Лабораторная работа № 5 Решение задач
Сравнительное исследование состава углеводородов пород в разрезе осадочных отложений, коры выветривания и фундамента (на примере образцов Рогожниковского месторождения).
Общее затрачиваемое время 2 академических часа;
самостоятельная работа студентов – 1 академический час.
Введение
Геохимические исследования показывают, что в образовании нефтяных залежей в коллекторах коры выветривания могут принимать участие органическое вещество двух разных источников. Первый – средний и нижний комплексы юрских отложений (для Западной Сибири это могут быть тюменская, шеркалинская свиты), отдающие углеводороды нисходящей миграцией в результате гидравлических процессов. Высокое содержание органических веществ в аргиллитах этих комплексов позволяет в большинстве случаев утвердить этот источник в качестве основного. Второй – плотные вулканиты триасового (ниже коры выветривания) и нижележащего палеозойского комплексов, отдающие углеводороды восходящей миграцией в результате направленной диффузии в тепловом поле. Низкое содержание органических веществ позволяет утвердить этот источник в качестве второстепенного.
Оценка относительного вклада каждого из указанных «источников» в образование нефтяных залежей может быть проведена путем решения задачи «мгновенного» образования залежи при эмиграции микронефти из отдающих пород в пределах ограниченной площади нефтесбора (рисунок 1).
Рисунок 1. – Схема образования залежи нефти в триасовом переходном комплексе при межпластовой миграции подвижного ОВ из двух независимых источников.
Пример решения задачи.
Исходные условия задачи.
-
Первый нефтеотдающий слой – алевролиты тюменской свиты. Согласно аналитическим данным (таблица 1), принимаем за предельный уровень содержания миграционно способного органического вещества – МНЭ = 1700 мг/кг (при принимаемой средней плотности алевролитов ρал = 2400 кг/м3, МНЭ1 = 4,08 кг/м3). Далее, принимается, что коэффициент эмиграции углеводородов из аргиллитов (КЭА) = 0,25.
-
Второй отдающий слой – триасовые плотные породы (аргиллиты и вулканиты). Согласно аналитическим данным (таблица 1), принимаем за предельный уровень содержания миграционно способного органического вещества – МНЭ = 1600 мг/кг (при принимаемой средней плотности аргиллитов+вулканитов ρвулк = 2800 кг/м3, МНЭ2 = 4,48 кг/м3). Далее, принимается, что коэффициент эмиграции УВ из плотных аргиллитов+вулканитов (КЭВ) = 0,15.
-
В результате нефтеотдачи (дренажа, файлюации) может образоваться залежь в коре выветривания: площадь S = 50 км2 (5·107 м2); высота залежи h = 2 м; коэффициент нефтенасыщения породы (КН) = 0,2.
При указанных размерах (V = 1·108 м3) и нефтенасыщении породы, залежь будет содержать ресурс нефти в объеме VН = 2·107 м3 или МН = 1,6·1010 кг, при принимаемой плотности нефти 800 кг/м3.
Вопрос. Какова будет площадь нефтесбора, при заданной высоте отдающего слоя, для обеспечения локальной залежи углеводородами указанных двух источников? Каков вклад каждого из источников?
