книги / Физические свойства коллекторов нефти при высоких давлениях и температурах

торыми механическими свойствами горных пород. - Всес. совещ.: Внут­

пределения тектонических напряжений по данным непосредственных изме­ нений в горных выработках. - В кн.: Давления и механические напряже­ ния в развитии состава структуры и рельефа литосферы. Л.: ВСЕГЕИ,

ЛИТОФИЗИЧЕСКИЕ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОКРЫШЕК ВИЗЕЯ ДНЕПРОВСКО-ДОНЕЦКОЙ ВПАДИНЫ

В ПЛАСТОВЫХ УСЛОВИЯХ

В. В. Бахтин, А. А. Фомин, Г. Е. Кузьменков*, Б.Е.Лопятннскнн, И.Т.Эринчек

Газовые месторождения в пределах центральной части Днепров­ ско-Донецкой впадины (ДДВ), для которых основными и продуктив­ ными горизонтами являются нижнекаменноугольные отложения визейского яруса, характеризуются аномально-высокими пластовыми дав­ лениями (АВПД). Большинство нефтегазоносных месторождений,, где наблюдаются АВПД, имеют покрышками глинистые породы, обуслов­ ливающие формирование и сохранение крупных залежей нефти и газа. Изучение изолирующих, прочностных и деформационных свойств по­ род-покрышек в условиях, характерных для глубин их залегания, приобретает в связи с этим важное значение.

Настоящее исследование посвящено комплексному изучению свойств глинистых покрышек в многопластовых условиях визея ДДВ. Из нескольких глубоких скважин керн и шлам были отобраны из про­ дуктивных горизонтов и покрышек. Основное внимание уделялось глинистым покрышкам между продуктивными горизонтами. Покрыш­ ки на этом месторождении залегают на глубинах от 2 9 5 6 - 3 4 2 0 до 4 1 9 4 - 4 4 7 1 м. Мощности локальных глинистых покрышек (или разделов), сложенные преимущественно аргиллитами, иногда с при­ месями мергелей, колеблются от 4 - 5 до 4 0 - 6 0 м.

Аргиллиты, как правило, алевритистые, известковистые (5 -10% ), буроватого и красновато-бурого цвета, с высоким двупреломлением, гидрослюдистого состава, с тонкозернистой и беспорядочно-чешуйча­ той структурой, с субпараллельно слоистой текстурой. Порода пиг­ ментирована органическим веществом, отмечаются редкие углефицированные растительные остатки (5% ). Встречаются линзовидные про^ слои мелкозернистого алевролита. Карбонат представлен тонкозер­ нистым кальцитом, сидеритом и анкеритом. Алевритовая примесь преимущественно кварцевого состава. Имеются единичные раковины фораминифер. Участками наблюдаются скопления точечных стяжений

ди шлифа. Аргиллит местами переходит в сильно пиритизированную карбонатно-глинистую породу, с рассеянной примесью мелкого дет^ рита. Мергели обычно алевритистые (до 15 -20% ),..неясно линзовид- Ho-cnoHctbie, со сгустково-комковатой структурой, с крупным углефицированным и пиритизированным детритом (до 20% ), с мелкозер­ нистым рассеянным пиритом (5% ). Порода нередко имеет темно-бу­ рый цвет (сидеритовый мергель), пятнистую и Концентрическую

Основная масса породы (55 -60% ) представлена тонкозернисты­ ми глинистым и железистым карбонатным материалом (сидерит) сгусткового и комковатого строения. Карбонат тонкозернистый, представлен кальцитом и сидеритом. Глинистое вещество гидрослк>- дистого состава, в промежутках мелкоалевритовый материал.

Обломочный материал (25 -30% ) (от мелкозернистого до круп­ нозернистого) алевритового состава помимо хаотически рассеянного в породе образует неправильной формы пятна и концентрически изо­ гнутые прослои. Последние переслаиваются с глинисто-карбонатны­ ми прослоями, более обогащенными мелкозернистым алевритовым материалом и более крупными сгус.тками (до 0 ,3 мм) железистого карбоната.

