Диссертация (Смачиваемость и методы ее определения для сложнопостроенных пород-коллекторов природных резервуаров нефти и газа)

Общество с ограниченной ответственностью«Арктик-ГЕРС»На правах рукописиБОРИСЕНКО СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧСМАЧИВАЕМОСТЬ И МЕТОДЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯСЛОЖНОПОСТРОЕННЫХ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ ПРИРОДНЫХРЕЗЕРВУАРОВ НЕФТИ И ГАЗАСпециальность 25.00.10 – «Геофизика, геофизические методыпоисков полезных ископаемых»ДИССЕРТАЦИЯна соискание учёной степеникандидата технических наукНаучный руководитель:доктор геолого-минералогических наукТопорков Владимир ГеоргиевичТверь − 20192ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................

4ГЛАВА 1.СМАЧИВАЕМОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД. ОСНОВНЫЕЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДИКИ ............................................................................. 131.1.Прямые методы определения смачиваемости. Определение краевогоугла.................................................................................................................... 171.2.Определение интегральных показателей смачиваемости ......................

211.2.1.Методы ОСТ 39-180-85 и Амотта ...................................................... 211.2.2.Метод Горного Бюро США (USBM) ................................................. 241.2.3.Комбинированный метод Амотт-USBM ........................................... 271.2.4.Методы адсорбции, изотермической сушки, микрокалориметрии .

281.2.5.Метод спонтанного вытеснения ........................................................ 331.2.6.Метод ЯМР ......................................................................................... 341.3.Возможности метода ЯМР при определении смачиваемости ................ 361.3.1.ЯМР релаксометрия ............................................................................ 371.3.2.Определение смачиваемости методом ЯМР ..................................... 441.4.Особенности изучения сложнопостроенных коллекторов ..................... 541.4.1.Породы со сложным вещественным составом .................................. 541.4.2.Породы со сложной структурой пустотного пространства .............. 561.5.

Заключение по главе и постановка задачи ................................................... 59ГЛАВА 2.ТРАДИЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮСМАЧИВАЕМОСТИ СЛОЖНОПОСТРОЕННЫХ КАРБОНАТНЫХ ПОРОДКОЛЛЕКТОРОВ ...................................................................................................... 622.1.Краткая литолого-петрофизическая характеристика отложений D3fmТимано-Печорской провинции ............................................................................ 6232.2.Определение смачиваемости сложнопостроенных пород-коллекторовотложений D3fm ТПП ..........................................................................................

742.3. Заключение по главе ..................................................................................... 81ГЛАВА 3.ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯСМАЧИВАЕМОСТИ СЛОЖНОПОСТРОЕННЫХ КАРБОНАТНЫХ ПОРОДКОЛЛЕКТОРОВ ...................................................................................................... 833.1. Комплекс определения смачиваемости сложнопостроенных породколлекторов отложений D3fm ТПП .................................................................... 833.2. Влияние структуры пустотного пространства на смачиваемостьнефтенасыщенных пород-коллекторов отложений D3fm ТПП.........................

893.3. Заключение по главе ................................................................................... 107ГЛАВА 4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ СМАЧИВАЕМОСТИ ПОРОД БАЖЕНОВСКОЙСВИТЫ........................................................................................................... 1094.1.Краткая литолого-петрофизическая характеристика отложенийбаженовской свиты ............................................................................................ 1094.2. Смачиваемость пород баженовской свиты ................................................ 1194.3.

Заключение по главе ................................................................................... 127ГЛАВА 5.ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСА МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯСМАЧИВАЕМОСТИ БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ ............................................... 1295.1. Определение смачиваемости пород баженовской свиты методом ЯМР . 1295.2. Оценка содержания органического вещества в породах баженовской свитына основе комплексирования методов ЯМР и РФА ......................................... 1415.3. Заключение по главе ...................................................................................

148ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...................................................................................................... 149СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ...................................................................................... 1534ВВЕДЕНИЕАктуальность проблемыСмачиваемость является весьма значимым, но часто недооцениваемым параметром при петрофизических исследованиях и интерпретации данных ГИС.Неучет смачиваемости в гидрофобизированных коллекторах часто приводит к неверной оценке насыщенности, и, как следствие, к ошибкам при подсчете запасов.При этом особенно проблемными являются переходные зоны, характеризующиеся высокими значениями остаточной нефтенасыщенности, в которых подвижнымфлюидом является вода.

