ДЕТАЛЬНАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН

Составление адекватной модели залежи воз­можно лишь при наличии надежной детальной корреляции продуктивных разрезов пробуренных скважин.

В строении осадочной толщи, в том числе и продуктивных отложений, принимают участие породы, различающиеся по времени образования, литологическому составу, коллекторским свойствам и т.п. Эти породы располагаются в геологи­ческом разрезе в определенной последовательности, при че­редовании пачек, пластов, слоев с разными свойствами.

Выделение в разрезе и прослеживание по площади одно­именных комплексов, горизонтов и пластов, выяснение усло­вий их залегания, степени постоянства состава и толщины осуществляют с помощью корреляции разрезов скважин.

Корреляция основана на сопоставлении разрезов сква­жин. Сопоставление может проводиться по разным призна­кам: биостратиграфическим, хроностратиграфическим и лито-стратиграфическим (литогенетическим).

К биостратиграфическим признакам относят различия в фаунистической и флористической характеристике пород разреза, связанные с последовательной сменой одних биоце­нозов другими в процессе осадконакопления. По биострати­графическим признакам сопоставление разрезов скважин может производиться по макрофауне (брахиоподы, кораллы и др.), микрофауне (фораминиферы, диатомеи, остракоды и др.), палинологическим данным (спорово-пыльцевым ком­плексам).

К хроностратиграфическим признакам относятся специ­фические физико-химические свойства породы (определен­ное содержание акцессорных минералов, типоморфные осо­бенности — форма зерен, окраска, характерные включения), геохимические соотношения элементов породы, конфигура­ция кривых на диаграммах электро- и радиометрии разрезов скважин и другие, которые характерны для определенных промежутков времени накопления осадков.

Литогенетические признаки основаны на различиях литолого-коллекторской характеристики пород. К таким призна­кам относятся вещественный состав пород (песчаники, алев­ролиты, глины, известняки и др.), их емкостные и фильтра­ционные свойства.

В зависимости от решаемых задач различают региональ­ную, общую и детальную корреляцию.

Региональную корреляцию проводят в пределах региона или бассейна седиментации в целях стратиграфического рас­членения разреза, определения последовательности напласто­вания литолого-стратиграфических комплексов, выявления несогласий в залегании пород. Ведущую роль при этом играет биостратиграфическая идентификация сопоставляемых отло­жений. Результаты региональной корреляции используют при решении поисковых задач и в качестве основы для общей корреляции.

Общую корреляцию выполняют на более поздних стадиях разведочных работ в пределах месторождений с целью выде­ления в разрезах скважин одноименных стратиграфических свит, литологических пачек, продуктивных и маркирующих горизонтов. При общей корреляции сопоставляются разрезы скважин по всей вскрытой толщине от их устьев до забо­ев. Сопоставление ведется по биостратиграфическим и литостратиграфическим признакам, получаемым при обработке керна и по данным геофизических исследований (ГИС). Ре­зультаты общей корреляции используются при решении раз­ведочных задач, таких как обоснование выделения этажей разведки, а также учитываются при детальной корреляции.

Детальную корреляцию проводят для продуктивной части разреза на стадии подготовки залежи к разработке и в пери­од разработки. Основная задача детальной корреляции — обеспечить построение модели, адекватной реальному про­дуктивному горизонту. При этом должны быть решены зада­чи выделения границ продуктивного горизонта, определения расчлененности горизонта на пласты и прослои, выявления соотношений в залегании проницаемых и непроницаемых пород, характера изменчивости по площади каждого отдель­ного пласта, положения стратиграфических и других несогла­сий в залегании пород и др.

При детальной корреляции основное место отводится хроностратиграфическим и литостратиграфическим призна­кам, определенным по промыслово-геофизическим данным с привлечением результатов исследования керна.