В мергелях встречаются поры выщелачивания, к которым приуро­ чены наиболее крупные (до 2 ,5 мм) и бесформенные включения ор­ ганического вещества черного и ярко-бурого цвета. Крома того, включения органического вещества черного и бурого цвета разного размера (от точечных до 1 -2 мм в диаметре) и разной формы (ча­ ще бесформенные, иногда палочковидные) хаотически рассеяны по

всему шлифу. Поры выщелачивания располагаются на месте раство­

Изученные покрышки интенсивно трещиноваты. Изучение микро­ трещиноватости было проведено в шлифах большого сечения в ар­ гиллитах по методике ВНИГРИ f l ] , результаты которого представ­ лены в табл. 1-.

Как показали исследования, для локальных покрышек Солоховс­ кой площади ДДВ характерны довольно высокие значения трещин­ ной проницаемости и объемной плотности микротрещин. Так, сред­ ние значения трещинной проницаемости для покрышек составляют от 1 ,8 - 2 0 до 1 2 - 2 0 мД, единичное значение - 8 9 ,1 мД, а средние значения объемной плотности микротрещин2 4 ,4 - 3 0 0 ,5 1/м . Средние значения трещинной проницаемости аргиллитов, входящих в продуктивные горизонты, колеблются от 1 ,7 - 2 ,7 до 2 3 ,5 мД, т.е. аргиллиты локальных покрышек так же трещиноваты и прони­ цаемы, как и аргиллиты, входящие в продуктивные горизонты. Это, по-видимому, способствует перетоку углеводородов из нижележа­ щих продуктивных отложений в вышележащие.

Направление микротрещин главным образом параллельное и под углом к напластованию пород, реже - перпендикулярное к напласто­ ванию пород. Раскрытость микротрещин в аргиллитах равна 1 5 - 2 0 мкм, а в мергелях - 1 0 - 2 0 мкм. Трещинная пористость по шлифу составляет 0 ,0 3 3 -0 ;3 6 % , а пористость по шлифу - от 0 ,5 до’ 2,5%, О наличии перетоков углеводородов между локальными аргиллито­ выми покрышками свидетельствует видимый в шлифах по трещинам легкий желтый битум. Об этом же свидетельствуют проведенные ис­ следования на люминесцентном микроскопе. Весь разрез изученных отложений отличается обильным содержанием углеводородов, приуро­ ченных к песчано-алевритовым прослоям. Выделения углеводородов в аргиллитах наблюдаются в открытых трещинах и порах.

ВНИГРИ были изучены физические свойства: плотность 8, порис­ тость общая ^п0бщи открытая к п0ТК>проницаемость ^пр и карбо-

натность образцов керна ц шлама по стандартным методикам. Для измерения пористости по шламу использовался, порозиметр конструк­ ции Раменского отделения ВНИИГеофизика. Результаты изучения фи­ зических свойств пород покрышек представлены в табл. 2 .

Так как зоны АВПД приурочены в основном к нижним продуктив­ ным горизонтам визея, то основное внимание уделялось изучению физических свойств именно этих горизонтов и разделов между ними. Средние значения общей пористости аргиллитов составляют 4 ,1 -5 ,5 % , а плотность 2 ,5 8 - 2 ,6 0 г /с м ^ . Следует отметить, что в аргиллитах

значения в аргиллитах продуктивных горизонтов; Так, в аргиллитах из покрышек средние значения общей пористости колеблются от 2 ,7 до 6,8%, а открытой пористости - от 1 ,6 до 3,9% . Проницаемость для аргиллитов в покрышках имеет пределы от 0 ,0 0 0 1 до 2 ,3 мД,. составляя в среднем от 0,1 до 1,1 мД.

Карбонатность аргиллитов по локальным покрышкам составляет в среднем 2-8% . Однако эти данные, вероятно, несколько занижены, так как способ определения карбонатности не учитывает.железистые карбонаты, хорошо видимые в шлифах. Значительная карбонатность аргиллитов, определяемая по шлифам (до 1 5 -2 5 % ), подтверждает возможность вторичного выщелачивания карбонатного материала под воздествием углеводородов с АВПД и увеличения пористости в зонах АВПД.

ИГиРГИ были изучены деформационные и прочностные свойства глинистых локальных покрышек в термодинамических условиях, близ­ ких к пластовым.

Несмотря на широкое распространение глинистых пород в осадо­

прочностные свойства при различных термодинамических параметрах изучены недостаточно.

Практически до последнего времени отсутствовал эксперимента­ льный материал, позволяющий устанавливать относительную компе­