Файл: Тхостов Б.А. Начальные пластовые давления в нефтяных и газовых месторождениях.pdf

касается продуктивных частей разреза, выраженных терригенными

осадками, в частности живетского и пашийского ярусов девона и сталиногорского и тульского горизонтов карбона. Мощность от­

дельных пластов в этих горизонтах изменяется не только в пре­ делах всей Русской платформы или структур первого порядка, но и в пределах одного и того же месторождения.

Весьма изменчивы и коллекторские свойства пластов. Прони­ цаемость, достигающая местами 3—5 дарси, доходит на небольших расстояниях до нуля, т. е. песчаники полностью замещаются гли­

нами.

Предполагать при таких условиях активную циркуляцию вод или широкую гидродинамическую связь по пластам на боль­

ших расстояниях было бы неправильно. Маловероятна горизон­ тальная (по простиранию) циркуляция вод или активная

гидродинамическая связь с выходами пород (областью питания)

через толщи массивных известняков. Еще менее вероятна верти­ кальная связь между всеми водоносными горизонтами структур первого порядка. Имеющиеся непроницаемые водоупорные толщи достаточно гарантируют это.

Если допустить активную гидродинамическую связь между пластами по вертикали в пределах всего разреза структур первого порядка, то пластовое давление, при одинаковом удельном весе воды, во всех случаях должно изменяться по линейному за­ кону — прямо пропорционально глубине, т. е. пластовое давле­ ние в нижнем пласте должно быть во столько раз больше, чем в верхнем, во сколько раз глубина залегания нижнего пласта больше глубины верхнего.

Возьмем пример из работы В. А. Кротовой [13]. В табл. 57 и 58 приводятся гидростатические уровни вод водоносных горизон­ тов девонских и каменноугольных отложений. Причем следует отметить, что пластовые давления, пересчитанные для месторожде­ ний, по этим уровням почти всегда оказываются больше начальных значений пластового давления в нефтяных залежах, приурочен­ ных к тем же горизонтам, замеренных глубинными манометрами.

С нашей точки зрения это явление может быть объяснено тем, что воды в пьезометрических скважинах содержали, очевидно, какое-то количество газа, а удельный вес их указан для дегазиро­ ванной воды.

Возьмем в качестве примера несколько месторождений иа раз­ личных структурах первого порядка.

Месторождение Байтуган, расположенное па южном погруже­ нии Татарского свода. Пьезометрическая скв. 24; горизонт угле­ носный; интервал опробования 1218—1230 м\ глубина залегания статического уровня воды 100 м; удельный вес воды 1,17 г/см\

Начальное пластовое давление в кровле интервала опробова­ ния для этого горизонта будет по приведенным данным^равно

(1280-100) • 1,17/10 = 130,8 та.

32

Для той же скважины по девонскому пласту Дп интервал опро­

бования 2060—2149 м, глубина залегания статического уровня воды 160 м, удельный вес воды 1,17.

Начальное пластовое давление для этого пласта будет равно

(2060 - 160) • 1,17/10 = 222,3.

Глубина залегания пласта Дп примерно в 1,6 раза больше,

чем глубина залегания угленосного горизонта; следовательно, при

наличии прямой гидродинамической связи между ними давление в нижнем пласте должно было бы составить 1,6 • 130,8 = 209 ата.

На самом деле давление составило 222,3 ата. Соответственно отличаются и статические уровни: для девона абсолютная отметка

статического уровня составляет 153 м, для угленосного горизонта

213 м. Следовательно, в данном случае рассматриваемые продук­ тивные пласты каменноугольного и девонского возрастов принад­ лежат различным гидродинамическим системам.

Возьмем месторождение Яблоновый овраг, приуроченное к Жи­ гулевско-Пугачевскому своду.

Данные по месторождению: горизонт угленосный; скв. 5; глу­

бина интервала опробования 1005 м', глубина залегания статиче­ ского уровня 65 м; альтитуда статического уровня воды в сква­ жине -|- 7 м; удельный вес воды 1,165; альтитуда устья сква­ жины +72 м; альтитуда интервала опробования 933 м; начальное пластовое давление иа отметке —933 м, пересчитанное по этим

данным, будет равно

940 • 1,165/10 = 109,5 ата.

Девонский горизонт ДП1; скв. 36; интервал опробования 1456—

1458 м\ альтитуда устья скважины 51,3 м; глубина залегания статического уровня воды 45,8 м\ альтитуда интервала опробова­ ния 1456 — 51,3 — 1404,7 м; (интервал опробования приводится к уровню моря, так как берутся разные скважины); удельный вес

воды 1,17. Начальное пластовое давление в этом случае на отметке

(1404,7 м) интервала опробования девонского пласта будет равно

(1456-45,8) 1,17/10 = 165 ата.