Таблица 1. - Краткая литологическая характеристика образцов керна и геохимическая – экстрагированного органического вещества пород
Шифр образца породы
|
Интерв. отбора, м
|
Свита, пласт (стра-тон)
|
Краткое литологическое описание
|
Сумма экстр. веществ,
мг/кг
|
Содержание в породе, мг/кг
(данные ГХ-МС)
|
Параметры состава алканов*
|
н-алка-нов
С9-С40
|
изопрен алканов С15-С20
|
н-алкил-бензолов
С8-С34
|
нафта-линов С10-С12
|
фенан-тренов С14-С15
|
CPI
|
K
|
П/Ф
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
Площадь Северо-Рогожниковская, скв. 765
|
(76)СР765 10ал
|
1524,3
|
hm (К1)
|
Переслаивание алевролитов серо-зеленых, мелкозернистых с аргиллитом черным, плотным, крепким с содержанием фауны
|
84,40
|
1,960
|
0,415
|
0,019
|
0,196
|
0,049
|
1,78
|
5,96
|
1,49
|
(80)СР765 9ар
|
1526,0
|
hm (К1)
|
Аргиллиты черные, плотные, крепкие, с линзими алевролита серого, мелкозернистого с содержанием фауны
|
50,22
|
1,745
|
0,314
|
0,017
|
0,140
|
0,028
|
1,43
|
5,12
|
1,04
|
(73)СР765 8п
|
1546,8
|
vk, ВК1 (K1)
|
Песчаник серого цвета, мелкозернистый сильно разрушенный, пропитанный нефтью
|
84,66
|
3,885
|
0,688
|
0,045
|
0,422
|
0,074
|
2,12
|
6,02
|
1,23
|
(84)СР765 7ар
|
1550,0
|
vk, ВК1 (K1)
|
Аргиллиты черные, плотные, крепкие, массивные, с редкими прослоями песчаника мелкозернистого с выпотами нефти
|
73,36
|
6,445
|
1,616
|
0,059
|
0,530
|
0,056
|
1,86
|
12,47
|
1,43
|
(66)СР765 7п
|
1556,4
|
vk, ВК1 (K1)
|
Песчаник светло-серый, мелкозернистый с выпотами нефти
|
165,70
|
14,835
|
4,878
|
0,233
|
0,689
|
0,058
|
1,61
|
18,63
|
1,40
|
(83)СР765 6ар
|
2480,3
|
tl (J3)
|
Аргиллит от темно-серого до черного, плотный, крепкий, битуминозный, с выпотами нефти, слоистый
|
204,29
|
32,730
|
1,505
|
0,117
|
0,983
|
0,240
|
1,26
|
1,20
|
1,71
|
(67)СР765 6п
|
2480,1
|
tl (J3)
|
Песчаник мелкозернистый с выпотами нефти
|
80,29
|
9,873
|
1,490
|
0,053
|
0,325
|
0,160
|
1,19
|
3,37
|
1,63
|
(82)СР765 5ар
|
2502,0
|
ab (J3)
|
Аргиллит черный, плотный, крепкий, тонкослоистый, трещиноватый, кавернозный
|
5353,50
|
187,566
|
32,507
|
5,608
|
29,283
|
6,285
|
0,95
|
2,13
|
0,83
|
(78)СР765 4ал
|
2506,1
|
ab (J3)
|
Алевролит коричневый, мелкозернистый, плотный, крепкий, с запахом нефти
|
2746,47
|
84,255
|
23,177
|
1,943
|
6,941
|
1,651
|
0,91
|
2,85
|
0,96
|
(79)СР765 3ар
|
2507,0
|
ab (J3)
|
Аргиллит коричневый, местами темно-серый, плотный, крепкий, с включениями пирита, битуминозный, с фауной, замещенный углистым веществом, с запахом нефти
|
644,54
|
129,283
|
4,380
|
0,280
|
2,569
|
1,717
|
1,26
|
0,89
|
1,48
|
(74)СР765 2ал+п
|
2563-2565
|
tm, ЮК3-4 (J2)
|
