Потенциально возможные инструменты эксплуатации участков Баженовской свиты

Как видно из вышесказанного, разрез Баженовской свиты делится на два крупных разряда, которые можно назвать традиционным (нормальным) и аномальным.

Аномальный разрез Баженовскойсвиты за последние 20–30 лет вскрыт бурением более чем на 60 площадях Западно-Сибирского НГБ. Так, в пределах Сургутского свода аномальные разрезы Баженовской свиты встречены на Быстринском, Яунлорском, Юрьевском, Дунаевском, Конитлорском, Тянском, Восточно-Тромъеганском, Южно-Конитлорском, Восточно-Перевальном, Восточно-Сургутском, Федоровском месторождениях.

Продуктивные отложения, как правило, характеризуются низкими  фильтрационно-емкостными свойствами: коэффициент пористости песчано-алевролитовых пропластков изменяется от 4,9 до 20%, коэффициент проницаемости – от 0,01 до 0,410^-15 м²_., карбонатность – от 0,4 до 31,9% [5].

Развитие аномальных разрезов носит локальный характер. При  продвижении на запад количество и размеры опесчанивания Баженовской свиты уменьшаются.

Происхождение отложений  аномального разреза Баженовской свиты носит спорный характер. Изучение керна и шлифов показывает, что породы аномальных песчаных пластов Баженовской свиты близки по составу к нижней части ачимовских отложений и отличаются как от юрских отложений, так и от вышележащих ачимовских слоев.

В зонах сочленения Баженовской свиты с песчано-алевритовыми породами васюганской свиты или ачимовской толщи из разреза Баженовской свиты наблюдается выпадение примыкающих к песчаным образованиям интервалов нефтеносных сланцев.

Например, на Восточно-Перевальном  месторождении, расположенном на северо-западе Сургутского свода, широкое распространение  имеет аномальный разрез Баженовской свиты. Отложения васюганской и георгиевской свит перекрываются песчано-глинистыми породами толщи, содержащими отдельные слои битуминозных глин Баженовской свиты, неравномерно распределенных по разрезу толщи. Битуминозные породы по облику и составу не отличаются от аналогичных пород нормальных разрезов. В аномальном разрезе Баженовской свиты на Восточно-Перевальном месторождения выделяются нефтеперспективные пластыЮС₀₁ и ЮС₀₂. Максимальная толщина аномального разреза Баженовской свиты составляет 96 м.

Нормальный разрез Баженовскойсвиты в Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне распространен повсеместно.

В пределах Красноленинского свода породы Баженовской свиты согласно залегают на отложениях абалакской свиты и вскрыты на глубинах 2528–2678 м.

Верхнеюрский нефтегазоносный  подкомплекс (Баженовско-верхнеабалакский) является регионально нефтегазоносным. Комплекс выдержан по толщине и составу на огромной территории. Нефтепродуктивными коллекторами Баженовско-верхнеабалакского НГКявляются карбонатные отложения. Традиционно для данной территории к нижнетутлеймской подсвите приурочен нефтепродуктивный пласт Ю₀, а к абалакской – ЮК_1.

По данным совместного  анализа материалов ГИС и кернового  материала, в пределах Баженовской свиты на исследуемой территории прослеживаются три цикла осадконакопления, в пределах каждого из которых наблюдается снизу вверх смена карбонатных пород на кремнистые.

Последние отмечаются высокими величинами интенсивности  естественного гамма-излучения Ig, высоким  удельным сопротивлением и пониженными показаниями на кривых ННКт. Карбонатные породы, а также плотные кремнеземы характеризуются высокими величинами Inn.

Верхняя часть  продуктивного интервала по скважинным данным Галяновского и Средне-Назымского месторождения сложена черными  опоками и аргиллитами, битуминозными известняками и прослоями темно-серых известняков толщинойот долей до 1–6 м. Нижняя часть (отложения абалакской свиты), по описанию керна, представлена чередованием глинисто-алевролитовых и алевролито-глинистых ритмов, черными опоками, карбонатизированными разностями смешанных пород. Мощность Баженовско-верхнеабалакского НГК достаточно выдержанна и колеблется по площади месторождений от 41 до 53 м.

Литологически продуктивная часть комплекса представлена переслаиванием кремнисто-глинистых пород, опок и черных глинистых известняков. Каждый из пластовЮ₀ и ЮК₁ состоит из нескольких карбонатных пропластков, количество которых не остается фиксированным от скважины к скважине.