На разрабатываемых месторождениях при детальной кор­реляции за основу берутся материалы ГИС, которые комплексируются с данными, получаемыми при исследовании керна, опробовании скважин и др. Чем шире комплекс при­влекаемых данных, тем надежнее будет проведена детальная корреляция.

На основе детальной корреляции делаются все геологичес­кие построения, отображающие строение залежей нефти и газа. От правильного ее проведения во многом зависят обос­нованность принимаемых технологических решений при разработке залежей нефти и газа, точность подсчета запасов, надежность прогноза конечной нефтеотдачи и др.

Основные положения, учитываемые при детальной кор­реляции.Основой детальной корреляции является выявление и учет последовательности напластования пород.Разрезы, сложенные осадочными образованиями, представляют собой чередование прослоев разного возраста и различного литолого-фациального состава.

При согласном залегании пород последовательность их напластования не нарушена, т.е. каждый вышележащий про­слой отлагается непосредственно на нижележащем.

При несогласном залегании пород последовательность на­пластования нарушена в результате перерывов в осадконакоплении, размывов, дизъюнктивных нарушений с нарушением сплошности пластов. Несогласное залегание проявляет­ся в существенном различии углов наклона вышележащих и подстилающих слоев, выпадении из разреза отдельных про­слоев, пластов, пачек или их частей или повторе в разрезе одних и тех лее пачек пород.

Коррелируются только те адекватные интервалы сопос­тавляемых разрезов скважин, внутри которых установлено согласное залегание слоев. В пределах этих интервалов могут быть выделены и прослежены границы всех одноименных прослоев и пластов.

В интервалах, внутри которых установлено несогласное залегание слоев, выявляются и прослеживаются границы не­согласного залегания пород или другие нарушения.

Следующее положение, учитываемое при детальной кор­реляции, касается расположения границмежду одновозрастными прослоями.Внутри интервалов разреза с согласным залеганием слоев при незначительном изменении толщин коррелируемых интервалов в разрезах скважин границы между разновозрастными прослоями примерно параллельны друг другу.

Если общая толщина продуктивного горизонта в целом меняется мало и в его пределах нет несогласий в залегании пород, границы составляющих его пластов и прослоев прак­тически параллельны кровле и подошве продуктивного гори­зонта.

Преимущественная параллельность синхроничных границ свойственна большинству продуктивных горизонтов.

Если толщина всех прослоев интервала (и в целом продук­тивного горизонта) с согласным залеганием пород законо­мерно изменяется в определенном направлении, то границы между ними имеют веерообразный характер.

При общем согласном залегании пород может происхо­дить изменение толщин отдельных слоев или пачек на ло­кальных, ограниченных по площади участках, что приводит к некоторому отклонению от параллельного или веерообраз­ного залегания их границ на этих участках. Увеличение тол­щины слоя обычно связано с повышением песчанистости (в результате повышенной скорости отложения осадков), и, на­оборот, уменьшение толщины обусловливается повышением глинистости пород (в результате меньшей скорости осадконакопления и более значительного уплотнения пород). При нормальном залегании пород такие аномальные отклонения в толщинах отдельных пластов часто наблюдаются при неиз­менной толщине горизонта в целом. Это связано с тем, что уменьшение толщины одной части разреза компенсируется увеличением толщины другой его части.

Корреляция часто бывает затруднена из-за литолого-фациальной изменчивости по площади прослоев пород, сла­гающих горизонт. Особенно подвержены литолого-фациальной изменчивости песчаные пласты-коллекторы, ко­торые могут полностью или частично замещаться на корот­ких расстояниях алевролитами, глинистыми алевролитами, а нередко и глинами.

В карбонатных разрезах границы между прослоями (пластами) зачастую становятся нечеткими вследствие вторич­ных процессов. Поэтому детальная корреляция разрезов, сложенных карбонатными отложениями, особенно сложна.

