Недоливко Н.М. Исследование керна нефтегазовых скважин

Подождите немного. Документ загружается.

Для распознавания глинистых коллекторов используют следующий

комплекс: амплитуды кривой ПС, удельные сопротивления, каверно-

граммы, кривые микрокаротажа, гамма-каротажную кривую.

Коллекторы в карбонатном разрезе (известняки и доломиты)

имеют различные структуры пустотного пространства. Распознавание

отдельных типов по геологическим и геофизическим материалам весьма

сложно.

Для проверки правильности интервалов отбора керна и его уклад-

ки на буровой, особенно для привязки интервалов при неполном выходе

керна, проводят регистрацию гамма излучения керна (гамма спектро-

метрию керна). Результаты гамма-спектрометрии керна используются

также для подтверждения интерпретации литологических параметров

по каротажным значениям, они оказывают помощь в определении ожи-

даемого начала интервала отбора керна, в определении тонкослоистых

пластов. В ходе гамма-спектрометрии керна по результатам измерения

энергии гамма излучения определяют концентрации радиоактивных ка-

лия, тория и урана и суммарной их составляющей и естественную ра-

диоактивность пород пласта. В результате сопоставления данных по

керну и гамма-каротажу, проведенному в скважине, устанавливается

глубина истинного залегания пород.

По результатам сравнения керновых данных с каротажными диа-

граммами и уточнения глубин отбора керна производится изменение

записей в журналах отбора керна.

3.2. Построение литологических и седиментологических колонок

и литолого-геофизических разрезов скважин

Результаты послойного описания керна часто изображаются в ви-

де литологических и седиментологических колонок и литолого-

геофизических разрезов по скважинам.

Литологическая колонка (рис. 3.3) отражает литологический со-

став разреза. В зависимости от целей исследования вертикальный мас-

штаб колонки может соответствовать масштабу стандартных каротаж-

ных диаграмм – 1:200 и 1:500, либо выбирается произвольно. Произ-

вольный масштаб желательно выбирать кратным 1:200 или 1:500, при

этом следует руководствоваться тем, что выбранный масштаб должен

позволять различать даже минимальные по мощности прослои и их осо-

бенности.

Наиболее приемлемым вертикальным масштабом для построения

литологических колонок является масштаб 1:50 или 1:200 [11].

С С

глины

Условны е обозначения

песчаники

песчаники с

кальцитовым цементом

алевролиты с

кальцитовым цементом

алевролиты

конгломераты

базальные

сидеритизированные

породы

угли

углистые линзы,

прослои в глинах

углистые линзы,

прослои в песчаниках

единичные окатыши

в породе

конгломераты

внутриформационные

а б

а б в

а) пирит,

б) сидерит

а) глауконит,

б) хлорит

а) гидроокислы железа,

б) углистые линзы,

прослои

следы жизнедеятельности:

а) морских роющих организмов,

б) пресноводных организмов

а) остатки

б) отпечатки флоры

растений,

а) корневые остатки,

б) растительный детрит

а) мелкие илоеды,

б) крупные обугленные остатки

а) горизонтальная,

б) линзовидная,

в) косая

Слоистость

Вторичные текстуры

Включения

Породы

а) волнистая,

б) косоволнистая

размыва

и оползания

морская фауна:

а) остатки раковин,

б) фосфатизированные остатки

Органические остатки

Рис. 3.3. Пример литолого-геофизического разреза

2220

2230

2240

2250

2260

2270

ГК мкр/ч

НГК, у.е.

Литология

Литогенетические

признаки

№ керна

Глубина

6 8 10 12 14

1 1.2 1.4 1.6 1.8

А2М0,5N, Омм

ПС

25 мВ

0 5 10 15 20

керн № 4

керн № 5

керн № 6

керн № 7

керн № 8

керн № 9

керн № 10

керн № 11

Описание

пород

Конгломерат внутриформационный

Песчаник крупносредне-

зернистый с хлор ит-слю-

дистым цементом, порис-

тый.

