Бюджетна тематика

Геофізичні критерії виділення та оцінки продуктивності ущільнених порід-колекторів нафти і газу, як критичних для України корисних копалин

Номер державної реєстрації НДР: 0124U001204

Терміни виконання: 01.01.2024 – 31.12.2026

Лист підтримки запиту: Інститут геофізики ім. С.І.Субботіна

Проміжний звіт I етапу: 01.01.2024 – 31.12.2024

Об’єкт досліджень: ущільнені колектори нафти і газу, території поширення їх покладів, ґрунтовий покрив.

Предмет досліджень: фізичні властивості і локальні геофізичні поля порід-колекторів ущільненого типу та ґрунтів.

Мета досліджень: розробка інформативних і стійких геофізичних критеріїв для виділення та оцінки продуктивності ущільнених порід-колекторів нафти і газу. Це реалізується на основі: досліджень максимально повного переліку петрофізичних властивостей та встановленні їх зв’язку з ефективними геофізичними параметрами; розробки теорії та методики контролю за ходом процесів інтенсифікації пласту.

Основні завдання, на вирішення яких спрямовано дослідження

1. Завданням НДР є вивчення ущільнених формацій, з точки зору детального дослідження петрофізичних властивостей в атмосферних умовах та умовах, моделюючих пластові; виявлення ефектів у фізичних полях, які пов’язані зі змінами багатофазної проникності та пористості в умовах різної водонасиченості та напружень; встановлення кореляційних залежностей між петрофізичними параметрами та ефективними геофізичними полями (сейсмоакустичними, електромагнітними, магнітними, радіоактивними, тепловими та полями напружень), які зареєстровані в свердловинах та в польовому варіанті; розробка оригінальної технології сейсмоакустичних досліджень контролю за якістю проведення гідророзриву пласта.

Методи, засоби, підходи, ідеї, робочі гіпотези, які пропонуються для вирішення поставлених завдань.

Нафтогазонасичення змінює фізичні властивості покладу, створює його фізичну контрастність у петрофізичних параметрах, геофізичних полях щодо вмісних порід, яка накладається на геологічну неоднорідність, анізотропність і напружено-деформаційний стан середовища.

Знижена густина всередині нафтогазонасиченого пласта і навколо нього є відображенням загального розущільнення (інколи просторово локалізованого у вигляді протяжних стовпоподібних зон) внаслідок наявності вуглеводнів (ВВ), процесів деструкції, змін мінеральних парагенезів у порах і тріщинах, фізико-хімічних і деформаційних полів тощо. Обопільне і нерівномірне зниження густини і швидкості, підвищення пористості, призводить до зниження акустичної жорсткості, що впливає на ефективність відбиття пружних хвиль. Також ймовірні прояви аномального поглинання хвиль у ВВ-насичених покладах (що призводить до зміни динамічних характеристик сейсмічних хвиль). Нафтогазонасичені породи виділяються підвищеним, відносно вміщуючих порід, питомим електричним опором. Наявність вкрапленості дрібнокристалічного піриту та інших продуктів окислення, які утворюються за рахунок міграції і окислення ВВ покладу, можуть призводити до ситуації, коли під покладом параметри поляризовності стають дещо вищими, ніж поза нею. Над багатьма нафтовими і газовими родовищами спостерігаються радіометричні і геохімічні аномалії: мінімуми гамма- і бета-радіоактивності, зменшення вмісту сорбованого урану, хрому, нікелю та інших важких металів. Причиною цього є явище поглинання їх потоком ВВ, що мігрує від покладу.

Нетрадиційні колектори ВВ мають унікальні петрофізичні властивості, які включають низьку пористість і низьку проникність та особливу реакцію на стиск в умовах багатофазного насичення. У низькопроникних колекторах, залишкове водонасичення і критичне водонасичення можуть різко відрізнятися від об’єкта до об’єкта, тому існує широкий діапазон залишкового водонасичення, при якому не можуть мігрувати флюїди. У граничному випадку, в деяких дуже низькопроникних колекторах, практично відсутня рухома водна фаза навіть при дуже високому водонасиченні. Тому їх можна розглядати як такі, що мають недостатню проникність ні для газу, ні для води у широкому діапазоні водонасичення. Все це обумовлює те, що більшість каротажних інструментів розроблених для оцінки високопористих пластів, часто втрачають ефективність у малопроникних, малопористих утвореннях.

Необхідна розробка технології, яка б давала кращу оцінку проникності пласта, із одночасним визначенням його пористості, водонасиченості, геологічної неоднорідності. Слід брати до уваги, що щільність розподілу швидкості поздовжніх хвиль (Р-хвилі) та проникності в такому нетрадиційному колекторі, як ущільнені пісковики, контролюється рисунком тектонічних порушень, оскільки вони забезпечують необхідні канали для потоку рідини у породах. Численні лабораторні вимірювання підтверджують залежність величин проникності і швидкості P-хвилі від напрямку. Вищі значення проникності зазвичай знаходяться у площині майже горизонтального осадового шару відносно осі ядра. З виникненням субвертикальних порушень, найбільші значення проникності будуть паралельними основній осі.

При більш високому тиску відбувається «захлопування» і/або «заліковування» дрібних неоднорідностей і тріщин, що тягне за собою зростання поперечної ізотропності колектора та інколи втрати ролі систем тектонічної тріщинуватості у формуванні покладів вуглеводнів. Крім того, насичення водою збільшує швидкість і зменшує анізотропію, але не змінює симетрію пружних параметрів середовища. При інтенсифікації таких об’єктів створюється додаткова тріщинуватість, яка залежить від фізико-механічних параметрів, складу, початкових фільтраційно-ємнісних характеристик. Контроль за станом та розвитком новоутвореної тріщинуватості є важливою складовою процесів інтенсифікації.

Проєкт реалізовуватиметься у три послідовні етапи досліджень: методичний, лабораторно-експериментальний та аналітично-інформаційний.