При детальной корреляции важное значение имеет выде­ление в разрезе реперов и реперных границ.Репером назы­вается достаточно выдержанный по площади и по толщине пласт, литологически отличающийся от выше- и нижележа­щих пород и четко фиксируемый на диаграммах ГИС. Ино­гда на диаграммах четко фиксируется только одна граница пласта (его подошва или кровля). Четко фиксируемая син­хроничная поверхность пласта может быть принята в качест­ве реперной границы.

Хорошими реперами считаются пачки и прослои, пред­ставленные глинами, так как обычно они залегают на значи­тельной площади и имеют четко выраженные граничные по­верхности. На диаграммах ГИС они четко фиксируются по кавернограммам, кривым ПС, диаграммам микрозондов и радиокаротажа.

Наибольшей устойчивостью свойств могут обладать не­большие по толщине (до 10 м) прослои известняков, залега­ющие среди терригенных пород. Так, в западной и юго-восточной частях Татарии на огромной площади прослежи­ваются слои известняков толщиной 2 —6 м; в основании туль­ского горизонта среднего карбона — "тульский известняк"; в кровле горизонта Д1пашийских отложений — "верхний из­вестняк"; в кровельной части Малиновских отложений — "средний известняк" и др., служащие идеальными реперами. Наличие реперов и реперных границ — основа надежной корреляции.

Детальной корреляции способствует учет ритмичности осадкообразования,приводящей к последовательной смене пород разного литологического состава. Ритмичность связана с колебательными движениями дна седиментационного бас­сейна — наступлением (трансгрессией) и отступлением (регрессией) береговой линии. Соответственно выделяются трансгрессивный и регрессивный циклы осадконакопления. Трансгрессивный цикл характеризуется увеличением грубозернистости пород вверху по разрезу, а регрессивный — уменьшением.

Методические приемы детальной корреляции.Детальная корреляция представляет собой ряд последовательно выпол­няемых операций, заканчивающихся составлением корреля­ционной схемы, на которой отображено соотношение в пределах продуктивной части разреза (продуктивного гори­зонта) преимущественно проницаемых прослоев-коллекторов и преимущественно непроницаемых разделов между ними.

Детальную корреляцию начинают с выделения реперов и реперных границ,которые позволяют установить характер напластования пород в изучаемом разрезе. Реперы или реперные границы необходимо выделять в пределах продук­тивного горизонта, а также непосредственно выше его кров­ли и ниже подошвы.

Если в пределах продуктивного горизонта отмечено несо­гласное залегание слоев (что обычно фиксируется на стадии общей корреляции), то необходимо иметь реперы выше и ниже поверхности несогласия.

По корреляционной значимости реперные пласты разде­ляют на категории. К I категории относят реперы, фиксиру­емые на каротажных диаграммах всех пробуренных сква­жин. Эти реперы — основные. Обычно они бывают извест­ны по результатам общей корреляции. В пределах продук­тивного горизонта или в непосредственной близости от его кровли и подошвы обычно удается выделить не более одного-двух реперов I категории. Иногда в пределах коррелируе­мой части разреза реперы этой категории вообще отсутст­вуют.

Ко II категории относят реперные пласты, которые хотя и повсеместно распространены, но из-за литолого-фациальной изменчивости выделяются по геофизическим данным менее уверенно. В комплексе с реперами I катего­рии, а при их отсутствии — самостоятельно реперы II катего­рии позволяют проводить корреляцию достаточно уверенно.

К III категории относят реперы, которые прослеживаются в части скважин. Обычно это прослои небольшой толщины, фиксируемые на каротажных диаграммах по характерной конфигурации одной или нескольких кривых ГИС. Реперы I и II категорий наносят на литологические колонки сопостав­ляемых скважин с расчленением разрезов по типам пород.

После выделения реперов I и II категорий производят вы­бор опорного разреза. Опорным называется наиболее пол­ный, четко расчлененный и характерный для площади разрез продуктивного горизонта в какой-либо скважине. На опор­ном разрезе должны четко выделяться все пласты продук­тивного горизонта, реперы и реперные границы. Он исполь­зуется в качестве эталонного при проведении детальной кор­реляции.

