Файл: Тхостов Б.А. Начальные пластовые давления в нефтяных и газовых месторождениях.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 55
Скачиваний: 1
Таковы, например, условия Восточно-Северского и особенно Ахтырско-Бугундырского месторождений, где каждый эксплуата
ционный объект включает до 100 пропластков мощностью от нескольких сантиметров до 1,5—3 м при опрокинутом залегании пластов. Проницаемость коллекторов по разрезу изменяется при этом в сотни раз. Резко изменяется проницаемость продук
тивных пластов также в Восточно-Северском и Ново-Дмитриев ском месторождениях, причем, как в одном, так и в другом про ницаемость законтурной зоны ничтожна.
Геолого-физические условия залежей подтверждаются и ре зультатами разработки месторождений. Первоначально высокое.
пластовое давление при отборе 10—20% от начальных запасов
начинает быстро падать, а газовые факторы резко расти. Вместе
с тем ввиду малой проницаемости, резкой фациальной изменчи
вости |
коллекторов и |
сложного строения не всегда доста |
||
точно |
эффективными |
оказываются и |
методы |
поддержания |
пластового давления |
путем закачки |
воды или |
нагнетания |
|
газа. |
|
|
|
|
Изложенное свидетельствует об отсутствии необходимой гидро динамической связи по пластам и, следовательно, о том, что
использовать для |
объяснения природы пластового |
давления |
|
«классическую» схему пластовых |
гидродинамических |
систем: |
|
«область питания — область стока |
воды — область разгрузки», |
||
и в данном случае было бы неправильно. |
|
||
Более правильно предполагать, что малоактивная гидроди |
|||
намическая система |
фораминиферовых слоев, а следовательно, |
и начальные пластовые давления, обязаны своим происхождением
горному или геостатическому давлению. В результате воздей ствия горного давления седиментационные воды в той или иной степени, в зависимости от постоянства литологии пластов и усло вий проницаемости, были выжаты в области повышенного зале гания пластов. Причем в тех случаях, когда горное давление,
воспринимаемое пластовой водой, не могло разгрузиться истече нием вод на поверхность или в слабо насыщенные зоны, образо вывались давления, значительно превышающие условное гидро статическое давление. Это положение прекрасно подтверждается
примерами Ново-Дмитриевского и Восточно-Северского место рождений, в которых условия локализации залежей и уменьше
ние проницаемости продуктивной толщи в законтурной зоне препятствовали разгрузке горного давления и, наоборот, способ ствовали значительному повышению пластового давления в зале жах над условным гидростатическим давлением.
В иных условиях находятся фораминиферовые слои в платфор менных условиях Ставропольского плато, где, например, в зеле ной свите Северо-Ставропольского месторождения начальное пла
стовое давление газовой залежи менее условного гидростатиче
ского на 25—27 % (при глубине 1 000 м начальное давление соста вило 73,3 ата).
61
Значительное число нефтяных залежей, особенно в Красно дарском крае, приурочено к майкопским отложениям. Эти отло
жения развиты в западном, центральном и в восточном Пред кавказье п представлены преимущественно мощной толщей глипг
в |
той или |
иной мере |
содержащих песчаные образования, |
к |
которым |
приурочены |
залежи нефти. С разведкой май |
копских отложений связана история развития нефтяной про мышленности в Краснодрском крае. И. М. Губкин на основе тща тельного изучения стратиграфических соотношений и палеогео
графии открыл рукавообразную залежь в районе Майкопа, вы явил закономерности формирования залежей подобного типа п определил методические принципы поисков новых залежей нефти. Позднее в Краснодарском крае был открыт ряд более крупных месторождений как приуроченных к рукавообразным скопле ниям песков среди майкопских глин, так и к заливообразным линзам песчаных образований.
В залежах майкопского возраста также отмечается превыше ние начального пластового давления над условным гидростатиче ским давлением (табл. 10).
Ниже приводятся начальные пластовые давления по некото
рым месторождениям |
Краснодарского |
края. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
||
|
Средняя |
глубина |
Условное гидро |
Начальное пласто |
|||
|
статическое да |
вое давление 7-‘пл. |
|||||
Месторож |
залегания, м |
||||||
вление -Ргидр» |
ата |
||||||
|
|
||||||
дение |
|
|
I гори |
11 гори |
I гори |
II гори |
|
I |
горизонт |
II горизонт |
|||||
|
|
|
зонт |
зонт |
зонт |
зонт |
|
Ключевое |
2030 |
2275 |
203 |
227 |
235 |
254 |
|
Дыш |
2000 |
2586—2650 |
200 |
255—258 |
230 |
262,8 |
|
|
|
|
|
|
|
(скв. |
|
Калужское |
2108,4— |
2899—2831 |
209—210 |
283—289 |
296 |
№ 60) |
|
270 |
|||||||
|
2099,4 |
|
|
|
(скв. |
|
|
Ново-Дмит- |
*— |
2470 |
— |
247 |
№ 14) |
320 |
|
— |
риевское
Величина пластового давления превышает значение условного гидростатического давления до 13—16% в Ключевом месторожде нии, до 15% в месторождении Дыш, до 40% на Калужском и на 30% в Ново-Дмитриевском месторождении. Считается, что такое превышение начальных пластовых давлений над значениями условных гидростатических давлений обусловлено и гипсометри ческим положением выходов майкопских песков в области пита ния. Рассмотрим это положение.