Переслаивание песчаника и темно-серого алевролита. Песчаник серо-коричневый, среднезерн., крепкий. Алевролит мелкозерн., плотный, крепкий. Выпоты нефти, пирит
|
116,45
|
8,955
|
0,981
|
0,079
|
2,836
|
0,613
|
1,23
|
5,96
|
3,85
|
(71)СР765 1п
|
2585,0
|
tm, ЮК3-4 (J2)
|
Песчаник светло-серый, среднезернистый, крепкий
|
55,17
|
2,657
|
0,325
|
0,022
|
0,506
|
0,109
|
1,39
|
1,51
|
1,64
|
(75)СР765 0ал
|
2600,0
|
tm, ЮК3-4 (J2)
|
Алевролит темно-серый, мелкозернистый, плотный, с флорой, замещенной углистым веществом, битуминозный
|
128,62
|
16,998
|
1,013
|
0,078
|
2,808
|
0,707
|
1,35
|
0,62
|
3,62
|
(70)СР765 0п
|
2605,0
|
tm, ЮК3-4 (J2)
|
Песчаник серый, мелкозернистый, крепкий, косослоистый, с редкими прослоями аргиллита черного цвета
|
88,83
|
2,908
|
0,583
|
0,025
|
0,634
|
0,132
|
1,49
|
2,13
|
2,20
|
(64)СР765 -1п
|
2610,3
|
tm, ЮК3-4 (J2)
|
Песчаник серый, среднезерн., крепкий, плотный, с прослоями темно-серого, мелкозерн. алевролита и черного аргиллита
|
93,85
|
5,958
|
2,112
|
0,049
|
0,534
|
0,152
|
1,17
|
5,45
|
4,46
|
продолжение таблицы
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
(77)СР765 -1ал
|
2616,5
|
tm, ЮК3-4 (J2)
|
Алевролит темно-серый, на изломе коричневый, плотный, с флорой, замещенной углистым веществом. Битуминозный
|
1741,30
|
254,530
|
12,183
|
0,454
|
7,558
|
1,362
|
1,36
|
0,20
|
5,63
|
(65)СР765 -2п
|
2769,0
|
(Pz)
|
Кварцитовый песчаник, цвет от зеленого до белого, скрытокристаллический, крепкий, очень плотный
|
78,46
|
4,614
|
0,649
|
0,040
|
0,102
|
0,020
|
1,20
|
1,12
|
1,04
|
(81)СР765 -3ар
|
2892,1
|
(Pz)
|
Аргиллит черного цвета, плотный, очень крепкий
|
3014,90
|
120,831
|
16,626
|
5,644
|
35,725
|
8,393
|
1,00
|
3,84
|
1,00
|
(68)СР765 -3п
|
2900,8
|
(Pz)
|
Туфопесчаник, цвет от грязно-зеленого до серо-голубого, мелкозернистый, очень крепкий
|
177,09
|
0,800
|
0,134
|
0,008
|
0,018
|
0,005
|
1,18
|
0,99
|
0,78
|
(69)СР765 -4п
|
2903,0
|
(Pz)
|
Туфопесчаник от грязно-зеленого до серо-голубого, мелкозерн., очень крепкий, на известковом цементе с кварцем
|
16,14
|
0,145
|
0,033
|
0,002
|
0,0
|
0,0
|
1,57
|
1,60
|
0,58
|
Площадь Рогожниковская, скв. 718
|
(99)Р718 9ар
|
1586+
1587+
1588
|
vk, ВК1 (K1)
|
Аргилллит темно-серый, плотный, массивный, с прослоями песчаника
|
281,28
|
0,067
|
0,020
|
0,001
|
0,0
|
0,001
|
1,12
|
3,20
|
0,91
|
(95)Р718 8п
|
1594,0
|
vk, ВК1 (K1)
|
Песчаник серый, мелкозернистый, плотный. Без признаков УВ
|
54,66
|
0,720
|
0,209
|
0,008
|
0,074
|
0,017
|
1,64
|
3,52
|
1,43
|
(98)Р718 7ар
|
1598,0
|
vk, ВК1 (K1)
|
Аргиллит серый, крепкий, с включением обугленной растительности. Песчаник встречен редкими пропластками
|
53,38
|
0,344
|
0,103
|
0,003
|
0,008
|
0,008
|