Обилие акцессорных

минералов.

Включения

хлорита, глауконита

Песчаник среднемелко-

зернистый, слабосцемен-

тированные, пористые с

хлоритовым цементом,

гл ауконитом.

Обилие акцессорных ми-

нералов.

Следы жизнедеятельно с-

ти морских организмов,

остатки раковин

Глины с прослоями алевроли-

тов. Раковинный детрит

и ихтиофауна

Песчаник голубовато-серый,

однородный с раковинным

детритом, хлоритом

Глины голубовато-серые

с редкими прослоями алев-

ролита, с остатками морской

фауны. Включения хлорита.

Песчаник мелкозернистый, крепко-

сцементированный, с хлоритом

Обстановка

осадконакопления

Мелководно-морская с высокой и средней динамикой вод

4 - 4/1; шл. 28

6 - 5/3; шл. 27

7 - 6/2шл. 26

10 - 8/2; шл. 25

12 - 9/1; шл. 24

13 - 10/1; шл. 23

14 - 11/2; шл. 22

Толщина колонки обычно составляет 2,5–5 см. В колонке с учетом

принятого масштаба откладывается толщина прослоев; в участках не-

полного выхода керна, она откладывается в соответствии с данными

комплекса каротажа.

Рядом (обычно справа) с литологической колонкой помещают

комплекс каротажных диаграмм или диаграмму стандартного каротажа,

выполненную в том же масштабе, что и литологическая колонка. При

этом отметки глубин строго выравнивают по горизонтали.

На литологической колонке можно указать границы интервалов

отбора керна и его выход. Участки, где не поводился отбор керна, на

колонке остаются как свободное белое поле и иногда сопровождаются

надписью «керн не поднят».

Показывается характер границ между слоями: постепенные пере-

ходы – горизонтальными сплошными (отчетливый контакт) или преры-

вистыми (неотчетливый контакт) линиями; границы углового несогла-

сия – наклонной линией с сохранением угла падения (часто угол подпи-

сывается в градусах); границы перерывов и размыва слоев – волнистой

линией.

С помощью условных знаков обозначается литологический состав

пород, минеральные и органические включения, иногда в колонке или

за ее пределами справа указываются условными знаками текстурные

особенности пород. Справа от колонки напротив каждого выделенного

прослоя приводится его краткая литологическая характеристика.

После построения литологической колонки по разрезу скважины,

проводится ее анализ, при котором устанавливается последовательность

осадконакопления и, исходя из общих закономерностей строения разре-

зов данной территории и их стратиграфической приуроченности, произ-

водится выделение и индексация пластов, толщ и свит. Слева достраи-

ваются колонки со стратиграфическими данными.

Седиментологическая колонка часто дополняет литологическую

колонку или строится отдельно. Она отражает не только литологиче-

ский состав разреза и текстурные особенности пород, но и структурные

изменения пород по разрезу, которые отстраиваются в горизонтальном

масштабе с правой стороны колонки.

Часто строят совместные литологические и седиментологические

колонки, сопровождая построение каротажными диаграммами и фото-

графиями керна (рис. 3.4). Вертикальный масштаб седиментологиче-

ской колонки выбирают аналогично масштабу литологических колонок.

Горизонтальный масштаб выбирают в зависимости от размера обло-

мочного материала – в терригенных толщах или крупности кристалли-

ческих зерен – в карбонатных и кремнистых толщах, слагающих разрез.

