОГИ
Обобщение данных специальных исследований керна, микроимиджеров и АКШ, в ходе интерпретации трещиноватости, позволило существенно повысить достоверность, идентифицировать системы трещин, находящиеся за пределами разрешающей способности приборов ГИС, определить параметры и генетические типы трещин, определить направление и угол распространения трещин, выделенных на керне.
ВЫВОДЫ
Комплексирование разномасштабных методов определения параметров трещиноватости позволяет значительно увеличить статистику и качество определений данного параметра резервуара [5]. Наиболее достоверный комплекс исследований параметров трещиноватости включает в себя керновые исследования, запись высокоразрешающих имиджеров (Q-Geo) и кросс-дипольного широкополосного акустического каротажа (Sonic Scanner).
Наличие результирующего набора данных предоставляет возможность создать концептуальную модель развития систем трещин, определить факторы, влияющие на наличие того или иного типа трещин, выполнить площадной прогноз и определить наиболее перспективные участки залежей УВС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нассонова Н.В., Дистанова Л.Р., Калабин А.А., Девятка Н.П. Региональные и локальные факторы формирования трещиноватости в глинисто-кремнистых отложениях нижнеберезовской подсвиты // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2020, № 1. С. 19–25.
2. Калабин А.А., Чертина К.Н., Нассонова Н.В., Девятка Н.П. Трещиноватость кремнисто-глинистых пород пласта НБ1 Березовской свиты центральной части Западной Сибири // Экспозиция Нефть Газ. 2021. № 1. С. 30–33.
3. Зрячих Е.С., Сергеев М.С., Чугаева А.А., Лапоногов А.М. Использование метода электрического микросканирования для привязки полноразмерного керна // Вестник Пермского университета. Геология. 2018. Том 17. № 1. С. 33–40.
4. Мусин К.М., Сингатуллина Р.Р., Хусаинов В.М. Комплексный подход к изучению трещиноватости карбонатных коллекторов // Neftegaz. RU. 2013. № 10. С. 40–43.
5. Beicip-Franlab. Природно-трещиноватые резервуары. От анализа и моделирования трещин к моделированию пласта и разработке месторождения. Курс лекций. Москва, 2007.
Калабин А.А., Митрофанов Д.А., Гордеев А.О.

ООО «Тюменский нефтяной научный центр»

aakalabin@tnnc.rosneft.ru
Материалы и методы
Ключевые слова
Для цитирования
Поступила в редакцию
УДК и DOI
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 (8552) 92-38-33