Трехмерное геологическое моделирование природных резервуаров на основе литолого-фациального анализа (на примере юрских и нижнемеловых отложений Западной Сибири)

Глава 2. Влияние литологической неоднородности пласта на его добычные характеристики и ресурсную оценку.

2.1. Вертикальная литологическая неоднородность

Одним из наиболее ярких примеров вертикальной неоднородности является расчлененность (расслоенность) пласта, когда в его строении выделяется чередование слоев, отличающихся по фильтрационным свойствам. Наилучшие добычные показатели характерны для пластов, содержащих мощные литологически выдержанные (как часто говорят - "монолитные") коллекторы с высокими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС). Такое строение обеспечивает соизмеримо высокие величины значений латеральной и вертикальной проницаемости, что способствует как эффективному извлечению нефти эксплуатационными скважинами, так и эффективной реализации большинства методов поддержания пластового давления (Сидоров и др. 2006). Особенно хорошо это заметно по продуктивным пластам ачимовского НГК. Зачастую из пластов, характеризующихся эффективной мощностью более 40 м, но высокой расчлененностью, не удается получить промышленных дебитов, в то время как "монолитные" пласты с заметно меньшими значениями толщин коллекторов эксплуатируются с дебитами нефти до 70 т/сут.

Примером высокодебитного пласта с "монолитным" коллектором является пласт Ач₃^ВП сортымской свиты (К₁b-v) Восточно-Перевального месторождения, расположенного в пределах Северо-Сургутской мегатеррасы. По данным керна и результатам интерпретации данных геофизических исследований скважин (РИГИС) он включает мощные слои средне-мелкозернистого песчаника (5-6 м), отдельные слои мелкозернистого песчаника с включением крупных глинистых окатышей и не имеет видимой слоистости. Его <антагонистом> является пласт Ач₃^В мегионской свиты (K₁v) Выинтойского месторождения, приуроченного к Северо-Вартовской мегатеррасе. Здесь основное распространение имеют пачки переслаивания песчано-алевролито-глинистых отложений. Суммарное значение эффективных толщин пласта превышает 40-50м, но при этом отдельные пропластки песчаников по мощности не превосходят 1,5 м.

Иным примером вертикальной литологической неоднородности являются пласты рециклического строения, например пласт Ю₁¹ васюганской свиты (J₂k-J₃o) центральной части Северо-Вартовской мегатеррасы (Свободный участок). С одной стороны регрессивное строение пласта достаточно благоприятно для осуществления его разработки: приуроченность высокоемких пропластков к его верхней части обусловливает возможность их непосредственной гидродинамической связи, а следовательно, и широкую зону дренирования. С другой стороны, их наличие приводит к фактической невозможности осуществления мероприятий по поддержанию пластового давления (ППД), поскольку они подвержены преждевременному "кинжальному" обводнению (Белозеров, 2008).

Вертикальная расчлененность пласта не только оказывает сильное негативное влияние на его свойства, но и усложняет его изучение. Это объясняется необходимостью работы со слоями малой мощности, выходящей за порог надежного определения методами ГИС, а также тем, что используемые двухмерные карты отображают распределение осредненных параметров и, следовательно, не дают представлений о вертикальной изменчивости пластов.

2.2. Латеральная литологическая неоднородность

Проявление площадной изменчивости характерно для большинства юрских и нижнемеловых отложений Западной Сибири (Карогодин 1972, Нежданов 2000, Птецов 2003). Огромную роль она играет в строении отложений шеркалинской свиты (нижняя юра), строение которой рассмотрено на примере Сергинского месторождения нефти. По данным исследования керна и шлифов коллекторы в одних скважинах представлены среднесортированными среднезернистыми кварц-аркозовыми песчаниками, в других - плохосортированными кварц-граувакко-аркозовыми песчаниками со значительной примесью крупнозернистого и гравийного материала. Отдельные прослои сложены глинистыми и углисто-глинистыми песчаниками.

Изменчивость свойств пласта на площади месторождения оказывает значительное влияние на параметры его разработки. Скважины, эксплуатирующие единую залежь нефти, принципиально отличаются по добычным показателям. Так, ряд скважин стабильно дает высокие дебиты нефти (от 25 до 60 т/сут); дебиты иных - не превышают 5 т/сут. В различной степени пласт реагирует и на применение методик интенсификации притока.

Пример латеральной литологической изменчивости ачимовских отложений приведен на основе изучения пласта Ач₁^а Выинтойского месторождения, где рядом скважин доказано резкое изменение его строения и состава. Так, например, скв. 301, вскрыла пласт в алеврито-глинистой фации с несколькими вторичными известковыми пропластками. Однако второй ствол данной скважины (301бис), пробуренный в 500 метрах западнее, вскрыл практически монолитный песчаный коллектор с линзами аргиллитовой гальки и нефтяным насыщением до подошвы. При испытании данного пласта после ГРП получено 60 м³/сут нефти (обводненность 1%).

Естественно, что в такой ситуации, когда полная смена свойств пласта происходит на расстоянии меньшем, чем стандартный шаг эксплуатационного бурения, несмотря на значительный объем разведочного бурения составить надежные представления о строении залежи и о локализованном в ней объеме УВ без проведения дополнительных исследований межскважинного пространства оказывается невозможно. Соответственно и интерполяционные карты параметров пласта, построенные только по скважинным данным оказываются неадекватными реальной геологической ситуации.

2.3. Выводы

1. Вертикальная и латеральная изменчивость свойств продуктивных пластов оказывают большое влияние как на общую оценку ресурсной базы этих пластов и их добычные характеристики, так и на выбор и технико-экономическое обоснование параметров их разработки.

2. Используемые в настоящее время двухмерные интерполяционные карты параметров пласта, созданные по скважинным данным в большинстве случаев являются малоинформативными, поскольку подразумевают осреднение вертикально изменчивых параметров, а также некорректными, поскольку не отображают площадную изменчивость параметров в межскважинном пространстве с необходимой детальностью.

3. Латеральная и вертикальная составляющие неоднородности обязаны своим происхождением одним и тем же действовавшим в осадочном бассейне процессам седиментации и постседиментационным преобразованиям и являются взаимосвязанными. Поэтому адекватные геологические модели должны одновременно отображать обе эти составляющие.

4. Учет мероприятий по интенсификации притока и поддержанию пластового давления при оценке извлекаемого объема запасов (ресурсов) УВ и определению добычного потенциала резервуара, предопределяет необходимость объемных количественных расчетов, одновременного учета многих параметров и, соответственно, неэффективность двухмерного подхода представления данных.

Учет всех вышеперечисленных обстоятельств возможен только в рамках объемной (трехмерной) геологической модели.