Способ выявления дизъюнктивных дислокаций нефтяных и газовых месторождений Советский патент 1992 года по МПК G01V3/26 G01V3/08 

Изобретение относится к нефтегазовой геологии и предназначено для обнаружения и определении пространственного положения дизъюнктивных дислокаций в условиях нефтяных и газовых месторождений.

Известен способ выявления разрывных нарушений нефтяных месторождений и определения их пространственной ориентации, включающий отбор проб нефти, определение содержания парафина в ней, выявление линейных зон аномального содержания парафина относительно фонового значения и суждение по этим данным о наличии и ориентации разлома.

Недостатками этого способа являются большая трудоемкость исследований, ограниченность применения и невысокая надежность. Ограниченность данного способа заключается в том, что его применение позволяет устанавливать лишь разломы, обладающие экранирующими свойствами, тогда как известно множество примеров, когда разломы являются и хорошими проводниками природных флюидов (пластовая вода, нефть, газ). Надежность способа ограничивается тем, что нефть является подвижной системой, способной перемещаться на большие расстояния при разработке залежи, вследствие чего может происходить смешивание нефти из различных частей залежей и изменение содержания в ней различных компонентов, в том числе и парафина, по которому определяется положение разломов.

VI

4 J О О СЛ

Известен также способ установления дизъюнктивных нарушений нефтяных и газовых месторождений, включающий сопоставление диаграмм стандартной электрометрии скважин с последующим установлением изменения мощностей отдельных свит и выпадения (при сбросах) или повторения (при взбросах) электрических реперов.

Основными недостатками данного способа являются низкая оперативность, поскольку реализация его предполагает вскрытие скважиной продуктивного горизонта (добуривание до проектной отметки), тогда как в зонах дизъюнктивных дислокаций в продуктивных интервалах часто происходят поглощения и другие аварийные ситуации, приводящие к большим материальным затратам; скважина должна обязательно пересечь дизъюнктивное нарушение; может быть выявлено только разрывное нарушение, которое повлияло на особенности осадконакопления пород, т.е. на мощности отдельных свит в приподнятом и опущенном блоках, или по нему происходит смещение слоев. Если же разрывное нарушение не пересекается скважиной или у него отсутствует видимое смещение и разница в мощностях слоев в разных блоках, то его данным способом установить невозможно.

Известен также способ выявления дизъюнктивных дислокаций нефтяных и газовых месторождений, включающий выполнение стандартной электрометрии пробуренных на месторождении скважин, корреляцию их разрезов, выделение в разрезе продуктивных интервалов и пород-покрышек, выделение в толще покрышки реперного пласта, расчет по диаграммам электрокаротажа обобщенных электрических параметров покрышки до подошвы реперного пласта - суммарной продольной проводимости S, суммарного поперечного сопротивления Т, среднего продольного ре поперечного р,Ј.и эффективного р m сопротивлений, коэффициента электрической анизотропии А, определение фоновых и аномальных значений этих параметров, выявление линейных зон аномальных значений, о которым судят о местоположении дизъюнктивных дислокаций.

Недостатком этого способа является то, что его эффективная реализация возможна только на поздних стадиях разведки (или эксплуатации) месторождения, т.е. при достаточно густой сети поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин, Вместе с тем, достоверные данные о дизъюнктивных

дислокациях в пределах месторождений (нарушенных зонах, сопровождаемых дроблением, повышенной трещиноватостью, ка- вернозностью и проницаемостью пород,

высокими емкостными свойствами и т.п.) важны уже на ранних стадиях поиска и разведки месторождений. Эти данные о зонах нарушений в значительной степени определяют эффективность бурения, поскольку в

скважинах, попадающих в такие зоны, очень часты аварийные ситуации - провалы инструмента, катастрофические поглощения раствора и т.п., что затрудняет или делает практически невозможным выполнение

комплекса геофизических исследований (в том числе и стандартной электрометрии) в этих интервалах разрезов скважин. С другой стороны, такие зоны представляют повышенный практический интерес при

подготовке технологических схем разработки залежей, поскольку они характеризуются повышенными фильтрационно-емкостными свойствами пород, повышенными коэффициентами нефтеотдачи и др.

