До методики дослідження анізотропії продуктивних пластів родовищ нафти та газу.

Проблема розробки юрських родовищ нафти та газу найчастіше зумовлена неоднорідністю будови та властивостей продуктивних порід. Складність будови пластів пояснюється фаціальною і літологічною мінливістю порід-колекторів, а неоднорідність властивостей має кілька причин. З «петрографічних» причин можна назвати:

нерівномірність розвитку накладених процесів, зокрема карбонатизації;
особливості структури зернового матриксу та неоднорідності цементу;
неоднорідність упаковки та орієнтування зерен, уламків;
різноспрямованість орієнтування первинних порожнин.

Розвиток тріщинуватості – одна з провідних ознак, що ускладнюють будову та ємнісні якості колекторів. Саме тріщинуватість визначає потужність, інтенсивність і напрямок флюїдоміграції в продуктивних пластах. Тріщинуватість не просто спотворює первинні петрофізичні характеристики матриці колектора, вона істотно (у кілька разів) покращує проникність. Руйнуючи та деформуючи породи, вона є основним фактором перерозподілу флюїдів. Слід підкреслити, йдеться не про тектонічну тріщинуватість загалом, а про ту, що визначає та контролює розвиток дезінтеграції порід на блоки, розущільнення та проникності, пов'язані з флюїдоміграцією. Тріщинуватість можна спостерігати і вивчати в керні та шліфах. Як показали наші петрофізичні дослідження, з підвищенням тріщиноутворення у породах корелюють такі ознаки, як покращення ємнісних якостей колектора, збільшення інтенсивності бітумінізації пустотного простору, розвитку тектонічних ознак. Останні мало хто вивчає у шліфах та у керні. Разом з тим, саме спрямованість та інтенсивність флюїдогенезу в нафтових пластах є головною причиною їхнеоднорідності. З цим процесом пов'язане поширення у пластах підвищеної карбонатизації та інших накладених процесів (бітумінізації, окреміння, вуглефікації та інших).

Мал. 1. Особливості вуглефікації та бітумінізації в активних зонах флюїдоміграції

Фаціальне вивчення та текстурний аналіз продуктивних порід пластів ЮС1 та ЮС2 показали (рис.1), що макротекстурна неоднорідність є головною у тріщиноутворенні. У зонах підвищеної тріщинуватості та дроблення спостерігається особливий характер виходу керна [2], тому спостереження зон тріщинуватості у продуктивних інтервалах по свердловинах має велике значення, особливо якщо вони супроводжуються явними слідами флюїдоміграції та тектоногенезу (рис.2-3).

Мал. 2. Особливості тріщиноутворення та накладених процесів у продуктивному комплексі Тевлінсько-українського родовища

Мал. 3. Складні процеси флюїдотектонічного перетворення порід у вогнищах флюїдоміграції

Анізотропія фізичних властивостей (пружних, магнітних, щільних та інших.) обумовлена як мінливістю петрофізичних характеристик (проникності, вторинної пористості), а й спрямованістю (трендом зміни) розущільнення матриці, її деформації у вигляді флюидотектонических процесів. Вивчення орієнтування флюїдоміграції у пластах можливе лише на орієнтованому керні. Орієнтування керна можливе і в процесі відбору при бурінні (спеціальні пробовідбірники). Існують, крім того, палеомагнітні методи, що дозволяють зорієнтувати керн у просторі, причому, визначати не лише сучасне його розташування в породах, а й становище під час утворення породи.

Роботи Меркулова В.П., Краснощокова А.А. та ін. по анізотропії колекторів нафтовихродовищ [3,4] стосуються комплексу досліджень: петрографічних, палеомагнітних та фізичних (пружних, магнітних), але вони не включають найважливіший комплекс речових ознак: текстурних, фаціальних, петрофізичних (щільність, проникність, пористість) та флюїдотектонічних. Базуватися тільки на кращій орієнтації подовжень частинок цементу і зерен пісковиків, оптичних осей кварцу, що збігаються з головною віссю еліпса анізотропії магнітних властивостей [4], не зовсім правильно, так як це частіше фіксує первинну орієнтування компонентів, а не новостворену флюїдом.

Мал. 4. Схема виготовлення петрографічних шліфів із орієнтованого зразка керна

Орієнтовані шліфи вивчалися (від 10 до 40 розрахунків у кожному) для визначення:

орієнтування пір, порожнеч, мікротріщин у різному ступені заповненості, розкритості;
орієнтування довгих осей уламків порід, мінералів та мінеральних агрегатів;
кращої орієнтування зон, порожнин з рідкими або твердими вуглеводнями, бітумінізованих зон і об'єктів, лінз бітумоїдів і просічок вуглецевого матеріалу;
орієнтування структур дислокаційного характеру, згинання зерен, катаклаза тощо;
інтенсивності розвитку, розкритості та заповненості тріщин та зон дроблення матриці та породи в цілому.

Для таких досліджень підбиралися зразки керна, у якому відзначалися візуальні ознаки тектонічних деформацій (рис.5), тріщинуватості (див. рис.2) і флюидометасоматических перетворень у областях генерації УВ (див.рис.3). Останнє має винятково велике значення, оскільки зони генерації вуглеводнів відрізняються максимальним набором комплексу новостворених ознак, що фіксують «осередки метасоматозу»в осадових товщах.