На территории Красноленинского свода в пределах Баженовской свиты отмечается наличие процессов вторичных преобразований пород, оказавших значительное влияние на их коллекторские свойства.

С одной стороны, наблюдаются процессы цементации карбонатным  и кремнистым веществом трещин и  вмещающих глинистых пород, пиритизация ракушняковых прослоев (рис. 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.Фотографии керна разреза Баженовской свиты

С другой стороны, отмечается наличие интенсивных  процессов выщелачивания неустойчивых минералов, приводящее к образованию каверн и пор. Отмечены процессы доломитизации карбонатных пород, также способствующие увеличению их порового пространства.

Наличие коллекторов  и связанных с ними залежей  нефти в пределах Красноленинского свода обусловлено вторичной трещиноватостью пород, кавернозностью карбонатов и первичной пористостью карбонатных пропластков. Большое значение при этом имеют современные тектонические движения (формирующие современный рельеф участка), создающие высокие давления и температуры в рассматриваемых породах. Современные аномально высокие пластовые давления в Баженовской свите дополнительно способствуют дальнейшему растрескиванию карбонатных пород при отжиме в них жидких углеводородов.

По-видимому, интенсивные  постседиментационные тектонические подвижки по древним и молодым разрывным нарушениям обусловили раздробленность и трещиноватость верхнеюрских осадков на флексурах крупных поднятий Галяновского участка, расположенного в пределах исследуемой площади. В связи с этим на Галяновском месторождении в Баженовско-абалакском комплексе предполагаются ловушки структурно-литологического типа, осложненные тектоническим фактором.

Коллекторы  этого комплекса имеют весьма сложный характер развития, обусловленный  как микрослоистостью и листоватостью пород, так и тектонически напряженными зонами (зоны дизъюнктивных нарушений, деструкций, растяжения и сжатия) и гидротермальными процессами (выщелачивания и растворения).

Особенность Баженовского-абалакского коллектора состоит в том, что его фильтрационные свойства полностью определяются трещиноватостью, имеющей сложное строение: наряду с обычными трещиноватыми пропластками, содержащими микро- и мезомасштабные трещины, имеющие ориентацию от горизонтальной до сложной пространственной. Коллектор включает отдельные макротрещины, пронизывающие его пропластки (рис. 3).

Рис. 3. Фотографии шлифов Баженовской свиты Средне-Назымского и Галяновского месторождений 

 

Дополнительно коллектор может также включать пространственные зоны (области) трещиноватости. Эти зоны могут быть развиты по всей или только по части толщины Баженовской свиты, причем их характерные размеры по латерали могут варьировать от нескольких десятков/сотен метров до нескольких сотен метров/километров, а трещиноватость в них может быть многомасштабной, включающей трещины микро-, мезо- и макроуровня. При этом наиболее крупные трещины (мезо- и макротрещины) субвертикальны, что должно порождать выраженную анизотропию проницаемости трещиноватых зон.

Карбонатные коллектора нефтепродуктивного пласта ЮК_0-1 имеют весьма сложную структуру пустотного пространства, а их эффективная емкость представлена в основном кавернами, трещинами и полостями выщелачивания по трещинам. Характер развития коллекторов по площади месторождения весьма сложный. Как показал опыт исследований на Ем-Егорьевской площади, наиболее продуктивные зоны контролируются в основном четырьмя факторами, включающими структурообразование, разрывную тектонику, литологию и гидротермальную проработку. Предполагается, что возможность образования вторичных коллекторов зависит от литологических особенностей отдельных прослоев. Тип коллекторов оценивается как порово-кавернозно-трещинный.

 

Основные методики испытания отложений Баженовской свиты

На  сегодняшний день существуют три  основные методики испытания отложений Баженовской свиты. Первая методика, являющаяся традиционной, заключается в испытании скважин обычным способом в обсаженном стволе с использованием перфоратора. Второй способ также довольно традиционный, т.е. опробование скважины в открытом стволе с использованием КИИ (комплект испытательного инструмента) или без его учета. И наконец, третий наиболее современный способ – испытание скважины в открытом стволе с использованием щелевого фильтра.