Для небольших и средних по размерам залежей обычно может быть подобран один опорный, характерный для всей исследуемой площади разрез. Для крупных залежей могут потребоваться два или больше опорных разрезов.

Проницаемым пластам-коллекторам, выделенным на опорном разрезе, присваиваются соответствующие индексы. Индексацию пластов в каждом районе производят исходя из сложившейся традиции. Например, в горизонте Д1 Ромашкинского месторождения выделяются (сверху вниз) пласты а, б, в, г, и д, в бобриковском горизонте Арланского место­рождения выделяются пласты I, II, III, IV, V и VI.

Следующим этапом работы по детальной корреляции яв­ляется сопоставление разрезов каждой пробуренной на мес­торождении скважины с разрезом опорной скважины. Для сопоставления берут каротажные диаграммы, на которые нанесены результаты расчленения разреза по типам пород и реперы I и II категорий.

При выделении двух или более опорных разрезов сопос­тавляемые скважины разделяют на группы, в каждую из ко­торых включают скважины, разрезы которых наиболее пол­но отвечают тому или иному опорному разрезу.

Попарное сопоставление начинают с совмещения реперов I и II категорий, выделенных на каротажных диаграммах. По поведению толщины между реперами, полноте и расчленен­ности разреза сопоставляемой скважины по сравнению с опорным разрезом судят о характере напластования. Реше­нию этого вопроса помогает выделение на опорном и сопос­тавляемом разрезах реперов III категории.

Совмещая одноименные реперы, устанавливают, какому проницаемому пласту опорного разреза в этом интервале соответствует проницаемый пласт сопоставляемого разреза. Одноименным пластам присваивают индексы, принятые для пластов опорного разреза.

Затем приступают к последовательному сопоставлению разрезов всех скважин между собой в определенном порядке (например, по линии профиля или по типам разрезов).

В результате выясняется соотношение в продуктивном го­ризонте пластов-коллекторов и непроницаемых разделов между ними, выдержанность или прерывистость пластов-коллекторов и их частей и др.

Последовательное сопоставление выполняют путем пост­роения корреляционной схемы. Обосновывается выбор ли­нии корреляции (привязки). В качестве этой линии принима­ют кровлю или подошву одного из наиболее надежных репе­ров I или II категории. Если в интервале продуктивного гори­зонта последовательность слоев не нарушена и границы пла­стов примерно параллельны, то положение в разрезе репера, принимаемого за линию сопоставления, не играет существен­ной роли. При веерообразном расположении границ пластов за линию привязки удобнее принимать кровлю или подошву репера, расположенного в средней части продуктивного го­ризонта.

Если изменение толщины продуктивного горизонта связа­но с нарушением последовательности напластования (напри­мер, с размывом) в его верхней части, то за линию привязки принимают кровлю или подошву репера, расположенного ниже поверхности несогласия. При изменении толщины про­дуктивного горизонта за счет его нижней части (например, вследствие его несогласного залегания на подстилающих раз­мытых отложениях) в качестве линии привязки выбирают репер, расположенный в верхней части продуктивного гори­зонта, как можно выше от границы несогласия.

После выбора линии привязки начинают непосредственно построение корреляционной схемы.

На листе бумаги проводят горизонтальную линию привяз­ки, перпендикулярно к которой на произвольных равных расстояниях наносят оси коррелируемых разрезов скважин. Вправо от осей вычерчивают в вертикальном масштабе 1:200 привязанные к линии корреляции наиболее информативные геофизические диаграммы скважин. Порядок построения корреляционных схем показан на рис. 34. Во избежание громоздкости рисунка геофизические диаграммы заменены на их основе литологическими разрезами.

На оси каждого разреза показывают интервалы залегания реперов и их индексы, положение кровли и подошвы про­ницаемых прослоев и пачек, а также непроницаемых пластов и прослоев (рис. 34, А).

