Файл: Ханин А.А. Породы-коллекторы нефти и газа нефтегазоносных провинций СССР.pdf

товый материал, слагающий прослойки среди глин, служит в ряде мест Ставрополья коллектором газа. Для оценки газовых залежей и развития газовых горизонтов на площадях Ставрополья весьма важно знать суммарную мощность алевритовых коллекторов и вме­ щающих их пачек.

Установленная связь между величиной максимального кажуще­ гося электросопротивления газовых коллекторов и их эффективной

Рис. 22. Схематическая карта распространения породколлекторов в хадумском горизонте Центрального Север­ ного Ставрополья.

суммарной мощностью (возрастание степени песчанистости эффек­ тивной части разреза хадумских отложений) позволяет в определен­ ной мере интерпретировать электрокаротажные диаграммы и исполь­ зовать их для суждения о суммарной мощности газовых коллекторов, вскрываемых в ряде пунктов Ставрополья (А. А. Ханин, 1969).

Основным объектом разработки на Северо-Ставропольском место­ рождении является хадумский горизонт, представленный на место­ рождении двумя пачками: алевритовой и пачкой чередования. Алевритовая пачка залегает на глубинах 700—750 м. Наибольшие мощности ее приурочены к центральной части Северо-Ставрополь­

ской и северной части Пелагиадинской площадей, где они составляют 37—47 м. Пачка чередования залегает на глубинах 710—850 м. Мощность пачки достигает до 70 м. Общая эффективная мощность пород-коллекторов обеих пачек составляет 65—70 м. Залежь газа хадумского горизонта имеет площадь 600 км2. По своему типу залежь близка к массивной, на большей части площади она имеет подошвен­ ную воду. Контакт газ—вода имеет наклонное положение. Началь­ ное пластовое давление в залежи составляло 66,5 кгс/см2. Абсолютные дебиты газа от 800 тыс. до 5 млн. м3/сут.

Пористость пород-коллекторов колеблется в пределах 30—41%, эффективная пористость 22% и проницаемость от 50 до 1500 миллидарси, в среднем 700 миллидарси.

На Северо-Ставропольской площади во II алевритовой пачке содержится алевритовых коллекторов около 77%, остальная часть пачки сложена глинистыми тонкими микропрослоями и сильно глинистыми алевролитами, которые не являются коллекторами про­ мышленного значения. На Пелагиадинской площади II пачка содержит около 56% алевритовых коллекторов.

Изучение коллекторов газа Ставрополья показывает, что газовый горизонт по своему строению не является единым, однородным, выдержанным в литологическом отношении пластом. Он представляет собой систему часто чередующихся друг с другом макро- и микро­ прослоев и линз алевритов, алевролитов и глин.

В минералогическом отношении алевритовая часть породы пред­ ставлена кварцем (80%), глауконитом (7%), полевыми шпатами (5%), слюдой (3%), обломками кремневых пород (2%) и акцессор­ ными минералами (меньше 1%).

Материал, слагающий породы, полуокатан, встречаются зерна угловатой и угловато-округлой формы. Среди полевых шпатов раз­ личают зерна плагиоклаза, микроклина и ортоклаза, все они частично видоизменены вторичными процессами.

Слюдистый материал представлен пластинками мусковита и био­ тита, расположенными ориентированно в плоскости напластования. Из акцессорных минералов различаются единичные зерна циркона, рутила, турмалина и сфена. В породах наблюдаются значительные выделения пирита в ряде распыленных образований диаметром меньше 0,008 мм и скопления шнурообразной формы размером до 0,4 мм, встречается органика растительного характера.

Основная ассоциация минералов тяжелой фракции алевролитов и алевритов представлена главным образом группой устойчивых минералов (гранат, циркон, рутил, турмалин)' Глауконит содержится в основном в тяжелой фракции в виде зерен округлой формы яркозеленого цвета в количествах, достигающих 60%.

Установление для хадумских алевритовых коллекторов Ставро­ полья физических параметров значительно осложнялось вследствие частого и тонкого переслаивания пород-коллекторов с глинами.

в образце породы искажало результаты замеров пористости и оста­ точной водонасыщенности коллектора газа. Глины отличаются повы­ шенным содержанием остаточной воды, более высокой плотностью, меньшей величиной пористости, чем алевриты хадумского горизонта. В результате, если расчет физических параметров алевритового коллектора проводить в присутствии в нем прослоев глин, то полу­ чатся самые разнообразные величины.

Изучая структуру и состав тонких прослоев алеврита и алевро­ лита в глинах и сравнивая эти характеристики с более крупными прослоями, из которых были отобраны образцы для измерений

Рис. 23. Зависимость остаточной водонасыщенности от содержания глинистых частиц в алевритовой породе хадумского газоносного горизонта (Северо-Ставрополь­ ское месторождение).