Рис. 4. Закачивание скважины классическим способом В районе исследования (Сахалинская и Восточно-Сахалинская  площади) Баженовские отложения вскрыты 46 скважинами, из которых 8 не были испытаны. Для испытания остальных 38 скважин использованы различные методы. В 9 скважинах проводились испытания в колонне с использованием перфораторов ПКС-80 (в 8 скважинах) и ПРК-42С (в 1 скважине). Остальные скважины были испытаны в открытом стволе с использованием щелевого фильтра открытым забоем и КИИ (в скв. 186), КИИ-95(в 7 скважинах). Обращает на себя внимание тот факт, что все  скважины, испытанные в колонне с  использованием перфораторов ПКС-80 и  ПРК-42С, оказались сухими и лишь одна дала непромышленный приток нефти дебитом 0,86 м3/сут (скв. Маслиховская-31). По опыту работ на Большом Салыме установлено, что испытание глинистых коллекторов в колонне далеко не оптимально. Только испытания в открытом стволе дают объективные результаты. В связи с этим, для анализа взаимосвязи продуктивности скважин с различными параметрами, характеризующими Баженовские отложения, и типизации разрезов рассматривались только испытания в открытом стволе. При перекрытии продуктивного глинистого пласта колонной с последующим цементированием и перфорацией получают низкие притоки нефти или пласт считают сухим [2]. По  нашему мнению, то обстоятельство, что  испытание через колонну почти  никогда не дает положительного результата, может быть объяснено тем, что  в процессе обсадки скважины в  трещиноватый баженит попадает цементный раствор, запечатывая тем самым всю эффективную трещиноватость (рис. 4). В макромасштабе  для оценки потенциала Баженовской свиты (дебит, продуктивность) необходимо использовать скважины, испытанные исключительно в открытом стволе с использованием щелевого или других разновидностей хвостовых фильтров (рис. 5).

Рис. 5. ЗАКАНЧИВАНИЕ СКВАЖИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХВОСТОВОГО  ФИЛЬТРА (без цементажа)     Одним из видов  исследования Баженовской свиты в макромасштабе является изучение скваженных кривых восстановления давления или уровня по Хорнеру. Этот метод  широко применялся и применяется  для исследования Баженовской свиты, по нему еще в 70-х гг. прошлого века для многих высокодебитных скважин Салымского месторождения было установлено наличие порово-трещинных коллекторов. Так, при падении пластового давления до 35 МПа у многих скважин изменяется форма КВД, появляется пологий участок для малых значений времени, сменяющийся крутым, который постепенно переходит во второй пологий. По мнению многих исследователей, такое поведение кривой восстановления давления явно свидетельствует о наличии трещинно-порового резервуара [2]. Для скважин  Салымского месторождения также  было проведено большое число  исследований по изменению пластового давления в зависимости от отбора нефти из высокодебитных скважин. Было выявлено четыре основных периода: 1 – резкое падение пластового давления до 35 МПа; 2 – темп снижения давления замедляется и даже остается стабильным на определенном уровне (интервал 28-35 МПа); 3 – темп падения увеличивается, а затем уменьшается (интервал 28-20 МПа); 4 – при пластовом давлении ниже 12 МПа работа скважины становится неустойчивой. Из этого можно сделать вывод, что дебиты и давления в Баженовском резервуаре резко снижаются в начальной стадии эксплуатации, после чего начинаются некоторый период стабилизации и последующее падение. В 80-х гг. прошлого столетия во многих зарубежных странах  шло активное изучение методик по альтернативной интерпретации данных по восстановлению давления в скважинах. Одной из наиболее часто применяемой на Западе методик является “метод производной” (Bourdarot G., 1996). Он оказался очень интересным в применении к трещинно-поровым резервуарам. Была создана теоретическая модель трещинного резервуара (рис. 6), в основе которой лежат в той или иной степени пористая матрица и трещина.

Рис.6. Теоретическая модель трещинного резервуара

 

При создании депрессии  на пласт флюид сначала начинает отдавать трещины, потом идет процесс  подпитки трещин матрицей, после чего флюид опять начинает попадать в скважину.

По  нашему мнению, Баженовский резервуар очень похож на трещинную систему, описанную G.Bourdarot [1]. Основным сходством является поведение резервуара: сильное падение в начале эксплуатации скважины, потом некоторое восстановление и стабилизация. К сожалению, очень часто не удается привести скважину к увеличению давления, так как матрица не успевает подпитывать резервуар флюидом. Для этого необходимо периодически закрывать скважину, давая тем самым матрице возможность подпитать трещины и восстановить давление в резервуаре.

