96471

Коэффициент цеолитизации пластов по данным ГГК

Реферат

География, геология и геодезия

Алюмосиликаты группы цеолитов широко развиты в породах любого генезиса включая коллектора нефти и газа. В течении двух последних десятилетий структура цеолитов интенсивно исследовалась и в настоящее время многие свойства этих соединений можно объяснить особенностями их структур. Степень и характер такого влияния цеолитов практически не изучены.

Русский

2015-10-06

4.25 MB

3 чел.

Оглавление

[0.0.1]
Введение

[0.0.2] Литолого-емкостная модель коллекторов

[0.0.3]

[0.0.4] Влияние цеолитов на определение подсчетных параметров

[0.0.5]
Зависимость интервального времени от коэффициента цеолитизиции

[0.1] Рис.16 Зависимость интервального времени пробега от Кп.БТ11

[0.2]

[0.2.1] Выделение цеолитсодержащих коллекторов

[0.2.2]
Вывод

[0.2.3]
Список литературы.


Введение

Алюмосиликаты группы цеолитов широко развиты в породах  любого генезиса, включая коллектора нефти и газа.

Кристаллические цеолиты составляют основную группу каркасных силикатов; это сложные соединения как с химической, так и со структурной точки зрения.  В течении двух последних десятилетий структура цеолитов интенсивно исследовалась, и в настоящее время многие свойства этих соединений можно объяснить особенностями их структур.

В последние десять лет этот вид минералов стал объектом исследования и в неокомских коллекторах Западной Сибири, в частности в пластах БТ6-БТ11 Заполярного и Яро-Яхинского  месторождений УВ.

В  настоящее время появились данные, свидетельствующие о том, что цеолиты существенно влияют на фильтрационно-емкостные свойства пород-коллекторов, оказывая своим присутствием существенное воздействие на показания геофизических методов исследования, а также на продуктивность цеолитсодержащих коллекторов УВ. Степень и характер такого влияния цеолитов практически не изучены.

Имеющиеся предварительные результаты исследований стуктурно-морфологических особенностей цеолитовых минералов однозначно показывают, что их влияние на коллектора УВ нельзя сравнивать с таковым высокодисперсной глинистой компоненты. В первую очередь, это относится к  проявлению нетрадиционных петрофизических свойств,  во - вторую очередь,  к особенностям обоснования методик количественной оценки подсчетных параметров. Все  это чрезвычайно важно с практической точки зрения достоверности определения  запасов УВ и требует   решения в первую очередь следующих аспектов:

- характер распределения цеолитов в газонефтесодержащих коллекторах Западной Сибири по разрезу и латерали;

-  влияние цеолитов  на петрофизические свойства коллекторов УВ;

-  обоснование рационального комплекса ГИС для выделения цеолитосодержащих пород, количественная оценка их содержания;

-  обоснования методик  количественной интерпретации данных ГИС для определения подсчетных параметров цеолитосодержащих пород-коллекторов;

-  оценка влияния цеолитов на эксплуатационные показатели пластов-коллекторов.

Cвоеобразие структуры строения решетки, способность катионного обмена решетки цеолитов с окружающей химической средой, присутствие цеолитной воды непосредственным образом сказывается на особенностях петрофизических свойств цеолитосодержащих пород коллекторов, в частности,  на плотностных, электрических и нейтронных.

Морфологически цеолиты чаще всего встречаются в песчано-алевритовых породах в виде белесых, осветленных пятен различного размера (1-10 мм) и формы (преобладает кругло-овальная) (рис1,). Реже встречаются прослои с рассеянной цеолитизацией. И в том и в другом случае цеолиты в породе выполняют роль цемента наравне с глинистым и карбонатным материалом, но явно вторичного происхождения, особенно по отношению к глинистым минералам. Морфологически цеолиты чаще всего встречаются в песчано-алевритовых породах в виде белсых,светленных пятен различного размера (1-10 мм) и формы (преобладает кругло-овальная). Реже встречаются прослои с рассеянной цеолитизацией. И в том и в другом случае цеолиты в породе выполняют роль цемента наравне с глинистым и карбонатным материалом, но явно вторичного происхождения, особенно по отношению к глинистым минералам.

Минерал группы цеолитов-ломонтит. Данные рентгенострукторного анализа, доказывающие это приведены на рисунке 3. Для пластов характерно довольно высокое содержание цеолитов, на цветном фото - детальное структурное распределение цеолита во внутрипоровом пространстве (белый цвет), характерное для базального заполнения пор коллектора (рис.2).