Целью изобретения является повышение оперативности способа, т.е. выявления и трассирования дизъюнктивных дислокаций нефтяных и газовых месторождений на более ранних стадиях их разведки в условиях относительно редкой сети скважин.

Физико-геологической предпосылкой данного способа является доказанная изменчивость электрических свойств пород- покрышек в зонах дизъюнктивных

дислокаций вследствие вертикальной миграции по ним углеводородов (УВ) и различных физико-химических процессов их взаимодействия с породами, вплоть до образования новых минералов. Отличительные электрические свойства (проводимость, сопротивление) пород-покрышек в зонах нарушений от аналогичных свойств тех же пород в нормальных (ненарушенных) условиях являются основой эффективного применения методов полевой электроразведки, например магнитотеллурических для обнаружения и трассирования таких зон на ранних стадиях поиска и разведки, в том числе и до бурения скважин.

Сущность изобретения заключается в следующем.

На месторождении, где предполагается выявить зоны дизъюнктивных нарушений, используя данные стандартной электрометрии имеющихся пробуренных скважин, по каждой скважине рассчитывают среднее продольное электрическое сопротивление (pej) толщи пород выше нижней границы пород покрышек, где j - номер скважины.

Для этого выполняют обработку кривой кажущегося сопротивления (КС), включающую выделение на кривой элементарных слоев с существенными значениями КС (/з к ) . Разбивка кривой КС на элементарные слои может выполняться как визуально вручную, так и с использованием ЭВМ. Определяются глубины кровли этих элементарных слоев hi и их мощности mj hi+i-hj, а также соответствующие им существенные значения р KI . Кажущееся продольное сопротивление р ej рассчитывается по формуле

.

2- р-.где i - номер слоя;1:1

п - количество элементарных слоев в разрезе в данной скважине.

Далее находят осредненное значение среднего продольного сопротивления по всем обработанным скважинам по формуле

N ,,(2)

где N - количество обработанных скважин. Величина ра в магнитотеллурической разведке определяет толщину скин-слоя - глубину проникновения электромагнитного поля h согласно известному выражению

h А/2 п ftOpTf/2 л,(3)

где Д-длина электромагнитной волны;

-Т - период колебаний магнитотеллури- ческого поля.

При этом структура магнитотеллуриче- ского поля и измеряемые параметры его (их величина, характер распределения и т.п.) будут определяться электрическими свойствами толщи пород, заключенной в диапазоне скин-слоя.

Имея сведения о минимальной глубине- hi и максимальной глубине П2 залегания соответственно верхней и нижней границ пород-покрышек в пределах месторождения, можно, используя выражение (3), определить диапазон периодов Т магнитотеллури- ческого поля, в котором необходимо выполнять измерения, а измеренные параметры будут однозначно связаны с этим ди- апазоном глубин и, следовательно, характеризовать латеральные изменения электрических свойств пород-покрышек

(2ЯГМ)2, (27ГГ.2)2 110/Эе ЮуОе

Выполняя полевые измерения компонент магнитотеллурического поля в указанном диапазоне периодов TVT2 в пределах месторождения, получают магнитотеллури- ческие параметры, характеризующие латеральные изменения электрических свойств

(проводимости, сопротивления) пород в диапазоне глубин гц-П2, т.е. толщи пород-покрышек. Зоны дизъюнктивных дислокаций, отличающиеся по электрическим свойствам от основной массы пород-покрышек в ненарушенных зонах, будут характеризоваться аномальными значениями параметров магнитотеллурического поля.