62
Областью |
питания майкопских |
песков |
принимают пло |
||
щадь, запятую выходами |
майкопских |
пород |
между ст. Шир- |
||
ванской и |
Нефтегорском, |
составляющую |
в |
общей сложности |
|
25 км2. |
|
|
|
направлении — среди |
|
От выходов пород — в северо-западном |
моноклинально падающих майкопских глин развиваются пески, которые в местах литологических или структурно-литологиче ских «ловушек» (Ново-Дмитриевская, Калужская, Восточно-
Северская площади) вмещают залежи нефти. В толще песков выделяются самостоятельные объекты разработки, имеющие сход
ное геологическое строение. Для примера рассмотрим I горизонт Майкопа в районе Нефтегорска, впервые описанный в 1910— 1911 гг. И. М. Губкиным. Здесь он представлен песчано-глини
стыми образованиями с конгломератом. Пески разнозернистые, с прослоями крупно- и грубозернистого иеска с гравием. Нефте носные участки приурочены к тонкому чередованию глин и пе сков, обычно в нижней части горизонта.
Общая мощность достигает 170—180 м.
К северо-западу горизонт погружается, пески выклиниваются,
не достигая дневной поверхности, и образуют «заливы» на моно клинали. В районе Восточно-Северского месторождения размер общего погружения составляет 2500 м.
От горы Асфальтовой, находящейся в 30—35 км западнее выходов на дневную поверхность, до месторождения Абузы, размеры «заливов» возрастают до 4 км по оси и 2,5 км по ширине, т. е. почти в 2 раза. Западнее «заливы» теряют четкие очертания п имеют более выпрямленные контуры. На расстоянии 110— 115 км насчитывается до 14 залежей, приуроченных к зонам выклинивающихся песков, в том числе Абузы, Апчас, Кутаис ское, Кура-Цеце, Широкая балка, Асфальтовая гора и др. Мощ ность горизонта в центральной части песчаной полосы, северная граница которой точно не установлена, изменяется от 0 до 160— 180 м, причем нефтяные залежи приурочены к зонам выклини вания песков и максимальная эффективная мощность их не пре вышает 15—20 м (рис. 12).
На всем протяжении изученной части I горизонта — от Нефтянского участка до Восточно-Северского месторождения — гео
лого-физические свойства горизонта |
подвержены измене |
ниям. |
Абузы — продуктивные |
В восточной части — до площади |
породы гранулометрически характеризуются как песчано-алевро литовые, в западной части (от Узупа до Восточно-Северской) как
глинисто-песчано-алевролитовые и алевролитово-глинисто-песча ные. Пористость коллекторов изменяется от 10—12 до 35—37%.
Проницаемость — от 1 миллидарси до 2 дарси.
На месторождениях Ключевом, Дыш и Ново-Дмитрпевском среднее значение проницаемости колеблется от 40 до 100 мил лидарси.
63
Минерализация вод, насыщающих I горизонт, увеличивается с глубиной, а также по восстанию — в зонах наименьшей прони
цаемости — от |
338 |
до |
||
800 мг!экв. |
|
геоло |
||
Такова |
общая |
|||
гическая |
характеристика |
|||
I горизонта. |
Принци |
|||
пиальные |
геологические |
|||
условия залегания |
и |
ха |
рактер изменения геолого физических свойств дру гих горизонтов Майкопа аналогичны.
В частности, аналогич на закономерность изме
нения минерализации вод,
которую можно рассмат ривать как косвенный со бирательный показатель гидродинамических усло вий существования зале
жей нефти и газа. В связи с этим в толще майкоп
ских песков выделяют три гидрогеологических зоны.
1. Зона свободного во дообмена в юго-восточной части, близ выходов по род на поверхность, где воды пресные и гидрокар- бонатно-кальциевые.
2. Зона затрудненного
водообмена, где залегают гидрокарбонатно-натровые
воды.
3. Зона отсутствия во дообмена, где воды хлор кальциевого и хлормаг
ниевого состава. Эти воды связываются с «заливами», характеризующимися рез ким выклиниванием кон туров.
Основываясь на изло женной выше геологиче-
64
ской, гидрогеологической и геолого-физической характеристике песчаных образований майкопского возраста, образование и ве личину пластовых давлений в майкопских залежах различные исследователи связывают обычно с напором пластовых вод, опре деляемым гипсометрическим положением выходов пород на по верхность. Предполагается при этом, что поверхностные воды,
фильтруясь в области питания между станцией Ширванской и г. Нефтегорском, стекают по майкопским пескам, разгружаясь предположительно где-то на Таманском полуострове.