1 — зн а ч е н и я , определен н ы е п рям ы м методом; 2 — зн а ч е н и я , определен н ы е косвен н ы м методом .

пористости и остаточной водонасыщенности, пользуясь методом аналогий и выявленных соотношений между содержанием пелитового материала в алевритовом коллекторе и основными коллектор­ скими показателями, устанавливались величины пористости и про­ ницаемости для алевритовых коллекторов, залегающих в теле глин в виде тонких прослойков.

Изучение петрографических шлифов показало, что в наиболее развитых в разрезе Ставропольского газового месторождения алеври­ товых коллекторах содержится от 5 до 15% пелитовых частиц.

Было изучено более 2000 образцов пород из разрезов Ставрополья, что позволило дифференцировать все встречающиеся типы алеври­ товых пород по содержанию глинистых частиц, являющихся норо­ вым цементом и значительно влияющих на емкостную и фильтра­ ционную характеристики породы (А. А. Ханин, 1963). В результате была выявлена зависимость между количественным содержанием глинистых (пелитовых) частиц, подверженных гидратации, и зна­ чениями остаточной водонасыщенности, эффективной пористости, плотности и проницаемости (рис. 23, 24).

По мере роста содержания глинистых частиц в алевритах уве­ личивается количество остаточной воды и соответственно уменьшается эффективная пористость.

Рис. 24. Соотношение газопроницаемости и плотности алевритов и алевро­ литов газоносного хадумского горизонта (Северо-Ставропольское месторо­ ждение) .

В табл. 25 приводятся опытные данные изучения остаточной водонасыщенности в газоносных хадумских алевритах, в которых остаточная вода определилась методом капиллярных давлений.

Т а б л и ц а 25

Анализ физических свойств пород-коллекторов газа проводился без нарушений естественного сложения пород, несмотря на слабо уплотненное состояние осадка.

Все образцы, поступающие в лабораторию на анализ, были занарафинированы через марлю на месте их отбора. Примененный способ парафинирования керна позволил сохранить в структурном состоянии слабо сцементированные и рыхлые разности пород. С боль­ шой осторожностью отбирались из керна образцы без нарушения структуры для определения их плотности.

С возрастанием плотности пород наблюдается уменьшение пори­ стости и проницаемости. Плотность алевритовых пород возрастает

сувеличением содержания в них цемента, а также прослоев глины.

Вчастицах, обладающих наименьшими диаметрами, преобладают более гидрофильные минералы, что влияет на остаточное водосодержание.

Отдельные гранулометрические фракции, входящие в состав алевритовой породы, имеют некоторые различия в минералогическом составе. В легкой фракции (плотность меньше 2,80 г/см3) с уменынением.размера зерен наблюдается увеличение количества кварца.

Как известно, кварц отличается более гидрофильными свойствами, чем полевые шпаты и глауконит. Поэтому с возрастанием количества кварца в сочетании с уменьшением размеров частиц возрастает содержание связанной воды. Во фракциях диаметром от 0,25 до 0,10 мм и от 0,10 до 0,05 мм наблюдается увеличение по сравнению с более мелкими частицами полевопшатов и глауконита, что в свою очередь сопровождается уменьшением их гидрофильных свойств. Такая же зависимость в распределении минералов по размерам частиц наблю­ дается и для тяжелой фракции (плотность больше 2,80). Количество слюдистых минералов, характеризующихся значительной гидрофильностью, увеличивается с уменьшением размера зерен.

Электронномикроскопические исследования глинистой фракции алевритовых коллекторов хадумского горизонта Ставрополья пока­ зали, что глинистые минералы представлены гелевидным, нечетко окристаллизованным материалом, частицами с расплывчатыми и шиш­ ковидными контурами, характерными для монтмориллонитовой груп­ пы. Как известно, глинистые минералы монтмориллонитовой группы характеризуются раздвижной кристаллической решеткой и значи­ тельной активностью к гидратации.

В зависимости от содержания пелитовых частиц, снижающих емкостные и фильтрационные свойства, породы хадумского гори­ зонта Ставрополья распределяются на пять групп коллекторов: алевриты, алевриты глинистые, алевролиты глинистые, алевролиты сильно глинистые и глины.

Алевриты, содержащие пелитовых частиц (диаметром меньше 0,01 мм) до 5%, имеют пористость 37—41% и плотность в естественно­ структурном состоянии 1,60—1,70 г/см3. Весьма малые величины плотности указывают на рыхлое и слабо уплотненное состояние алев­ ритов. Абсолютная газопроницаемость таких алевритов колеблется