А Ал

Ал

- горизонтальная

- волнисто-линзовидная

Текстура

- косослоистая

- массивная

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

- следы оползневых

процессов

- биотурбирование

- взмучивание

Нарушения

- карбонатизация пород

- правильная полого-

волнистая

-Кривая гранулометрического

состава пород- песчаник

- алевролит

- переслаивание

алевролита и песчаника

Контакты

- отчетливый, резкий

- постепенный

- с размывом

- аргиллит

Тип пород

- переслаивание

аргиллита и алевролита

Следы

и включения

- редкий растительный

детрит

- обильный растительный

детрит

- крупный растительный

детрит

- рассеянная примесь

слюд

Сл

Минеральные

включения:

- ходы илоедов

Фауна:

- белемниты

- ракушки

Сл

Си

Сл

2441

2442

2443

2444

2445

2446

2447

2448

2449

2450

2451

ПС

100 мV

Рис. 3.4. Пример сочетания литологической и седиментологической

колонок, по А.И. Кудаманову и др.

Гранулометрия пород или размер кристаллических зерен опреде-

ляются визуально или с помощью палеток (рис. 2.5–2.7). При построе-

ниях обычно используют средние размеры зерен, а отклонения коммен-

тируются в описании справа. Цена деления гранулометрической шкалы

зависит от разброса значений размерности зерен и увеличивается слева

направо: в левой части располагаются пелиты (менее 0,01 мм), затем

алевриты (0,01–0,1 мм), псаммиты (0,1–1,0 мм) и псефиты (более 1 мм).

Внутри выделенных классов также возможно разделение на более дроб-

ные единицы, например: 0,01–0,025 мм – мелкозернистые алевриты

(Ал

); 0,025–0,05 мм – среднезернистые алевриты (Ал

); 0,05–0,1 мм –

крупнозернистые алевриты (Ал

). В соответствии со средним размером

слагающих породы пласта частиц отстраиваются точки, которые внутри

отдельного пласта соединяются плавными или прямыми линиями (в за-

висимости от того, плавно или постепенно меняется размерность зерен

в породах пласта). Чем больше по горизонтали ширина отстроенного

слоя (или его части), тем соответственно крупнее размер слагающих его

частиц. Границы между слоями, литологический состав слоев и их тек-

стурные особенности выносятся на седиментологическую колонку так

же, как и при построении литологических колонок.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какими методами устанавливаются истинные значения интерва-

лов отбора керна?

2. Что такое маркирующие пласты, чем они отличаются от других

пластов и для каких целей их выделяют?

3. Какие виды каротажных диаграмм используют при выделении

глинистых, углистых, карбонатных и песчаных пород?

4. Назовите породы с высокой и низкой радиоактивностью.

5. Что такое литологическая колонка? Как она оформляется, какие

сведения содержит? Для каких целей служит?

6. Что такое геолого-геофизический разрез? Как он строится, из ка-

ких элементов состоит?

7. Что такое седиментологическая колонка, как и для каких целей ее

строят?

8. Обоснуйте, какой иллюстративный материал, в какой последова-

тельности можно привести при описании разрезов скважин?

9. Как выбирается и обозначается цена деления гранулометриче-

ской шкалы при построении седиментологических колонок и от

чего она зависит?

10. Какие сведения выносятся на седиментологическую колонку?

4. ИЗУЧЕНИЕ И ОПИСАНИЕ КАРБОНАТНЫХ РАЗРЕЗОВ

4.1. Приемы и порядок описания карбонатных разрезов и пород

Основные принципы выделения слоев и описания разрезов, сло-

женных карбонатными отложениями, аналогичны таковым, применяе-

мым для описания терригенных толщ.

Особенности заключаются в том, что карбонатные разрезы (рис.

4.1) часто не имеют слоистости: во-первых, многие типы пород (напри-

мер: биогермные известняки) имеют неслоистое строение; во-вторых,

между слоями часто нет отчетливых границ из-за постепенных перехо-

дов одних разностей в другие; в-третьих, первичные элементы слоисто-

сти зачастую уничтожены вторичными процессами (перекристаллиза-

цией, растворением, замещением и т.д.). Вследствие этого при выделе-

нии слоев в карбонатных толщах исходят из таких особенностей как:

изменение цвета пород, структурно-текстурных признаков (например:

пелитоморфные, кристаллические известняки; комковатые известняки,

известняки органогенные и т.д.), степени вторичных изменений (напри-

мер: кавернозные, доломитизированные, трещиноватые и т.п.).