Отсутствие информации о характере смачивания позволяет рассматривать эти зоны в качестве продуктивных с высокими коэффициентами нефтегазонасыщенности. При этом результаты изучения керна могут вносить дополнительные искажения вследствие того, что методики исследованийкерна, закрепленные в действующей нормативной документации, разрабатывались по большей части для терригенных гидрофильных коллекторов Западной Сибири, во многом устарели и часто непригодны для целых классов геологическихобъектов.К сожалению, традиционно смачиваемость рассматривается лишь в контексте разработки месторождений как важный фактор, влияющий на динамическиепроцессы и массоперенос флюидов в пласте, приводящий, например, к быстромуобводнению в гидрофобизированных пластах, снижению темпов добычи и другимосложнениям при заводнении, и достаточно редко в связи с проблемами геофизики.Смачиваемость как петрофизическая характеристика начала привлекать активное внимание отечественных и зарубежных исследователей примерно с 1950х годов.

Для оценки смачиваемости был разработан ряд экспериментальных методик от прямых измерений краевого угла смачивания до множества вариаций способов пропитывания образцов горных пород водой, нефтью или газом. Следует5отметить, что каждый метод разрабатывался для определенных классов геологических объектов (обычно гранулярных терригенных коллекторов) и функционирует в рамках индивидуальных ограничений. Тем не менее, в большинстве случаевв отечественной лабораторной практике массово используются методы ОСТ 39180-85 и Амотта вне зависимости от типа исследуемого объекта.

Данные методыпоказывают высокую результативность в породах с поровым типом пустотногопространства, имеющих высокие фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС). Однако, в последнее время исследователи все чаще вынуждены работать с объектами, со сложнопостроенным пустотным пространством с дифференцированнымиповерхностными свойствами (почти весь спектр карбонатных пород), а также с,так называемыми, «нетрадиционными» коллекторами нефти и газа, исследованиекоторых требует применения нестандартных лабораторных методов и комплексного подхода. Исходя из этого разработка научных основ для комплексов исследования смачиваемости в сложнопостроенных природных резервуарах нефти игаза является актуальной задачей.Цель работыЦелью данной работы является разработка научно-методических основ исследования смачиваемости сложнопостроенных пород-коллекторов нефти и газакомплексированием лабораторных методов определения смачиваемости с литолого-петрофизическими методами исследования структуры пустотного пространства.Основные задачи исследованийДля достижения поставленной цели решались следующие задачи:1.Анализ современных методик исследования смачиваемости пород-коллекторов нефти и газа.2.Анализ вещественного состава сложнопостроенных кремнисто-глинистых икарбонатных пород-коллекторов.63.Анализ структуры пустотного пространства сложнопостроенных карбонатных и кремнисто-глинистых пород-коллекторов.4.Обоснование комплексов методов определения смачиваемости сложнопостроенных карбонатных и кремнисто-глинистых пород-коллекторов.5.Оценка содержания органического вещества в объеме органоминеральнойматрицы кремнисто-глинисто-керогеновых пород по данным комплекса исследований керна методами ядерной магнитной релаксометрии и рентгенофазового анализа.Методы решения поставленных задач1.Анализ и обобщение отечественного и зарубежного опыта определения смачиваемости горных пород в лабораторных условиях.2.Комплекс литолого-петрофизических лабораторных методов исследованиякернового материала, в том числе: Горного бюро США (USBM), Амотта,ОСТ 39-180-85, адсорбции, ЯМР, ртутной порометрии, микротомографии,имидж-анализа шлифов, РФА и другие.3.Статистическая обработка и интерпретация данных.Объекты исследованияКомплексы методов исследования смачиваемости сложнопостроенных карбонатных пород-коллекторов рассматривались на примере отложений фаменскогояруса верхнего отдела девонской системы (D3fm) Центрально-Хорейверскогоподнятия Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.