Физические основы применения геофизических методов

На современном этапе при поисках и разведке нефтегазовых месторождений широко используются геофизические методы исследования. Эффективность этих методов зависит от степени изученности и деференциации физических параметров горных пород. Наиболее содержательными параметрами являются те, которые связаны со структурно-текстурными особенностями пород: удельным электрическим сопротивлением, скоростью распространения продольных волн, плотностью и диффузионно-адсорбционным потенциалом.

Комплексный анализ физических параметров и связывающих их зависимостей с геохимическими используется при решении различных геологических задач. Закономерности пространственного изменения физических свойств, связанные с составом и структурой порового пространства пород, свидетельствуют о существенном влиянии на них многих геологических факторов.

Главнейшие из них – условия отложения и захоронения осадков, их возраст, тектонический режим, гравитационное уплотнение пород, физическое выветривание. Роль каждого из перечисленных факторов варьирует в широких пределах для различных пород в зависимости от геологической обстановки.

Физические свойства определяются условиями осадконакопления, минеральными и механическими свойствами пород, термофизическими условиями и т. д. Ниже рассмотрим месторождения антиклинального типа.

Рис.9. Модель нефтегазовой структуры:

1. Залежь нефти и газа; запечатывающий слой (вода), а ниже глина; ореол вторжения и экранирующий слой сверху; зона разуплотнения в своде структуры; 2. Субвертикальные зоны разнонапряженных состояний пород; 3. Опорные границы между горизонтами с различными физическими свойствами; 4. Фундамент

Физические свойства определяются свойствами пород - коллекторов. В целом коллекторы подразделяются на две большие группы: песчано-алевролитовые (терригенные) и карбонатные (трещинные известняки и доломиты). Первые имеют средние значения пористости 15-20 %, вторые 10-15%. Количество остаточной воды в породах колеблется от 5 до 65%. Значения коэффициентов нефтегазонасыщенности достигает 0,5-0,7 и более.

Большое влияние на физические свойства коллекторов имеют вторичные (эпигенетические) процессы: уплотнение, вторичная цементация, минеральные новообразования в трещинах. Образовавшиеся при этом гидроокиси железа, кальцит, пирит, гипс, кварц, глинистые минералы ухудшают коллекторские свойства и тем самым изменяют физические свойства.

В то же время нефть характеризуется консервирующими свойствами, вследствие чего она затормаживает, а в ряде случаев полностью прекращает процессы вторичного минераллообразования, происходящего в водонасыщенной части. В результате этого в области залежи пористость и проницаемость, как правило, сохраняются высокими, что приводит к значительному различию физических свойств залежи и водоносной части коллектора.

Если нефть поступает в ловушку порциями, то в области залежи может наблюдаться горизонтально слоистое изменение коллекторских свойств (ухудшение сверху вниз), а следовательно и физических свойств. Нефть и газ, отличаясь по своим физическим свойствам от пластовых вод коллекторов, обуславливают различие в физических свойствах залежи и вмещающих пород.