Рис. 4.1. Пример выделения слоев в карбонатном разрезе:

1 – известняки темно-серые косослоистые пелитоморфные; 2 – известняки бурова-

то-серые косослоистые с кальцитовыми прожилками; 3 – известняки буровато-

серые массивные трещиноватые; 4 – известняки серые с бурым оттенком, с прожил-

ками кальцита; 5 – известняки светло-серые с прожилками кальцита; 6 – известняки

светло-серые до буровато-серых трещиноватые, кальцитизированные; 7 – известня-

ки буровато-серые пелитоморфные массивные плотные; 8 – известняки серые до

светло-серых трещиноватые с прожилками кальцита; 9 – известняки буровато-серые

пелитоморфные с прожилками кальцита

При макроскопическом описании пород, слагающих карбонат-

ные разрезы, рекомендуется:

– применение 10-% соляной кислоты для распознавания доло-

митизации;

– использование лупы (увеличение 10) для выявления мелких

деталей строения и особенно мелких органических остатков;

– смачивание образца водой для более отчетливого проявления

текстурных особенностей породы и органических остатков;

– обязательное раскалывание образцов поперек керна для вы-

явления фаунистических остатков;

– протравливание слабой соляной кислотой для выявления

глинистости породы;

– изучение образцов в пришлифовках.

Характеризуя карбонатные разрезы и породы, их слагающие,

рекомендуется [16, 24] указывать следующие сведения:

1) по возможности, форма залегания карбонатной породы: се-

диментационный осадочный слой (пачки); биогерм (или биостром),

сложенные каркасным неслоистым известняком;

2) макротекстурные особенности слоя (например: стилолиты

разного типа, отдельные крупные раковины, конкреции, следы ряби,

иероглифы, трещины высыхания и т.п.).

3) наблюдения над контактами слоев, подробное описание по-

верхностей, связанных с осушением и размывом; установление по-

верхностей, связанных с развитием карстовых явлений.

4) мощность и взаимоотношения с подстилающими и перекры-

вающими отложениями;

5) название;

6) цвет;

7) крепость (твердость);

8) излом (например: раковистый, землистый, ступенчатый,

мелкозернистый, крупнокристаллический и т.д.);

9) основная текстура породы (например: плитчатая, микро-

слоистая, беспорядочная, смятая);

10) основной структурно-генетический тип породы (например:

оолитовый, микрозернистый, крупнокристаллизованный, детрито-

вый с фораминиферами и криноидеями и т.д., с указанием, по воз-

можности, размера и количества, поскольку его удается установить,

используя для этого лупу и погружение породы в воду);

11) органические остатки – систематический состав (хотя бы

до рода), сохранность (цельные или детрит), окатанность (угловатые

или окатанные), взаимное расположение органических остатков,

размер фрагментов, условия захоронения, а также следы жизнедея-

тельности (сверление, прикрепление к твердому субстрату, зарыва-

ние в грунт);

12) основной вещественный состав: содержание кальцита, до-

ломита и терригенной обломочной или глинистой примеси, (для это-

го используется лупа и 10 %-ная HCl); посторонние минеральные

примеси аутигенные диагенетические и эпигенетические (например:

глауконит, пирит, окремнение и др. с указанием размера и количест-

ва);

13) характер доломитистости: первичная седиментогенно-

диагенетическая – однородная и совпадающая с элементами слои-

стости; вторичная – изменчивая, распределенная участками и выра-

женная сахаровидностью и песчаниковидностью доломитизирован-

ных пород; степень однородности доломитизации, преимуществен-

ная локализация доломитистых карбонатов в слое и типичные их

контуры и текстуры;

14) конкреции и включения в карбонатной породе, последова-

тельность выделения, включения и прослои, их состав, форма,

структура, текстура, взаимоотношение с основной частью породы,

количественное содержание;

15) особые признаки карбонатной породы – оруденение, угли-

стость, битуминозность;

16) пористость, трещиноватость и кавернозность породы; мет-

рические характеристики, конфигурация и локализация в слое, связь

с участками доломитизации; первая предварительная оценка коллек-

торских свойств породы.

