Поиск алгоритма учета влияния глинистых минералов на петрофизические и геофизические характеристики пластов-коллекторов



Дата19.07.2016
өлшемі100.66 Kb.
ПОИСК АЛГОРИТМА УЧЕТА ВЛИЯНИЯ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ НА ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ И ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАСТОВ-КОЛЛЕКТОРОВ

Существующие алгоритмы количественной интерпретации ГИС с целью определения фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) используют интегральные характеристики глинистых минералов.( например?). Многими исследователями отмечается, что проницаемость пород-коллекторов зависит от структуры и состава глинистого материала.

Известно, что в цементах коллекторов Западной Сибири преобладают смешано-слойные образования ряда гидрослюда-монтмориллонит, каолинит, хлорит, гидрослюда. С глубиной соотношение содержания глинистых минералов изменяется. Начиная с глубины 2200-2400м и глубже, практически отсутствует монтмориллонит и преобладают каолинит, гидрослюда, хлорит. Причем в ряду песчаники-глины соотношение минералов также изменяется; в породах неокома Широтного Приобья отмечаются следующие концентрации: песчаники – каолинит -70, хлорит -15, гидрослюда -15; глины – каолинит -15, хлорит -45, гидрослюда -45%. До глубины залегания отложений тюменской свиты идет уменьшение концентрации каолинита. В породах тюменской свиты, особенно в шеркалинской пачке, наблюдается резкое увеличение каолинита.

Для изучения влияния минералогии глин на ФЕС пород-коллекторов была подобрана коллекция керна по меловым и юрским отложениям площадей Широтного Приобья: Талинская, Приобская, Вачимовская, Верхнеколикьеганская, Сугмутская и др. На кернах проведены стандартные петрофизические исследования, ренгеноструктурный анализ и ядерно-физические исследования. В результате определены пористость Кп, проницаемость Кпр, содержание каолинита, хлорита, гидрослюды, глинистость, водородосодержание, содержание естественных радиоактивных элементов и общая радиоактивность. В коллекцию входили образцы пород пластов АС, БС, Ю1, Ю23, Ю1011 ачимовской пачки. Практически на всех площадях и всех отложениях проявляется общая закономерность в соотношении пористости и проницаемости в зависимости от содержания каолинита, хлорита, гидрослюды. На рис.1 приведено сводное соотношение Кп-Кпр с разделением пород по содержанию глинистых минералов.

Как отмечается в работе И.Н.Ушатинского, О.Г.Зарипова, «…основной закономерностью высокопроницаемых коллекторов Западной Сибири является доминирование в их цементе катагенетического порового каолинита, частью хлорита… Минеральный состав глинистого цемента тесно связан, таким образом, с качеством коллекторов, с качеством коллекторов. Преобладание в цементе песчаников порового аутигенного каолинита с крупными размерами частиц и беспорядочным расположением их в пространстве повышает проницаемость коллекторов в десятки раз по сравнению с породами, в цементе которых находятся тонкодисперсные, сорбционноемкие глинистые материалы (чаще аллотигенные)». Исходя из этого, для практических целей зависимости Кпр=f(Кп) необходимо получать с учетом типа глинистого цемента. Отсюда вытекают несколько практических выводов:- критерии коллектор-неколлектор целесообразно определять с учетом типа глинистого цемента;- критерии оценки характера насыщения также необходимо определять с учетом типа глинистого цемента; - технологии вскрытия и освоения продуктивных пластов должны учитывать тип глинистого цемента.

Поскольку рентгеноструктурный анализ, дающий полуколичественную оценку содержания глинистых минералов во фракции 0,01мм, дорог и производится дискретно на выборочных образцах керна, то возникает потребность оценки глинистых минералов по данным петрофизики и ГИС. (На примере вышеизложенной методики сделаны расчеты по содержанию каолинита в отложениях юры Хохряковского месторождения).

Проанализируем возможные варианты оценки глинистых минералов по радиометрическим данным. Естественная радиоактивность глинистого цемента Qгл определяется радиоактивностью и содержанием глинистых минералов:

Qгл = КкQк(δк/δгл) + КхQх(δх/δгл) + КгQг(δг/δгл), (1)



где Кк,Кх,Кг, Qк, Qх, Qг, δк, δх, δг – содержание, радиоактивность и плотность каолинита, хлорита, гидрослюды соответственно; δгл – плотность глины.

Рассмотрим три минерала, поскольку на интересующих глубинах монтмориллонит практически отсутствует.

Аналогично выразим водородосодержание глинистого материала Wгл:


Wгл = КкWк + КхWх + КгWг, (2)

где Wк, Wх, Wг – водородосодержание каолинита, хлорита и гидрослюды соотвественно.