1,52
|
3,39
|
1,53
|
(97)Р718 6ар
|
1605,1
|
vk, ВК1 (K1)
|
Аргиллит
|
50,08
|
0,839
|
0,294
|
0,008
|
0,039
|
0,028
|
1,86
|
4,58
|
1,78
|
(85)Р718 5п
|
1609,0
|
vk, ВК1 (K1)
|
Песчаник светлосерый, мелкозернистый, средней плотности
|
47,43
|
1,011
|
0,297
|
0,010
|
0,086
|
0,016
|
1,18
|
4,07
|
1,42
|
(96)Р718 4ар
|
1610,2
|
vk, ВК1 (K1)
|
Аргиллит рыхлый, темно-серый, среднесцементированный, глинистый
|
99,58
|
1,625
|
0,476
|
0,020
|
0,305
|
0,042
|
1,95
|
10,19
|
2,14
|
(100)Р718
-4фунд
|
2695,5
|
(Pz)
|
Массивная плотная порода
|
57,11
|
0,325
|
0,030
|
0,002
|
0,002
|
0,001
|
1,08
|
1,45
|
0,50
|
(86)Р718 -5фунд
|
2707,0
|
(Pz)
|
Серая, тяжелая, плотная порода с зеленым оттенком, имеются небольшие включения кварца
|
54,72
|
0,742
|
0,079
|
0,008
|
0,006
|
0,006
|
1,19
|
0,37
|
0,41
|
*Геохимические параметры состава алканов:
CPI = 0,5[(∑нечетн н-аланов С25-С33 / ∑четн н-аланов С24-С32) + (∑нечетн н-аланов С25-С33 / ∑четн н-аланов С26-С34)] – генетический параметр;
П/Ф = иС19 / иС20 – параметр обстановки осадконакопления;
K = ΣнАлк(C9-C19)/ ΣнАлк(C20-C36)– показатель направления миграции.
Решение. Объем отдающей породы, содержащий необходимое количество микронефти для образовании залежи определяется по формуле:
- для юрских аргиллитов V(м3) = S(м2) · h(м) = МН(кг)/(МНЭ1 · КЭА);
- для триасовых вулканитов V(м3) = S(м2) · h(м) = МН(кг)/(МНЭ2 · КЭВ).
Результаты решения задачи для различной высоты отдающего слоя приведены в таблице 2. Можно отметить, что при высоте отдающего слоя 5-8 м, при «мгновенной» отдаче углеводородов, аргиллиты тюменской свиты могут обеспечить образование залежи нефти 2м х 50км2 с КН = 0,2 с площади нефтесбора 1882-3011 км2, что сравнимо с площадью рассматриваемого Рогожниковского лицензионного участка (~1800 км2). Плотные триасовые вулканиты, даже при увеличении мощности отдающего слоя на порядок (до 10 м), не могут обеспечить образование залежи.
Таблица 2. – Площадь нефтесбора в зависимости от высоты отдающего слоя
Предположительно материнская/отдающая нефть порода
|
Объем породы, содержащий заданное кол-во нефти (залежь), м3
|
Высота отдающего слоя, м
|
Площадь нефтесбора
|
м2
|
км2
|
Тюменская свита
|
1,51E+10
|
0,5
|
3,01E+10
|
30117,6
|
1
|
1,51E+10
|
15058,8
|
3
|
5,02E+09
|
5019,6
|
5
|
3,01E+09
|
3011,8
|
8
|
1,88E+09
|
1882,4
|
Триасовые вулканиты
|
2,38E+10
|
0,5
|
4,76E+10
|
47619,0
|
1
|
2,38E+10
|
23809,5
|
3
|
7,94E+09
|
7936,5
|
5
|
4,76E+09
|
4761,9
|
8
|
2,98E+09
|
2976,2
|
10
|
2,38E+09
|
2381,0
|
Но при совместной работе обоих источников залежь легко образуется, причем при высотах отдающих слоев до 5 м.
Задачи для самостоятельного решения
Вариант 1.