                         1. Скважина 91 2791.49м - х200 Поляризованный свет;

                         2. Скважина 90 2836.89м - х200 Поляризованный свет;

                         3. Скважина 91 2799.04м - х100 Вид в сканирующий электронный микроскоп;

                         4. Элементы ломонтитового цемента, образующиебольшие пойклитовые

                             кристаллы размером до нескольких сантиметров и узнаваемых по

                             совершенному кливажу

  Рисунок 2 -  Структурное распределение ломонтита в пойкилитовом и базальном

                         цементе коллекторов Заполярного месторождения


Рис.3 МИкрозондовый элементный анализ элементарного участка песчанногоколлектора, соответствующего формуле ломонтита


 Литолого-емкостная модель коллекторов

Неокомские отложения Заполярного месторождения представлены чередованием аргиллитов, алевролитов, песчаников. Встречаются маломощные прослои карбонатизированных вышеперечисленных литотипов. Песчаники серые, средне-мелкозернистые, нередко известковистые, плотные, встречаются мелкопятнистые с примесью цеолитов.

Алевролиты серые, иногда слабо-зеленоватые, крупно-мелкозернистые однородные и слоистые, иногда песчанистые, прослоями известковистые. Слоистость подчеркивается глинистым материалом и обугленным растительным детритом в межслоевом пространстве. Ниже дается описание вещественного состава неокомских коллекторов и особенностей их фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС).

На рис. 4показана литолого-емкостная модель коллектора БТ6-8 Заполярного месторождения, объекта с наибольшим содержанием цеолитов. Представлены модели твердой фазы, цемментирующей состовляющий и коллектора в целом.

Таблица 1. Исходные данные для построения моделей:

Модель a)

Вещественный состав твердой фазы.

1

Кварц

29

3

Обломки пород

8

2

Полевой шпат

51

4

Акцессорные

1

 

 

 

5

Цемент

11

Модель б)

Состав цементирующего материала

1

Хлорит

64.2

3

Кальцит

9.2

2

Цеолит

18.8

4

Лейкоксен

7.5

Модель в)

Модель коллектора

1

Кварц

24.9

4

Цемент

9.1

2

Полевой шпат

43.8

5

Пористость по воде

16.2

3

Обломки

6.8

 

 

 


 

а) Вещественный состав твердой фазы пластов-коллекторов БТ6-8

Заполярного месторождения (скв. 103,104,106)

1

-кварц

3

-обломки пород

2

-полевые шпаты

4

-акцессорные минералы

5

-цемент

б) Состав цементирующего вещества коллекторов горизонта БТ6-8

Заполярного месторождения

1

-хлорит

3

-кальцит

2

-цеолит (ломонтит)

4

-лейкоксен

в) Модель коллекторов в пластах БТ6-8 Заполярного месторождения

(скв.89,90,91,103,104,106)

1

-кварц

4

-цемент

2

-полевые шпаты

5

-пористость по воде

3

-обломки пород

Рисунок 4  - Комплексная литолого-емкостная модель коллекторов

горизонта БТ6-8 Заполярного месторождения


Влияние цеолитов на определение подсчетных параметров

Для пластов БТ6-8 характерно довольно высокое содержание цеолитов. На рис.1 дано морфологическое представление распределения цеолитов в коллекторах горизонта БТ6-8, а на цветном фото рис.2 - детальное структурное распределение цеолита во внутрипоровом пространстве (белый цвет), характерное для базального заполнения пор коллектора. В пластах БТ6-8 оказалось самое высокое содержание цеолитов, В пласте БТ10 его оказалось почти в два раза ниже Кц=4.5%), а в горизонте БТ11 его практически нет (Кц=1.2%).

Такой характер распределения цеолита по разрезу четко находит отражение и в степени расхождения значений Кп, определенных на одних и тех же образцах керна при водо- и керосинонасыщении .

Как мы видим по рисункам 5., рис. 6, рис. 7., завышение пористости на водонасыщенных образцах в пласте БТ6-8 составляет около трех процентов, для коллекторов БТ10 околоодного процента, и совсем незаметно увеличение пористости для водонасыщенных образцов пласта БТ11.