Рис.5. Ознаки тектонічного постседиментаційного впливу у продуктивних породах Тевлінсько-українського родовища

Масиви гірських порід можуть відчувати такі напруги: стискування, розтягування, скручування, пластичного вигину та зсуву [1]. У межах Західно-Сибірського осадового басейну для дослідження глибоко занурених горизонтів можна спостерігати дислокації, пов'язані з переміщенням блоків порід (зі ковзанням) у бік центральної частини басейну. Вони фіксуються і по керну в глинистих породах і відбиваються в акустичному каротажі та кривій кавернометрії. Такі ж динамічні напруги (рис.6) з недостатнім розвитком зон стиснення, розтягування, зон трещиноватости-дробления, регіонального розущільнення і проникності спостерігаються в нафтогазоносних юрських резервуарах, причому природа цих явищ найчастіше флюидотектоническая, тобто. обумовлена латеральною та субвертикальною флюїдоміграцією УВ.

Мал. 6. Схема розвитку зон динамічних напруг, генеральної флюїдоміграції та зон максимального флюїдного впливу в межах Тевлінсько-українського родовища

Мал. 7. Новостворена пористість і тріщинуватість (орієнтовані шліфи) у різних флюїдотектонічних зонах родовища

При детальному вивченні юрських розрізів Тевлінсько-українського родовища спостерігались:

сублатеральні дислокації, присвячені шаруватим пісковикам (скв. 122, 6333, 7244, 7482 та ін.);
дислокації тектонічного стискування з розвитком дон дроблення, субвертикальній тріщинуватості (скв. 7834, 7880, 6503, 8034);
різноспрямована тріщинуватість з розвитком вторинних пір;
дислокації розтягування (рис.7) з розвитком орієнтованоїпористості (і латеральної та субвертикальної).
зони багаторазового стиснення та розтягування з супутнім дробленням порід та мінералів та розвитком проникних ділянок (рис.7).

В результаті мікротектонічного аналізу орієнтованих шліфів, спостереження тріщинуватості та флюїдотектонічних ознак у керні та у шліфах, узагальнення та аналізу петрографічної та петрофізичної неоднорідності у пластах ЮС1 та ЮС2 встановлені (див. рис.6):

напрями генеральної флюїдоміграції в межах пластів;
дві великі зони регіонального розтягування (скв.2946-116 та 7601-118);
одна велика зона регіонального стиску (скв. 2202-7834);
три зони пасивного стиску;
дві субвертикальні зони максимального флюїдного впливу;
дві паралельні (на північний захід) субвертикальні зони проникності та тріщинуватості з розвитком тріщинного типу колектора.

Головною метою спостереження тектонічних ознак є визначення напряму генеральної флюїдоміграції як у конкретному штуфі, у конкретній свердловині, так і в межах родовища загалом. Ґрунтуючись на позиції єдності та взаємозумовленості флюїдотектонічної регіональної тріщинуватості та міграції УВ-флюїдів на площі родовища, можна прогнозувати поширення покращених колекторів тріщинного типу, відкартувати високодебітні ділянки родовищ, виділити першочергові об'єкти для розробки. Спостереження «тріщинної» анізотропії продуктивних пластів, генеральної флюїдоміграції не більше родовищ, тобто. кращої фільтрації УВ-флюїдів у продуктивних породах, дає можливість заощадити на бурінні експлуатаційних свердловин з незначними притоками, оптимізувати розміщення мережі видобувних свердловин, отримати максимальний ефектрозробки родовища. Напрямок «тріщинної» флюїдоміграції можна використовувати для:

орієнтованого проведення гідророзривів пласта;
забурювання горизонтальних та похилих свердловин;
проведення різних гідродинамічних заходів та впливу на пласти при експлуатації родовища.

Багринцева К.І. Тріщинуватість осадових порід. - М.: Надра. - 1982. - 256 с.
Ісаєв Г.Д., Ненахов Ю.Я., Шалдибін М.В. Можливість візуальної діагностики ступеня розущільненості порід на великих глибинах (на прикладі палеозою Західно-Сибірської плити) // Інноваційні методи та технології нафтогазопошукових робіт та можливі шляхи їх реалізації у південно-східних районах Західного Сибіру. - Томськ: "Інформ Гео Сервіз". - 2000. - С. 93-100.
Меркулов В.П., Третьяков К.Г. Методика просторового палеомагнітного орієнтування керна свердловин // Геофізичні методи при розвідці надр та екологічних дослідженнях. Збірник матеріалів Всеукраїнської науково-технічної наради. - Томськ. - 1996.
Меркулов В.П., Краснощекова Л.А., Александров Д.В., Мартинова Т.Є. Дослідження анізотропії колекторів нафтових родовищ // Збірник тез доповідей 9-ї Міжнародної науково-практичної конференції. Геомодель. - 2007, Геленджик, 16-21 вер. 2007. - М.: ЄАГЕ. - 2007. - С. 55.