Необходимо  отметить и тот немаловажный факт, что в Баженовской свите существует эффект сжимания трещинного пространства, а как следствие – падение проницаемости при понижении пластового давления. Этот эффект был изучен на скв. 27 Салымского месторождения: так, в начале ее эксплуатации проницаемость, полученная по КВД, снизилась с 27 до 8 мкм² [2].

По  нашему мнению, Баженовский резервуар необходимо эксплуатировать с периодическим закрытием скважин, чтобы появилась возможность для матрицы питать трещины и восстановить пластовое давление в пласте, не давая тем самым идти процессу смыкания трещин.

Необходимо  отметить, что используя “метод производной”, можно решать массу  геолого-гидродинамических задач: определять протяженность Баженовских линзовидных залежей, а при условии длительного замера с использованием высокоточных глубинных манометров можно рассчитать изменение проницаемости на различных расстояниях от скважины, легко может быть определен параметр флюидообмена матрицы и трещин и др.

 

Заключения

Оценивая свойства Баженовской свиты с точки зрения нефтегазоносности, можно отметить следующее.

• Баженовская свита обладает высоким нефтегазоматеринским потенциалом и содержит значительный объем углеводородов.
• Миграция углеводородов из Баженовской свиты в окружающие породы, скорее всего, нашла локальный характер и была связана с наличием зон повышенной трещиноватости.
• Большая часть нефтегазоперспективных ресурсов сохранилась insitu, то есть осталась в баженитах.
• Низкие коллекторские свойства, особенно проницаемость пород, представляют основное препятствие для промышленного освоения нефтегазового потенциала Баженовской свиты.
• Необходимо разрабатывать новые методы и технологии для промышленного освоения ресурсов углеводородов Баженовской свиты, основанных на поддержании пластового давления и улучшении коллекторских свойств Баженовских пород.

Баженовский резервуар необходимо рассматривать как систему трех (макро, мезо и микро) уровней. Коллекторы Баженовской свиты имеют различное поведение на разных уровнях, при этом в фильтрации превалирующую роль играет макромасштаб, а в подпитке трещин – мезомасштаб. Катагенетическое и тектоническое воздействия на Баженовский резервуар влияют не только на трещинообразование, но и сильно изменяют матрицу Баженовской породы. За счет появления трещиноватости на микроуровне закрытые поры переходят в открытые, а также отмечается образование дополнительных пор. В макромасштабе для оценки возможной продуктивности Баженовской свиты (дебит, продуктивность) необходимо использовать скважины, испытанные исключительно в открытом стволе с применением щелевого или других разновидностей хвостовых фильтров. Баженовский резервуар служит классическим примером порово-трещинного резервуара, который имеет такие особенности, как схлопывание трещин при спаде давления, специфическую систему обмена флюидом между матрицей и трещинами. По нашему мнению, этот резервуар необходимо эксплуатировать с периодическим закрытием скважин, чтобы позволить возможность матрице питать трещины и восстанавливать пластовое давление в пласте, не давая тем самым идти процессу смыкания трещин.

Список  использованных источников

1   Брадучан Ю.В., Гольдберг А.В., Гурари Ф.Г. и др. Баженовский горизонт Западной Сибири. – Новосибирск: Наука, 1986.

2    Нежданов А.А. Зоны аномальных разрезов Баженовского горизонта Западной Сибири. – Труды ЗапСибНИГНИ, 1985, №6.

3    Ясович Г.С. Перспективы нефтегазоносности зон развития аномальных разрезов Баженовской свиты Среднего Приобья. – Труды ЗапСибНИГНИ, 1981, №166.

4     Мкртчян О.М., Трусов Л.Л., Белкин Л.М., Дегтев В.А. Сейсмогеологический анализ нефтегазоносности отложений Западной Сибири. – М.: Наука. – 1987.

5    Хабаров В.В., Кузнецов Г.С. Аномальные разрезы Баженовской свиты Западной Сибири // Нефть и газ – 2001 – №4.

6    Лобусев А.В., Чоловский И.П., Лобусев М.А., Бирюкова Ю.В., Вертиевец Ю.А. Геолого-промысловое обоснование промышленного освоения залежей углеводородов Баженовской свиты Западной Сибири // Территория НЕФТЕГАЗ – 2010 –  №3.

7   Лобусев А.В., Чоловский И.П., Лобусев М.А., Вертиевец Ю.А. Использование попутного газа для разработки залежей углеводородов Баженовской свиты Западной Сибири // Газовая промышленность – 2010 – 644 с.