Рис.5. Сопоставление Кп по керосину и по воде. Завышение пористости по воде за счет цеолитов.Пласт БТ6-8

Рис.6. Сопоставление Кп по керосину и по воде. Завышение пористости по воде за счет цеолитов. Пласт БТ10

Рис.7. Сопоставление Кп по керосину и по воде. Завышение пористости по воде за счет цеолитов. Пласт БТ11

Также влиние цеолитизации на определение пористости на керне можно продемонстрировать на гистограммах распределения пористости для группы пластов БТ. (Рис.8., рис.9., рис.10)

На рисунке 11 показано гистограмма распределения цеолитов для пластов. Как видно, завышение пористости, определенное на водонасыщенных образцах больше в тех поастах, в которых коэффициент цеолитизации будет большим.

Рис.8 Гистограмма распределения пористости. Пласт БТ6-8

Рис.9. Гистограмма распределения пористости. Пласт БТ10

Рис.10 Гистограмма распределения пористости. Пласт БТ11


Рисунок 11- Гистограмма распределения объемного содержания цеолитов (Кцл)   в продуктивных пластах неокома Заполярного месторождения


                   - аналитическое уравнение  т.ф.=2.6827е-0.017Кцл

                   - уравнение регрессии          т.ф.=-0.0035Кцл+2.67

Рисунок 12- Влияние примесей на плотность твердой фазы коллекторов неокома

Заполярного месторождения,  горизонт БТ6-8, скв. 90 и 91

Рисунок 13 - Систематическое завышение коэффициента пористости (К% абс) в зависимости от объемного  содержания цеолита в неокомских коллекторах Заполярного,

Яро-Яхинского месторождений  Западной Сибири


Закономерное увеличение содержания цеолитов вверх по разрезу сказывается на точности определения как объемной плотности (
п), так и, в конечном счете, на точности определения искомой величины коэффициента открытой пористости (Кп). На рисунках  12 и 13 показана степень этого влияния. В пластах горизонта БТ6-8 при модальном содержании цеолитов (Кцл=8%)   систематическое завышение Кп составляет 2% абс., что выражается в 14.3% относительных  (модальное значение Кп =14.0%). Для пласта БТ10(1) систематическое завышение составляет  около 1% абс., а для пластов горизонта БТ11 —  около 0.2%. Если для пластов горизонта БТ11 можно пренебречь малой величиной  погрешности, то для пласта БТ10(1), а тем более для пластов горизонта БТ6-8, этой систематической ошибкой пренебрегать нельзя.


Зависимость интервального времени от коэффициента цеолитизиции 

Цеолиты, имея аномально низкую минералогическую плотность,  оказывают существенное влияние на показание гамма-плотностного каротажа. Также по причине наличия цеолитной воды, мы будем иметь завышение пористости по нейтронному каротажу.

Один из методов определения пористости, на который не оказывает влияние ломонтит-аккустический каротаж. Как показано на рисунках 14, 15,16 видно, что зависимость интервального времени пробега от коэффициента пористости для разных пластов с рахзным цеолитосодержанием имеет практически одинаковый вид.

Так как акустическая волна проходит в основном по жесткому каркасу, то влияние цеолитов, как составной части цементирующего материала является несущественным. Отсюда можно сделать вывод, что при определении пористостит наименьшей погрешностью.

На основе коэффициента пористости, определенного по акустике, и замеров гамма-протностного каротажа, мы можем получить значение коэффициента цеолитизации. Методика описана в следующей главе.

Рис.14Зависимость интевального времени пробега от Кп.БТ6-8

Рис.15Зависимость интевального времени пробега от Кп. БТ10

Рис.16 Зависимость интервального времени пробега от Кп.БТ11


Выделение цеолитсодержащих коллекторов

В настоящее время накопился довольно обширный  материал о минералогии и петрофизических свойствах основного цеолитосодержащего минерала неокомских коллекторов Заполярного месторождения —  ломонтита. Его химическая формула 4SiО2 Al2O3 CaO4H2O, т.е. это кальцитсодержащий алюмосиликат. Присутствие ионов кальция и практически отсутствующий  процесс замещения этого катиона калием (К) приводит к слабой естественной радиоактивности этого минерала. Лабораторные анализы на гамма-спектрометре образцов Заполярного месторождения в 1995 г. практически подтвердили этот вывод. Радиоактивным является полевой шпат твердой фазы коллектора, в меньшей степени глинистые минералы, слабой радиоактивностью характеризуются  кварцевая  и  ломонтитовая  составляющие  коллектора.  Поэтому  можно утверждать, что выводы специалистов Центральной лаборатории (Е.А. Кропотова, Т.А. Коровина) о повышенной радиоактивности не подтвердились.

По содержанию цеолитной воды ломонтит Заполярного месторождения аналогичен водородному индексу каолинита, т.е. соответствует 36%, что, несомненно, проявляется на диаграммах нейтронного каротажа в виде участков с повышенным водородосодержанием.Минералогическая плотность ломонтита определена независимо двумя авторскими коллективами —  АО “Центральная лаборатория”  г. Тюмень и французской фирмой “Total”. Это значение плотности совпало и подтвердило ранее известную величину из справочных данных .

Минералогическая плотность ломонтита равна 2.3 г/см3. Это аномально низкая величина плотности ломонтита позволяет нам создать плотностную модель цеолитосодержащего коллектора как породы, состоящей из кварц-полевошпатово-глинистой компоненты, ломонтита и порового пространства, заполненного флюидом (водой).

Плотностная модель цеолитосодержащего коллектора описывается уравнениями:

Кк.п.г + Кцл + Кп =1,                                                      (1)

п = Кк.п.г * к.п.г +Кцл * цл + Кп * ф,                  (2)

где Кк.п.г., Кцл, Кп —  доли объема от единицы, соответственно, для кварцево-полевошпатово-глинистого скелета, цеолита, флюида, к.п.г, цл, ф —  минералогические плотности,

Так как   цл = 2.3 г/см3, ф(вода) = 1.0 г/см3, необходимо обосновать плотность кварц-полевошпатово-глинистой компоненты.  Для пластов горизонта БТ6-8 эта величина оказалась равна 2.67  г/см3 по данным 168 анализов керна (скв. 103, 104). Принимаем ее равной 2.67 г/см3, тогда уравнение (4.7) принимает более конкретный вид:

п = (1 - Кп -Кцл) * 2.67 + (1 - Кк.п.г - Кп) * 2.3 +Кп * 1         (4.9)

Это уравнение  является основным решающим алгоритмом, содержащим все необходимые величины. Неизвестными величинами являются три: коэффициент пористости (Кп), объемное содержание цеолита (Кцл) и объемная плотность породы (цеолитосодержащего коллектора) (п).

Объемную плотность породы (п) нами предлагается определять по данным гамма-гамма метода (ГГК). Коэффициент пористости определяется по данным акустического метода, свободного от влияния цеолитов.

Таким образом, имея два метода ГИС —  гамма-гамма каротаж и акустический метод, предлагается найти величину объемного содержания цеолитов —  Кцл. Нами реализован алгоритм решения уравнения (2). На рис. 6 дано его графическое представление. Последовательность (методика) пользования алгоритмом следующая:

- по нормированным значениям  t акустического метода находится   величина открытой пористости Кп;

- по оси ординат откладывают значение объемной плотности коллектора по данным ГГК;

- находят точку пересечения с координатами Кп и пi. Интерполяцией находят объемное содержание цеолита в коллекторе (Кцл) (см. рис. 6).

5

2,59

2,56

2,53

2,5

25

2,254

2,224

2,194

2,164

30

2,17

2,14

2,11

2,08

            Рисунок 6   -   Номограмма для определения пористости, цеолитосодержащих

                              коллекторов неокома Заполярного месторождения

Практическая работа с предложенной методикой показала ее принципиальную работоспособность и возможность ее применения в условиях реальных цеолитосодержащих коллекторов неокома пластов  горизонта БТ6-8. Недостатком является погрешность определения величины Кп по данным акустического метода. Если метод АК позволяет определять величину Кп с абс. погрешностью  1%, то можно уверенно выделять в разрезе коллектора с содержанием цеолитов более 4% (по объему) и давать количественную оценку их содержания. Если же АК определяет Кп с погрешностью  2.0%, что возможно в практике работ, то гарантировано определение объемного содержания цеолитов  (Кцл) более 8%(абс.).


Вывод

Обобщен теоретический и практический материал по теме.

Тема влияния цеолитов является весьма актуальной. Обобщенный теоретический материал в данном реферате позволит в дальнейшем разрабатывать методики выделения коллекторов с содержанием такого минерала, а также  учета его влияния на подсчетные параметры при подсчете запасов.

Дальнейшая работа предполагает построение зависимости погрешености в определении пористостр по разным методам ГИС от коэффициента цеолитосодержания. Разработку методики определения коэффициента цеолитизации пластов по данным ГГК.


Список литературы.

  1.  Подсчет запасов УВ по Заполярному месторождению. ТюменНИИгипрогаз. 2002 г. Боркун Ф.Я., Скрылев С.А., Туренков Н.А.
  2.  Брэк. Цеолиты
  3.  Результаты исследования цеолитсодержащих коллекторов углеводородов западной сибори. Статья. Боркун Ф.Я., Туренков Н.А..


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74410. Половое размножение голосеменных растений 48.5 KB
  Покров вырастает из основания нуцеллуса так называемой халацы обрастает нуцеллус постепенно снизу вверх но на вершине не смыкается оставляя отверстие так называемый пыльцевход или семявход илимикропиле. Из получающихся четырех клеток одна сильно разрастается вытесняя три остальные и большую часть нуцеллуса; это и будет мегаспора...
74411. Заложение и развитие листа 29.5 KB
  Сначала его клетки делятся во всех трех направлениях и зачаток листа растет в толщину и высоту. Довольно рано рост в толщину прекращается и зачаток листа становится плоским. Вначале зачаток листа не разделен на части но вскоре можно различить две части верхнюю и нижнюю причем верхняя апикальная первое время растет быстрее нижней базальной.
74412. Заложение прокамбия и типы строения стеблей 46.5 KB
  Закладывается замкнутое кольцо прокамбия. Довольно часто внутрь от первичной ксилемы часть прокамбия дифференцируется в дополнительные участки внутренней флоэмы барвинок Vinc вьюнок Convolvulus и др. При таком заложении прокамбия листовые следы могут быть совсем незаметны а могут быть хорошо выражены.
74413. Перидерма и корка корней 26 KB
  Клетки экзодермы паренхимы первичной коры и эндодермы не могут обеспечить такого интенсивного разрастания и первичная кора при этом разрывается и разрушается. Перед сбрасыванием первичной коры в более глубоких слоях образуется перидерма. Из двулетних растений с мясистыми корнями многие в том числе морковь образуют перидерму; в корнях других растений например свеклы феллоген не закладывается: происходит лишь подкрепление кольца толстостенной эндодермы путем отложения утолщений на стенках клеток первичной коры примыкающих к эндодерме а...
74414. Перидерма 48 KB
  В силу плотного смыкания клеток пробки заполнения их полостей воздухом обладающим как известно очень слабой теплопроводностью и наличия в оболочках клеток суберинового слоя очень слабо проницаемого для воды и воздуха пробка предохраняет стволы и ветви от излишней потери воды за счет испарения и от резких температурных колебаний. Кольцо феллогена в большей своей части состоит из плотно сомкнутых живых паренхимных клеток имеющих на поперечном разрезе форму прямоугольника относительно малого радиального размера а на продольном...
74415. Покровные ткани 52 KB
  Кожица состоит из плотно сомкнутых клеток имеющих в плане у большинства растений более или менее извилистые очертания рис. У некоторых растений например у многих злаков кожица состоит из клеток нескольких типов рис. Оболочка эпидермальных клеток утолщается обычно неравномерно: в каждой клетке наиболее толста наружная стенка боковые стенки несколько тоньше внутренняя сравнительно тонка. Боковые и внутренние стенки клеток обычно имеют поры рис.
74416. ПРОВОДЯЩИЕ ПУЧКИ 36 KB
  Проводящие пучки нередко включают и иные ткани живую паренхиму млечники склеренхиму. Проводящие пучки сопровождаемые примыкающими к ним тяжами механической ткани обычно склеренхимы называются сосудисто-волокнистыми или армированными проводящими пучками. Проводящие пучки тянутся на значительном протяжении вдоль органа; ответвлениями и перемычками анастомозами они связываются в трехмерную сетку.
74417. МЕХАНИЧЕСКИЕ ТКАНИ - АРМАТУРА, ИЛИ СТЕРЕОМ 43 KB
  Эта ткань состоит из толстостенных клеток прозенхимной формы с заостренными концами с немногочисленными узкими простыми щелевидными порами в оболочке расположенными длинной осью под острым углом к продольной оси клетки рис. Сформировавшись клетки склеренхимы обычно теряют живое содержимое и их полости заполняются воздухом. Клетки склеренхимы называют еще толстостенными волокнами или просто волокнами.
74418. Бесполое и половое размножение мхов 33.5 KB
  Оплодотворение возможно лишь в воде часто покрывающей невысокие дерновинки мхов. Оплодотворенная яйцеклетка покрывается оболочкой начинает тотчас же делиться и дает спорофит сидящую на ножке коробочку который у мхов имеет специальное название спорогоний; в клетках его находится диплоидное число хромосом рис. Вначале из спор у лиственных мхов вырастают ветвистые нити похожие на водоросли и называемые протонемой; на них образуются почки каждая из которых может дать листостебельный мох развивающий впоследствии снова половые органы ...