Задача 1. Определить площадь нефтесбора для обеспечения образования залежи нефти в меловых отложениях (викуловская свита) Северо-Рогожниковского месторождения. Характеристики образующейся залежи: S = 30 км2; высота залежи h = 3 м; коэффициент нефтенасыщения породы КН= 0,4. Плотность нефти принимается 800 кг/м3.
В качестве материнской (нефтегенерирующей, нефтеотдающей) породы для меловых залежей принять отложения тутлеймской свиты, при средней плотности тутлеймских аргиллитов ρарг = 2500 кг/м3. Данные по содержанию подвижного битумоида (микронефти) в аргиллитах тутлеймской свиты взять из таблицы 1, коэффициент эмиграции КЭА=0,25.
Расчет произвести для толщины отдающего слоя 3 и 5 м.
Задача 2. Рассчитать вклад в образование залежи нефти в абалакской свите двух независимых источников – низов тутлеймских аргиллитов (принимаемая средняя плотность аргиллитов ρарг = 2500 кг/м3) и алевролитов верхней части тюменской свиты (принимаемая средняя плотность алевролитов ρал = 2400 кг/м3).
Данные по содержанию подвижного битумоида (микронефти) в аргиллитах тутлеймской свиты и алевролитах тюменской взять из таблицы 1. Высоту отдающего слоя, площадь нефтесбора и коэффициент эмиграции принять для обоих материнских свит одинаковыми: h = 5 м, S = 1800 км2 , коэффициент эмиграции КЭА=0,25.
Результатом решения должны быть:
-
Количество отданной нефти каждым источником;
-
Суммарное количество отданной нефти;
-
Процентный вклад каждого источника в ресурс залежи;
-
Геометрические размеры залежи (высоту (м) залежи задать произвольно) при коэффициенте нефтенасыщения породы КН = 0,5 и плотности нефти 800 кг/м3.
Решение привести подробно с формулами и пояснениями. Результат оформить в таблице:
Вариант 2.
Задача 1. Определить площадь нефтесбора для обеспечения образования залежи нефти в верхне-среднеюрских отложениях (абалакская свита) Северо-Рогожниковского месторождения. Характеристики образующейся залежи: S = 40 км2; высота залежи h = 2 м; коэффициент нефтенасыщения породы КН= 0,3. Плотность нефти принимается 800 кг/м3.
В качестве материнской (нефтегенерирующей, нефтеотдающей) породы для верхне-среднеюрских залежей принять отложения низов тутлеймской свиты, при средней плотности тутлеймских аргиллитов ρарг = 2500 кг/м3. Данные по содержанию подвижного битумоида (микронефти) в аргиллитах тутлеймской свиты взять из таблицы 1, коэффициент эмиграции КЭА=0,25.
Расчет произвести для толщины отдающего слоя 3 и 5 м.
Задача 2. Рассчитать вклад в образование залежи нефти в абалакской свите двух независимых источников – низов тутлеймских аргиллитов (принимаемая средняя плотность аргиллитов ρарг = 2500 кг/м3) и алевролитов верхней части тюменской свиты (принимаемая средняя плотность алевролитов ρал = 2400 кг/м3).
Данные по содержанию подвижного битумоида (микронефти) в аргиллитах тутлеймской свиты и алевролитах тюменской взять из таблицы 1. Высоту отдающего слоя, площадь нефтесбора и коэффициент эмиграции принять для обоих материнских свит одинаковыми: h = 3 м, S = 2500 км2 , коэффициент эмиграции КЭА=0,3.
Результатом решения должны быть:
-
Количество отданной нефти каждым источником;
-
Суммарное количество отданной нефти;
-
Процентный вклад каждого источника в ресурс залежи;
-
Геометрические размеры залежи (высоту (м) залежи задать произвольно) при коэффициенте нефтенасыщения породы КН = 0,5 и плотности нефти 800 кг/м3.
Решение привести подробно с формулами и пояснениями. Результат оформить в таблице:
Достарыңызбен бөлісу: |