Затем приступают к прослеживанию одновозрастных (синхроничных) границ путем соединения прямыми линиями кровли и подошвы каждого выделенного репера (рис. 34, б).

Вначале прослеживаются кровля и подошва реперов I катего­рии, затем — II и III категорий. После этого проводят верх­нюю и нижнюю границы горизонта — при согласном залега­нии прямыми линиями, при несогласном — волнистыми. При наличии внутри горизонта несогласия, связанного с размы­вом или перерывом в осадконакоплении, его поверхность также показывается волнистой линией. Линии дизъюнктив­ных нарушений выделяются вертикальными или наклонными прямыми линиями, проводимыми на половине расстояния между скважинами, находящимися по разные стороны на­рушения.

Затем приступают к прослеживанию границ проницаемых пластов и прослоев. Положение кровли и подошвы каждого из них показывают прямыми линиями, примерно параллель­ными ранее проведенным линиям одновозрастных (синхро­ничных) границ (рис. 34, В).

Если в одной из скважин пласт сложен породами-кол­лекторами, а в соседней скважине они замещены породами-неколлекторами, то на половине расстояния между скважи­нами вертикальной ломаной линией показывают условную границу фациального замещения. При фациальном замеще­нии части толщины пласта вертикальной ломаной линией показывают, какая часть пласта замещена.

При детальной корреляции нередко используются так на­зываемые геолого-статистические разрезы.

Геолого-статистический разрез (ГСР) представляет собой кривую вероятностей появления коллектора в интервале про­дуктивного горизонта, построенную по данным разрезов скважин, пробуренных на изучаемой площади.

Геолого-статистический разрез горизонта может быть по­строен в пределах залежи в целом или для крупного фраг­мента залежи при нормальном залегании пластов, подтверж­даемом относительно небольшими колебаниями значений его общей толщины в скважинах, а также при нормальном зале­гании пластов, но с закономерным изменением толщины го­ризонта в некотором направлении.

Геолого-статистический разрез строят следующим обра­зом. Разрезы продуктивного горизонта в его стратиграфических границах расчленяют по признаку коллектор — некол­лектор и привязывают к корреляционной поверхности (кровле или подошве), принимаемой за горизонтальную пло­скость.

Рис. 34. Пример построения корреляционной схемы.

А — расчленение разрезов скважин и привязка их к линии сопоставления; Б — прослеживание одновозрастных реперных границ; В — прослеживание одноименных пластов-коллекторов (песчаников). 1 — "верхний известняк"; 2 — песчаники; 3 — глины; 4 — глинистые алевролиты; I—VII — реперы трех категорий; а — ж — индексы пластов в опорной скважине

По данным всех скважин определяют среднее значение толщины горизонта h и разделяют ее на равные интервалы с шагом h* = 1 — 2 м. Затем толщину горизонта в каждой скважине расчленяют на то же количество интервалов. При этом шаг для каждой скважины cоставляет:

Границы между интервалами являются точками наблюде­ния. В каждой точке наблюдения устанавливают, какой поро­дой — коллектором или неколлектором — представлен раз­рез в скважине на данной палеоглубине. Данные по всем скважинам представляют в виде графика, на оси ординат ко­торого откладывают палеоглубину от корреляционной по­верхности, а на оси абсцисс — долю скважин (%), в которых разрез на данной палеоглубине сложен коллекторами (рис. 35).

В результате получают дифференцированную кривую, на которой максимумами отмечаются интервалы разреза, сло­женные преимущественно коллекторами, и минимумами — интервалы, сложенные непроницаемыми породами. На геологостатистическом разрезе, представленном на рис. 35, четко выделяются три пласта-коллектора: а — в интервале палеоглубин 1 — 2 м; 6 — в интервале 4 — 6 м; в — в интервале 7 — 14 м.

Рис. 35. Пример построения геолого-статистического разреза.