При внимательном рассмотрении, однако, факты не подтвер ждают этой гидродинамической схемы. Резкая фациальная измен чивость майкопских коллекторов, непостоянство геолого-физиче ских свойств, в частности проницаемости, высокая минерализа ция вод свидетельствует скорее о глубинном происхождении майкопских вод.
Краснодарский филиал ВНИИ, подсчитывая величину воз можных прогнозных запасов нефти в полосе майкопских пород,
определил объем песков в количестве 150 млрд, м3, а объем воды в общем объеме песков в 30 млрд. м3.
Мы подсчитали приблизительно время, необходимое для ин
фильтрации 30 млрд. л£3 воды через площадь области |
питания |
||||
в 25 кл«2, |
исходя из среднегодового количества осадков 850 мм |
||||
в районе станицы Ширванской. |
|
|
|||
Объем воды — 30 |
млрд. |
м3. |
|
|
|
Площадь фильтрации 25 км3. |
|
|
|||
Среднегодовое количество осадков — 850 мм. |
равный: |
||||
30 млрд, |
м3 на площади в |
25 км2 |
составят столб воды, |
||
ЗОмлрд. |
_ 30-109 |
= 1,2• 103 м, |
или 1,2-10е мм. |
|
|
25 кл«2 |
25 • 106 |
|
|
|
|
За 1 год выпадает 850 мм, следовательно, 30 млрд, м3 воды, |
|||||
или 1,2-10® мм, могли выпасть за |
время: |
|
|||
|
|
1,2 • |
106 = 1400 лет, |
|
|
|
|
8,5 ■ |
102 |
|
|
т. е. в короткие исторические сроки.
Если считать объем воды, подсчитанный Краснодарским фили алом ВНИИ для майкопских песков, близким к действитель ности, а среднегодовое количество осадков со времени образова
ния области питания между станцией Ширванской и Нефтегор
ском практически постоянным, то вся полоса песков многократно должна была быть промытой поверхностными водами. Фактически химическая характеристика глубинных вод противоречит такому предположению. Пластовые воды недалеко от выходов майкоп ских песков на поверхность сильно минерализованы, а на боль ших глубинах приобретают характер застойных, о чем свидетель
ствуют и определения этих вод как принадлежащих (по класси-
5 Заказ 1717. |
65 |
фикацни Краснодарского филиала ВНИИ) зонам «затрудненного водообмена» и «отсутствия водообмена». Образованию пластовых вод за счет инфильтрации поверхностных вод, а пластового давле ния исключительно за счет напора вод, определяемого гипсо метрией «области питания», противоречит также распределение абсолютных отметок напора пластовых вод в месторождениях, приуроченных к майкопским пескам. Отметки эти определены
также Краснодарским филиалом ВНИИ и |
составляют: |
|
Месторождение |
Глубина, м |
|
|
II горизонт |
|
I |
горизонт |
|
Ключевое....................... |
+ 201 |
+ 200 |
Дыш ............................... |
+ 160 |
+ 173 |
Калужское ................... |
+ 298 |
+ 270 |
Ново-Дмитриевское . . |
+400 |
+ 455 |
Приведенные данные показывают, что напор пластовых вод возрастает с востока на запад, т. е. именно в том направлении, в котором он должен убывать при наличии движения поверх ностных вод от области питания к области стока и разгрузки.
Максимальные отметки выходов майкопских пород между Ширванской и Нефтегорском составляют от +230 до +310 м и,
если ими можно объяснить значение напора вод на Ключевом,
Дыше илп Калужском месторождениях, то никак нельзя объяс нить величину абсолютных отметок и соответствующих превы
шений пластового давления над условным гидростатическим на Ново-Дмитриевском месторождении.
Из указанных выше значений напоров можно видеть также, что отметки напора I горизонта некоторых месторождений выше, чем II горизонта, залегающего ниже, т. е. вероятно, гори зонты эти имеют самостоятельные, разобщенные друг от друга,
гидродинамические системы. Таким образом, можно, по-видимому,
полагать доказанным, что гидродинамические системы майкоп
ских отложений образовались не за счет инфильтрации поверх
ностных вод.
Основной причиной, препятствовавшей этому и не принятой
во внимание многими исследователями, является горное давление,
под влиянием которого седиментационные воды вытеснялись в зоны меньших давлений, т. е. в направлении области питания. Этому соответствует и уменьшение напора пластовых вод с запада на восток в направлении области питания.
Непрерывно возраставшее в течение всего времени накопления майкопских осадков горное давление, всегда превышавшее воз можные гидростатические напоры, создало такие условия распре деления давлений в недрах, при которых наиболее погруженные
66