Давление в нижнем — девонском — горизонте такое, каким оно должно быть при наличии гидродинамической связи между

горизонтами, т. е. больше, чем в верхнем, на вес столба воды, равный по высоте разности отметок пластов, т. е.

109,5 + (1404,7 — 933) • 1,17/10 = 165 ата.

Из этого примера, следовательно, можно заключить, что в дан­

ном случае закономерность изменения давлений с глубиной подтверждает принадлежность двух пластов различного возраста одной и той же гидродинамической системе.

Возьмем другой пример. Допустим, что существует широкая активная гидродинамическая связь между областью питания

проводящим путем, «отыскала» па протяжении тысяч километров

данную конкретную залежь, чтобы создать в ней давление.

Фациальная изменчивость, большие колебания проницае­ мости и то обстоятельство, что большинство продуктивных пластов

или свит имеют ограниченное распространение, выклиниваются,

не достигая дневной поверхности, также исключают питание нефтеносных пластов и свит и создание в лих давлений путем инфильтрации вод на выходах пород. Правда, В. А. Кротова считает, что движение вод комбинированное, т. е. если, например,

данный пласт выклинивается где-то, не достигая области питания, то он соединяется дальше системой трещин, сообщающих этот пласт с дневной поверхностью или другими проницаемыми пла­ стами, имеющими выход па дневную поверхность.

Трудно, однако, представить, чтобы атмосферная вода двига­ лась по трещинам и разрывам, «отыскивая» пласты, заключающие

нефтяные и газовые залежи. Естественнее допустить, что если и есть такое движение, то оно будет осуществляться в направлении наименьших сопротивлений движению, т. е. пониженных давле­ ний.

Почему же все-таки, если не существует в общем случае активной гидродинамической связи между нефтяными место­ рождениями и областью питания их в том понимании, как это изложено выше, начальные пластовые давления в условиях Русскбй платформы почти всегда соответствуют условному гидро­ статическому давлению или незначительно отличаются от него.

Образование пластовых давлений тесно связано с геотекто­ ническим развитием и историей осадконакопления крупных регио­ нов.

Как с этой точки зрения характеризуется Русская платформа?

Начиная со среднедевонского, а во многих местах и с додевонского

времени Русская платформа являлась областью интенсивного осадконакопления, сопровождавшегося образованием крупных региональных структур первого порядка.

при постоянстве структурного плана пространственного разме­ щения областей впадин и поднятий». «В геотектоническом раз­ витии фундамента Русской платформы ведущая роль принад­ лежала волнообразно-колебательным движениям, развивавшимся

этапами (циклами) с перерывами постепенности. При этом каждый

новый этап первого порядка (каледонский, герцппский, альпий­ ский) развивался на основе предыдущего, в начальной фазе при­ нимая до некоторой степени структурные соотношения преды­ дущего этапа, но на более высокой фазе одновременно приобре­ тая уже новые качественные особенности».

«Каждый новый этап тектогенеза приво­ дил также и к п е р е р а с и р е д е л е и п ю п р о -

странственного размещения областей от­ носительно максимального прогибания и к изменению их общих простираний» [4,

стр. 57, 58].

В соответствии с непрерывным перераспределением в пределах платформы областей максимального прогибания, отвечающих максимальному накоплению осадков, и поднятий осадочных толщ изменялись и гидродинамические условия. Происходило

постоянное перераспределение давлений, вызванное нарушением равновесного состояния жидкостей и газов.

в пределах крупных поднятий первого порядка происходит сток вод из областей повышенного залегания в области пониженного залегания пластов под влиянием силы тяжести.

Основной ошибкой такого взгляда на формирование гидро­

что никакого значения при этом не придавалось горному давлению.

Тот факт, что повсеместно на Русской платформе накопилась мощная толща осадочных образований палеозоя и мезозоя, свиде­

тельствует о том, что в геологической истории ее преобладающим видом движения было опускание, прогибание. Одновременно

с прогибанием и увеличением мощностей осадков возрастал вес их — росло горное или геостатическое давление. В результате происходило непрерывное уплотнение осадков, особенно терри­ генных, уменьшение порового пространства их и выдавливание воды. Горное давление непрерывно росло до того момента, когда море освободило платформу, т. е. прекратилось накопление осад­ ков. Причем, чем больше глинистых фракций в породе, тем большее влияние оказывало горное давление.

Акад. И. М. Губкин писал [9] по этому поводу: «В свежеотло­ женном иле воды больше, чем в песках и, кроме того, уплотнение оказывает большее действие на глины, чем на пески...». «Вслед­ ствие этого выжимаемая при уплотнении жидкость будет дви­ гаться от пунктов наибольшего уплотнения к пунктам наимень­ шего уплотнения», т. е. в направлении наименьшего сопротивле­ ния движению. С увеличением глубины растет и темпера­ тура.

>И5