Особое внимание обращается на описание пустотно-

порового пространства и наличие признаков нефтегазоносности

пород.

Известняки слагают коллекторы трещинного, кавернового,

реже гранулярного (оолитовые) типов. При сочетании различных

типов пустот выделяются коллекторы смешанного типа (напри-

мер: порово-трещинного и т.д.).

4.2. Определение названия карбонатной породы

Карбонатные породы разнообразны по вещественному составу,

структуре, происхождению. При названии пород учитываются многие

их характеристики, основанные на основном (вещественный состав) и

на дополнительных (цвет, происхождение, структура, вторичные изме-

нения, флюидонасыщенность и др.) признаках.

Следует придерживаться двух правил: 1) соблюдать последова-

тельность (рис. 4.2) и 2) не загружать название излишними подробно-

стями, указывая только наиболее отличительные признаки, а всю второ-

степенную информацию лучше поместить в описании.

Рис. 4.2. Иерархия признаков по определению

названия карбонатов

4.2.1. Название карбонатных пород по вещественному составу

В минералогическом составе карбонатных пород главными поро-

дообразующими минералами являются кальцит и доломит. Эти минера-

лы могут присутствовать в породе по отдельности, полностью слагая

известняки – CaCO

и доломиты – CaMg(CO

)

, а также находиться в

породах совместно в разных пропорциях (рис. 4.3).

В карбонатных породах, часто в значительных количествах, при-

сутствует терригенный (глинистый и обломочный) материал, кремни-

стая и битуминозная составляющие.

По соотношению [16]:

– кальцита и доломита к известнякам относятся породы, содер-

жащие 95–100 % CaCO

, к известнякам доломитовым – 50–95 %, к до-

ломитам известковым – 5–50 %, к доломитам – 9–5 %;

– карбонатного и глинистого материала [16], к известнякам (до-

ломитам) относятся породы с содержанием карбонатов в пределах 95–

100 %; к глинистым известнякам (доломитам) – 75–95 %, к мергелям

(доломитовым мергелям) – 25–75 %, к известковым (доломитовым) гли-

нам – 5–25 %, к глинам – 0–50 %;

– карбонатного и терригенного материала [16], к известнякам

(доломитам) относятся породы с содержанием карбонатов 95–100 %, к

известнякам (доломитам) алевритистым (песчанистым, с гравием или

галькой) – 75–95 %, к известнякам (доломитам) алевритовым (песча-

ным, гравийным, галечным) – 50–75 %.

1. Веществен-

ный состав

2. Цвет

3. Происхож-

дение

4. Структура

5. Изменения

6. Насыщение

известняк органогенный

сгустково-комковатый с

прожилками кальцита

известняк сгустково-

комковатый

(образец Т.А. Гайдуковой)

известняк обломочный:

известняк хемогенный со

стилолитовыми швами

доломит замещения по

обломочному известняку

(образец Т.А. Гайдуковой)

известняк хемогенный с

прожилками кальцита

Рис. 4.3. Различные типы карбонатных пород-коллекторов

Породы, содержащие (в сумме) более 50 % терригенного материа-

ла, не являются карбонатами; они относятся к обломочным породам

(алевролитам, песчаникам, гравелитам, конгломератам): известковым

(доломитовым) – 25–50 %; известковистым (доломитистым) – 5–25 %; с

примесью карбонатов – 0–5 %.

Определение содержания кальцита и доломита в породе произво-

дится по качественной реакции с 10 %-ной соляной кислотой. На кусо-

чек породы с помощью пипетки наносят каплю соляной кислоты; при

растворении породы с бурным вскипанием состав ее кальцитовый; при

отсутствии реакции в куске, но при слабой реакции в порошке – состав

породы доломитовый.