Учитывая, что плотности глинистых минералов относительно близки друг другу, можно составить систему уравнений:
Qгл = КкQк + КхQх + КгQг

Wгл = КкWк + КхWх + КгWг (3)

1 = Кк + Кх + Кг
Если предположить, что радиоактивность и водородосодержание отдельных минералов достаточно стабильны по площади и разрезу, то система уравнений разрешима относительно Кк, Кх и Кг. Так, после элементарных преобразований имеем уравнения (4) – (6):
Кк = WгQх + WхQгл + WглQг – QглWг – QгWх – QхWгл

WгQх + WхQк + WкQг – QкWг – QгWх – QхWк
К г= WглQх + WхQк + WкQгл – QкWгл – QглWх – QхWк

WгQх + WхQк + WкQг – QкWг – QгWх – QхWк
Кх = WгQгл + WглQк + WкQг – QкWг – QгWгл - QглWк

WгQх + WхQк + WкQг – QкWг – QгWх – QхWк
Из уравнений (4) – (6) видно, что определяющими параметрами являются водородосодержание Wгл и радиоактивность Qгл глинистого материала:
Wгл = (W-Кп)/Кгл = (1-Кп)Wтв/ Кгл = Wтв/Сгл; (7)

Qгл = δп[Qп – (1 – Кгл – Кп)]Qскδск/δп/δглКгл , (8)


где W – суммарное водородосодержание; Кп – коэффициент пористости; Wтв - водородосодержание твердой фазы; Кгл, Сгл – коэффициенты объемной и весовой глинистости; δп, δгл, δск – объемная плотность породы, глины, скелета; Qп, Qск - радиоактивность породы и скелета соответственно.

Из выражения (7,8) видно, что для расчета Wгл и Qгл необходимо определить Wтв, Cгл, Qп и Qск.

Водородосодержание твердой фазы можно определить на керне, а также рассчитать по данным нейтронного, гамма-гамма-плотностного, акустического каротажа и ПС:

Wтв = (WΣ – Кп)/(1 –Кп), (9)

где WΣ – суммарное водородосодержание породы, определяемое по данным нейтронного каротажа; Кп – коэффициент пористости, определяемый по данным ГГКП, АК и ПС.

Радиоактивность породы Qп определяется по данным гамма каротажа (ГК). Глинистость рассчитывается по данным ПС или ГКМ в меловых отложениях, ГК – в юрских отложениях. Сложнее определить Qск, его можно оценить эмпирически по керну или с использованием данных спектрометрического гамма-каротажа. В табл.1 приведены сведения о ядерно-физических параметрах отдельных глинистых минералов.


Таблица 1

Ядерно-физические свойства глинистых минералов





Параметр

Хлорит

Каолинит

Монтмориллонит

Гидрослюда

1

2

3

4

5

Естественная радиоактивность (по В.В.Ларионову), пг-эквRa/г

0,40

3,20

3,50

3,50

Объемное содержание химически связанной воды (по В.В.Ларионову), %

35,00

36,00

28,00-58,00

18,60

Естественная радиоактивность (моделирование), пг-эквRa/г




5,10

2,80

3,60

Водородосодержание твердой фазы (моделирование), %




21,00

26,00

12,00

Водородосодержание твердой фазы (по В.Н.Коршикову), %




30,60

15,70

20,20

Плотность минералогическая, г/см3

2,72

2,62

2,50

2,81

Водородосодержание Wгл (ВНИИГИК),%

35,00

36,60

42,20

18,60

Содержание связанной воды (по В.М.Добрынину), %

34,00

36,00

22,00

19,00

Плотность минералогическая (по В.М.Добрынину), г/см3

2,80

2,60

3,20

2,75


При расчетах Qгл и Wгл взяты следующие значения радиоактивности и водородосодержания глинистых минералов:

Qх = 0,4пг-эквRa/г, Qк = 3,24пг-эквRa/г, Qг = 3,5 пг-эквRa/г

Wх = 35%, Wк =36,6%, Wг = 18,6%.

Для заданных значений построена палетка определения Кк, Кх, Кг (рис.2). В табл.2 приведены результаты расчетов Qгл и Wгл в породах отдельных свит.

Таблица 2

Расчет значений Wгл, Qгл, δгл для песчаников севера ЗСН.




Свита

Wгл,%

δгл , г/см3

Q , пг-эквRa/г

Покурская, Вартовская

34,50

2,62




Алымская

32,90

2,68

1,98

Вартовская

32,90

2,68

1,98

Мегионская

30,40

2,70

1,60

Тюменская




2,70

3,08

Радиоактивность скелета оценивалась по экспериментальным исследованиям радиоактивности алевритовой и песчаной фракций, а также расчетом с использованием формулы (8). Радиоактивность скелета изменяется от 0,5 до 3,5 пг-эквRa/г, наиболее вероятное значение 2,2-2,3 пг-эквRa/г. Очевидно, что в каждом конкретном случае необходимо производить раздельную оценку Qск.