Основным параметром в магнитотеллу- рических методах является импеданс ZT,

равный отношению ортогональных горизонтальных компонент электрического и магнитного поля

ZT Ex/Hy -Ey/Hx,

который трансформируется в функцию

кажущегося удельного, сопротивления по формуле

,2T/ZT2

Импеданс также легко трансформирует- ся в функцию кажущейся проводимости ZT

Используя полученные по результатам полевых магнитотеллурических работ карты графиков или карты изолиний этих парамет- ров на периодах Ti, Тг или нескольких периодов в пределах диапазона периодов Ti-Ta, выявляют линейные зоны аномальных значений этих магнитотеллурических параметров, по которым и судят о положении зон дизъюнкт ивных дислокаций в пределах исследованной площади. По результатам определения кажущейся проводимости ST на двух граничных периодах Tj и Та (или любых других периодах внутри диапазона Ti-Ta) можно получить параметр дифференциальной кажущейся проводимости

Д3т 3т2-3т1

Этот параметр наиболее явно и тесно связан с латеральными изменениями электрических свойств толщи пород, заключенной в диапазоне глубин hz-hi, т.е. исследуемой толщи пород-покрышек, поэтому его карты или карты графиков наиболее контрастно отражают положение зон

дизъюнктивных нарушений. Экспериментальные данные по результатам работ в одной из провинций показывают, что аномалии А Зт для разных диапазонов периодов достигают нескольких сотен процентов в пределах узколокализованных зон, отвечающих зонам нарушений.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет оперативно, на самой начальной стадии разведки нефтегазовых месторождений, когда имеется только ограниченное число скважин, выявить дизъюнктивные нарушения в пределах этих месторождений. Формула изобретения Способ выявления дизъюнктивных дис- локаций нефтяных и газовых месторождений, в котором по результатам каротажа скважин в пределах месторождения определяют минимальную глубину hi и максимальную глубину г залегания соответственно верхней и нижней границ пород-покрышек среднее продольное сопротивление р е толщи пород выше нижней границы пород-покрышек, а также обобщенные электрические параметры пород исследуемого разреза, а о наличии и местоположении дизъюнктивных дислокаций судят по линейным аномальным зонам обобщенных электрических параметров и экспериментальным значениям этих пара- метров в пределах аномальны зон, отличающийся тем, что, с целью повышения оперативности способа, дополнительно выполняют над исследуемым месторождением магнитотеллурическое профилирование в ди- апазоне периодов Т магнитотеллурического

поля, который выбирают исходя из неравенства

т ()2(2ЯГ.2)2

110/Ое 10уОе2

а обобщенные электрические параметры пород исследуемого разреза определяют, исходя из соотношений

,2TIZTI2,

I ZT I, А5т 5т2-5т1,

где Zr Ex/Hy -Ey/Hx - входной импеданс измеренного на поверхности магнитотеллурического поля;

Ех, Еу - горизонтальные электрические компоненты магнитотеллурического поля;

Нх, Ну - горизонтальные магнитные компоненты магнитотеллурического поля;

pj - кажущееся удельное сопротивление;

5т - кажущаяся проводимость;

АЗт - дифференциальная кажущаяся проводимость;

TI и Та - периоды магнитотеллурического поля, на которых определяется кажущаяся проводимость разреза.

Использование: поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. Сущность: в условиях относительно редкой сети скважин над исследуемым месторождением выполняют магнитотеллурическое профилирование в диапазоне периодов, граничные значения которого определяют, используя полученные по результатам каротажа скважин данные о минимальной глубине верхней и максимальной глубине залегания нижней границ пород-покрышек и среднего продольного сопротивления толщи пород, залегающей выше нижней границы пород- покрышек. По результатам магнитотеллури- ческого профилирования получают обобщенные геоэлектрические параметры исследуемого разреза, отражающие латеральные изменения электрических свойств пород-покрышек по площади месторождения. По линейным аномальным зонам и экстремальным значениям на картах этих параметров судят о наличии и положении дизъюнктивных дислокаций в пределах месторождения. У fe