Специалисты по проектированию разработки нефтяных месторождений часто указывают, что структура породы-коллектора и неоднородность её порового пространства во многом определяют коэффициент вытеснения нефти. Томография предлагает возможность визуализации порового пространства, однако «красивые картинки» малоинформативны без дополнительного анализа.
Мы предлагаем использовать томографические данные как дополнительный инструмент подбора пласта-аналога. Модель образца породы представляется в виде двух структурных коэффициентов:
- Коэффициент неоднородности пор по размеру
- Коэффициент вариации пор по объёму
Схожие на микроуровне горные породы имеют близкие значения указанных коэффициентов. Нахождение структурных коэффициентов также позволяет типизировать породы. На рисунке ниже представлено распределение структурных коэффициентов для терригенных (круглые маркеры) и карбонатных (ромбовидные маркеры) пород восьми различных месторождений России.
Область построения условно разделена на четыре участка:
- Однородные породы-коллекторы, имеющие регулярную структуру порового пространства. В таких породах поровое пространство однородно, и достигнуть большого коэффициента вытеснения сравнительно легко.
- Породы, а которых однородные по размеру поры расположены группами. Коэффициент вытеснения определяется связанностью этих групп пор. Повышение коэффициента вытеснения возможно за счёт ускорения капиллярной пропитки, диффузии растворителей в отдельные группы пор.
- Породы с неравномерными по размеру порами, в которых наблюдается эффект снижения коэффициента вытеснения за счёт капиллярных эффектов. Повышение коэффициента вытеснения возможно за счёт выравнивания фронта вытеснения на микроуровне (применение ПАВ, полимерных композиций).
- Наиболее неоднородные коллекторы, сложная структура которых препятствует достижению высокого коэффициента вытеснения.
Также можно проанализировать стандартное отклонение структурных коэффициентов и тем самым определить, насколько образцы внутри одной коллекции (пласта) схожи между собой. На рисунке ниже представлен результат такого анализа. Близость структурных коэффициентов и однородность выборки образцов являются аргументом при выборе пласта-аналога.
Описанная методика анализа отклонений структурных коэффициентов также может быть использована при выборе образцов керна и их размеров в ходе традиционных лабораторных исследований:
- Для «непохожих» между собой образцов выборочное отклонение структурных коэффициентов велико. Структура пустот образцов разная и их прямое сравнение некорректно. Например, одно и то же значение проницаемости может быть достигнуто одним крупным каналом в породе либо множеством мелких каналов — по результатам традиционных замеров проницаемости понять различие между такими образцами керна невозможно. Сопоставлять результаты фильтрационных экспериментов на таких образцах некорректно.
- В случае высоких отклонений структурных коэффициентов необходимо укрупнять образцы при проведении исследований. Так, породы из группы 3 — карбонаты трещинно-порового типа, для которых характерно отсутствие надёжных петрофизических связей, определённых по цилиндрам размером 30х30 мм. Песчаник с карбонатным цементом из группы 3 содержит крупные включения раковин, присутствие которых также искажает петрофизические данные.
Выбор размера образцов керна регламентируется требованиями ГОСТ 26450.0-85 (Породы горные. Общие требования к отбору и подготовке проб для определения коллекторских свойств). В стандарте отмечают, что «для горных пород, характеризующихся: наличием элементов, отличающихся по литологической характеристике от основной массы породы (галечники и др.); ярко выраженными текстурными особенностями (плитчатость, переслаивание); наличием пустот размером более 2 мм (каверны, трещины) используют образцы с сохраненным при выбуривании на скважине диаметром керна». Единственное количественное указание, требующее перехода на полноразмерный керн, — наличие пустот размером более 2 мм. Отметим, что при проведении лабораторных исследований всех представленных коллекций керна недропользователь использовал только цилиндры диаметром 30х30 мм, что является нарушением формальных требований ГОСТ 26450.0-85. Анализ томографических данных нескольких образцов керна мог бы наглядно опровергнуть правомерность принятого решения.
Вы можете более подробно ознакомиться с данным материалом в нашей публикации: перейти по ссылке.