Одним из частных способов определения Qгл и Wгл может быть следующий. Работами прошлых лет [ ] установлено, что в ряде отложений, и прежде всего, юрских отложениях Западной Сибири отмечаются тесные корреляционные зависимости между общей радиоактивностью и водородосодержанием твердой фазы и глинистостью. Аналитически эти связи выражаются уравнениями:

Qп = Wтв(Qгл – Qск)/Wгл + Qск; (10)


Qп = (Qгл – Qск)Сгл + Qск. (11)
Отсюда следует, что при Wтв = 0, Qп = Qск, т.е. свободный член уравнений равен радиоактивности скелета, обозначим его С.

Выражение (Qгл – Qск)/Wгл – есть угловой коэффициент зависимости Qп = f(Wтв), обозначим его А.

Выражение (Qгл – Qск) – есть угловой коэффициент зависимости Qп = f(Сгл), обозначим его В.

Тогда искомые параметры выразятся:


Qск = С; (12)
Qгл = В + С; (13)
Wгл = В/С. (14)
Определив таким образом Wгл и Q гл, далее по палетке или формулам (6), (7) рассчитываются концентрации трех радиоактивных элементов. Данный способ применим лишь для осредненной оценки содержания глинистых минералов на определенном интервале глубин, по которому построены зависимости Qп = f(Wтв) и Qп = f(Сгл). В целом количественные оценки глинистых минералов по данным параметров Wк, Wх, Wг, Qк, Qх, Qг, Qск. Такое обоснование целесообразно осуществлять в каждом конкретном случае (пласт, порода).

Достаточно простым способом оценки содержания каолинита может быть следующий подход. Водородосодержание гидрослюды (19%) значительно меньше водородосодержания каолинита и хлорита. Следовательно, с ростом содержания гидрослюды уменьшается водородосодержание твердой фазы, приведенное к единице глинистости Wтв/Сгл. В том случае, когда между Qп и Сгл существует корреляционная связь (например, в отложениях тюменской свиты), то вместо Wтв/Сгл можно использовать параметр Wтв/Q. Совместный анализ параметров Wтв/Q и Wтв/Сгл показал, что они имеют тенденцию прямой связи с содержанием каолинита (рис.3). Таким образом, по сопоставлению Wтв/Сгл и Wтв/Q можно разделить породы с существенно каолинитизированным цементом (каолинита > 65 -70%) и породы с существенно хлорит-гидролюдистым цементом (каолинита < 65 -70%). Все это справедливо для пород неуглистых и некарбонатных.

Соответственно оценив по данным НКТ, ГГК, ПС Wтв по выражению (7), Q по ГК и Сгл по ПС в меловых отложениях, рассчитываются отношения Wтв/Q или Wтв/Сгл и по ним с использованием сопоставлений (см.рис.3) оценивается содержание каолинита.

Итак, установлено, что соотношение типов глинистых минералов в породе во многом определяет характер зависимости между пористостью и проницаемостью. Данное обстоятельство необходимо учитывать при оперативной интерпретации, подсчете запасов, вскрытии, испытании и разработке пластов.

Предложен алгоритм полуколичественного определения каолинита, хлорита и гидрослюды по данным ядерной петрофизики и радиометрии скважин.

Намечены пути оценки соотношения глинистых минералов в группах пластов по данным НКТ, ГГК, ГК, ПС.



Рекомендуется для ориентировочного разделения пород на породы с существенно каолинитовым цементом и с существенно хлорит-гидролюдистым использовать параметры Wтв/Сгл и Wтв/Q.
Каталог: sites -> default -> files
files -> І бөлім. Кәсіпкерліктің мәні, мазмұны
files -> Програмаллау технологиясының көмегімен Internet дүкен құру
files -> Интернет арқылы сот ісі бойынша ақпаратты қалай алуға болады?
files -> 6М070600 –«Геология және пайдалы қазба кенорындарын барлау» 1 «Пайдалы қазба кенорындарын іздеу және барлау»
files -> Регламенті Негізгі ұғымдар Осы «Спорт құрылыстарына санаттар беру»
files -> Регламенттерін бекіту туралы «Әкімшілік рәсімдер туралы»
files -> Қазақстан Республикасы Денсаулық сақтау Және әлеуметтік даму министрлігі
files -> Регламенттерін бекіту туралы «Әкімшілік рәсімдер туралы»
files -> 2014 – 2018 жылдарға арналған стратегиялық жоспары
files -> Қызылорда облысының 2015 жылғЫ Әлеуметтік-экономикалық даму нәтижелері


Достарыңызбен бөлісу:




©dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет