СПОСОБ ОЦЕНКИ СКОПЛЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА В ПОРОДАХ-КОЛЛЕКТОРАХ, ПЕРЕКРЫТЫХ КАЛИЙНЫМИ СОЛЯМИ Российский патент 1999 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к области поисков месторождений нефти и газа.

Известно, что над месторождениями нефти и газа возникают аномалии с повышенной температурой [1, 2]. Эта закономерность широко используется при поисках залежей нефти и газа.

Известны, например, способы оценки перспективности скоплений нефти и газа в породах-коллекторах, связанные с прямыми измерениями температуры в скважинах на заданных глубинах с целью исключения влияния годовых колебаний температуры [1, 3, 4]. Недостатком всех этих способов является необходимость проведения большого объема дорогостоящих специальных буровых и исследовательских работ.

Известен также дистанционный способ оценки перспективности скоплений нефти и газа в породах-коллекторах, основанный на получении селективного изображения на снимках таких геоиндикационных элементов ландшафта, как растительность и увлажненность почв. Под влиянием тепловых и геохимических потоков над месторождениями нефти и газа происходит закономерное распределение растительных сообществ. Изменения же фототона, особенно в начале весны и позднелетний и осенний периоды, фиксируются на снимках. Реализация способа не требует проведения прямых замеров температуры. Способ эффективно применяется в зонах с аридным (пустынным) климатом [5]. Недостаток способа - ограничение, связанное с его использованием только в аридных зонах.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ своевременного определения перспективности горных пород на нефть и газ в зонах развития рифовых фаций, перекрытых соленосными отложениями, включающий бурение скважин, проведение промыслово-геофизических исследований, выявление рапопроявлений и наличия прослоев гамма-активных солей в верхней части соленосных отложений, сопоставление мощности прослоев этих солей и по изменению мощности прослоев и рапопроявлениям определение перспективности на нефть и газ нижележащих горных пород до их вскрытия бурением [6].

Недостатком этого способа является его низкая достоверность, обусловленная тем, что на площадях с региональной изменчивостью мощности гамма-активных (калийных) солей установить "некоторое эталонное значение" мощности этих пластов не представляется возможным.

Технический результат изобретения состоит в повышении достоверности оценки перспективности скоплений нефти и газа в породах-коллекторах, перекрытых калийными солями.

Этот технический результат достигается тем, что в способе оценки скоплений нефти и газа в породах-коллекторах, перекрытых калийными солями, включающем бурение скважин и определение мощностей пластов калийных солей, далее определяют суммарную мощность калийных пластов по каждой скважине (Σm_i) и среднюю мощность калийной залежи в ее контуре находят их отношения по каждой скважине строят карту изолиний этих отношений, на которой выделяют площади с аномально пониженными значениями, отличающими их от окружающего фона не менее чем на 0,1, а нижезалегающие породы-коллекторы относят к числу перспективных для обнаружения залежей нефти и газа.

Сущность способа поясняется чертежами: где на фиг.1 показана схема воздействия тепловых и геохимических потоков, исходящих от залежи нефти, на калийные пласты, на фиг.2 - принцип определения суммарной мощности калийных пластов (Σm_i) и мощности калийной залежи (М): на фиг.3 - фрагмент карты с участком, перспективным для выявления скоплений нефти и газа.

Способ основан на выявлении площадей с уменьшенными мощностями пластов калийных солей, образовавшихся в результате более интенсивного протекания процессов выщелачивания калийных солей под воздействием восходящих тепловых и геохимических потоков из нижележащих скоплений нефти и газа.

На фиг.1 обозначены: 1 - калийная залежь; 2 - залежь нефти; пунктирными линиями обозначена наиболее эффективная зона влияния тепловых и геохимических потоков на калийную залежь; точками показан предполагаемый контур калийных солей в случае отсутствия скопления нефти.

В природных условиях главными породообразующими минералами соляных отложений являются растворимые в воде гипс CaSO₄ • 2H₂O и ангидрит CaSO₄ (сульфаты), а также галит NaCl, сильвин KCl, карналлит KMgCl₃ • 6H₂O (хлориды). Растворимость этих минералов в воде увеличивается в представленной последовательности [7, 8]. Следует отметить, что в отложениях солей всегда в небольших количествах присутствуют внутрисолевые воды. Эти воды могут быть как первично седиментационными, так и вторичными (инфильтрационными, инфлюационными и т.д.). Внутрисолевых вод всегда больше на участках контакта солей с какими-либо водообильными породами и в краевых частях, а в центральных - меньше. И если под калийной залежью имеется месторождение нефти или газа, то под воздействием восходящих тепловых и геохимических потоков на таком участке будет происходить более интенсивное выщелачивание (избирательное растворение) в первую очередь калийсодержащих минералов (карналлита и сильвина), т.к. увеличение температуры способствует увеличению их растворимости. А это, в свою очередь, приводит к уменьшению мощности калийных пластов. Такое уменьшение наиболее надежно фиксируется по суммарной мощности всех калийных пластов (Σm_i) в калийной залежи. Чтобы учесть степень (глубину) вторичных преобразований, определяют среднюю мощность калийной залежи в ее контуре и находят по каждой скважине отношение
В качестве иллюстрации общего принципа определения суммарной мощности калийных пластов (Σm_i) и мощности калийной залежи (М) по каждой скважине представлена фиг.2. На фиг. 2 обозначены: 3 - калийные пласты; 4 - некалийные пласты. Сложением мощности всех калийных пластов определяют Σm_i, сложением всех калийных и некалийных пластов находят М по каждой скважине. Среднюю мощность калийной залежи определяют делением суммарной мощности калийной залежи по всем скважинам на общее количество пробуренных скважин в контуре калийной залежи. Далее, по известным значениям в скважинах строят карту изменений этих отношений, на которой выделяют площади с аномально пониженными значениями, отличающими их от окружающего фона не менее чем на 0,1, а нижезалегающие породы-коллекторы относят к числу перспективных для обнаружения залежей нефти и газа. На фиг. 3 отчетливо видна общая тенденция увеличения значений в заданном направлении. На общем фоне наглядно выделяется площадь с аномально пониженными значениями параметра В конкретном примере контур этой площади ограничен замкнутой изолинией, имеющей значение 0,6. Снижение параметра относительно общего фона составляет более 0,25, что свидетельствует о перспективности обнаружения здесь залежи углеводородов.

Способ реализуется в условиях Верхнекамского месторождения калийных солей.

В настоящее время в границах калийного месторождения ведут разработку трех месторождений нефти и еще четыре находятся на стадии разведки и в консервации. Глубина залегания нефтеносных пластов составляет порядка 2200 м.

На Верхнекамском месторождении калийных солей глубина залегания калийной залежи (по подошве) меняется от 100 м до 570 м. Классический разрез калийной залежи состоит из 13 калийных пластов, разделенных друг от друга пластами каменной соли (галита) с включениями слоев и прослойков гипса, ангидрита и глинистого материала. На преобладающей площади такой разрез сохраняется, но мощности калийных пластов могут существенно меняться. В краевых же частях и зонах выщелачивания в разрезе может остаться часть калийных пластов и даже только один пласт. Мощность калийной залежи (М) меняется от нулевых значений в краевых частях и достигает в центре до 165 м, имея среднее значение 62 м.

Суммарная мощность калийных пластов (Σm_i) меняется также от нулевых значений в краевых частях и достигает в центре до 107 м при среднем ее значении 35 м.

Общее количество, практически, всех солеразведочных скважин, пробуренных в контуре Верхнекамского месторождения, которые полностью пересекли калийную залежь и были использованы в реализации способа, составило 809 шт. По результатам химических анализов солей по каждой солеразведочной скважине были определены суммарная мощность калийных пластов (Σm_i) и мощность калийной залежи (М). Далее были определены средняя мощность калийной залежи и отношения по каждой скважине. Используя планы расположения солеразведочных скважин и найденные отношения в скважинах, была построена карта изолиний этого параметра на все калийное месторождение. В результате анализа этой карты было установлено, что в контуре всех семи выявленных месторождений нефти выделяются площади с аномально пониженными значениями параметра которые отличаются от окружающего их фона не менее чем на 0,1. А также были выявлены ряд неизвестных ранее перспективных площадей для поисков залежей нефти и газа.

Кроме того, с целью поиска природных связей между геологическим строением нефтяных месторождений и калийной залежи были проведены статистические исследования. В результате установлена зависимость между суммарной мощностью нефтенасыщенных пород и суммарной мощностью калийных пластов. Для этого были использованы 48 пар соответствующих исходных данных. Полученный коэффициент корреляции равен -0,89. Этот результат свидетельствует о наличии значимой связи между исследуемыми параметрами и подтверждает факт воздействия восходящих тепловых и геохимических потоков от залежей нефти на калийную залежь.

Предлагаемый способ позволяет при повышении достоверности оценки перспективности скоплений нефти и газа в породах-коллекторах, перекрытых калийными солями, исключить затраты на проведение дорогостоящих геофизических работ и снизить затраты на глубокое бурение в контуре калийной залежи. В свою очередь, снижение объемов глубокого бурения способствует снижению потерь запасов солей в околоскважинных целиках.

Литература
1. Чекалюк Э.Б. и др. Полевая геотермическая съемка. Киев: "Наукова думка", 1974, с.5, с.57.

2. Справочник по геологии нефти и газа. Под ред. Н.А.Еременко. М.: "Недра", 1984, с.278.

3. Авторское свидетельство СССР N 625177, кл. С 01 V 9/00, 1978.

4. Авторское свидетельство СССР N 1018085, кл. С 01 V 9/00, 1983.

5. Авторское свидетельство СССР N 1495736, кл. G 01 V 9/00, 1989.

6. Авторское свидетельство СССР N 569990, кл. G 01 V 9/00 // E 21 В 49/00, 1977.

7. Белоусова О. Н. , Михина В.В. Общий курс петрографии. М.: "Недра", 1972, с.272,273.

8. Справочник по геохимии / Г.В.Войткевич, А.В.Кокин, А.Е.Мирошников, В. Г.Прохоров.-М.: "Недра", 1990. С.178,181.

Использование: при поисках залежей нефти и газа для повышения достоверности оценки перспективности скоплений нефти и газа в породах-коллекторах, перекрытых калийными солями. Сущность изобретения: определяют суммарную мощность калийных пластов по каждой скважине и среднюю мощность калийной залежи в ее контуре, находят их отношения по каждой скважине, после чего строят карту изолиний этих отношений, на которой выделяют площади с аномально пониженными значениями, отличающими их от окружающего фона не менее чем на 0,1, а нижезалегающие породы-коллекторы относят к числу перспективных для обнаружения залежей нефти и газа. 3 ил.

Способ оценки скоплений нефти и газа в породах-коллекторах, перекрытых калийными солями, включающий бурение скважин и определение мощности пластов калийных солей, отличающийся тем, что определяют суммарную мощность калийных пластов по каждой скважине и среднюю мощность калийной залежи в ее контуре, находят их отношения по каждой скважине, после чего строят карту изолиний этих отношений, на которой выделяют площади с аномально пониженными значениями, отличающими их от окружающего фона не менее чем на 0,1, а нижезалегающие породы-коллекторы относят к числу перспективных для обнаружения залежей нефти и газа.