Слоистая проницаемостная неоднородность пласта

По данным исследования образцов керна, отобранных при бурении множества скважин различных месторождений, установлено, что проницаемость пород по разрезу продуктивного пласта изменяется. При этом, если попытаться скоррелировать значения проницаемости по разрезу различных скважин, то можно выявить, что отсутствует какая-либо закономерность в изменении проницаемости. Однако установлено, что в изменениях литолого-фациального, минералогического и гранулометрического состава по разрезу пласта существуют определенные закономерности, которые хорошо прослеживаются в пределах всей площади залежи. По аналогии многие авторы приходят к заключению о существовании определенных закономерностей в изменении проницаемости по разрезу пласта, если изучать изменение определенных значений проницаемости по слоям при постепенном переходе от подошвы к кровле. Только при таком подходе можно говорить о послойной неоднородности пласта по проницаемости в пределах границ залежи или площади нефтеносности. Под послойной неоднородностью пласта по проницаемости следует понимать изменение усредненных по слоям значений проницаемости в зависимости от толщины пласта. На рис. 1.3 приведена наглядная схема послойной неоднородности пласта по проницаемости, заимствованная из работы. Из этого рисунка видно, что каждый условно выделенный слой пласта имеет свое среднее значение проницаемости kпр отличное от средних значений проницаемости других слоев. При этом еще раз следует акцентировать внимание на то обстоятельство, что речь идет о среднем значении проницаемости слоя.

Рис.1.3.Послойная неоднородность по проницаемости девонских залежей Башкирии. Горизонты: а – Д II Туймазинского месторождения; б – ДI СерафимовскоЛеонидовского месторождения; в – ДII Константиновского месторождения

Определяя значения проницаемости по слоям с элементарной толщиной ∆h и устремляя ∆h к нулю, получим некоторую функцию, характеризующую изменение проницаемости в зависимости от толщины пласта. Таким образом, неоднородность пласта по проницаемости может быть задана в виде некоторой функции k(h), где h – координата толщины пласта. Характер изменения функции k(h) может быть получен по данным исследования кернов на проницаемость. При этом необходимо иметь достаточное количество образцов, поднятых из скважины во время вскрытия пласта. Также необходимо, чтобы керн отбирался из скважин, размещенных более или менее равномерно по площади залежи. Косвенное представление о послойной проницаемостной неоднородности пласта можно получить по результатам геофизических исследований проницаемости, а также по данным исследования скважин глубинными дебитомерами. По некоторым девонским залежам Башкирии в период их разбуривания было отобрано и исследовано большое число образцов. По этим данным К.Я. Коробовым были построены кривые, характеризующие послойную неоднородность горизонта ДI Серафимовского месторождения и горизонтов ДII Туймазинского и Константиновского месторождений (см. рис. 1.3). Как видно из графиков рис. 1.3, проницаемость песчаников горизонта ДII Туймазинского месторождения закономерно увеличивается от кровли к подошвенной части пласта с последующим уменьшением в самой подошве. Проницаемость песчаников горизонта ДI Серафимовского месторождения закономерно увеличивается от кровли к средней части пласта с последующим закономерным уменьшением к подошве пласта. Проницаемость песчаников горизонта ДII Константиновского месторождения мало меняется при переходе от одного слоя к другому. Только в кровельной части пласта месторождения проницаемость несколько уменьшается, а имеющийся разброс значений проницаемости по слоям является скорее следствием слоистой неоднородности. Расчеты показали, что степень неоднородности песчаников горизонта ДII Туймазинского месторождения, где средние проницаемости изменяются в 2,5 раза, и песчаников горизонта ДI Серафимовского месторождения, где средние проницаемости слоев изменяются в 2 раза, примерно одинакова. Однако характер слоистой неоднородности указанных песчаников, как это видно из рис. 1.3, различен. В работах указывается, что минимальные и максимальные средние значения проницаемости слоев неоднородного пласта отличаются между собой в 2−3 раза. Не исключается и несколько большая разница этих значений. В то же время значения проницаемости, определенные по образцам керна, отличаются между собой в сотню раз и более. Проницаемости образцов пород при этом изменяются от 0 до 4 мкм 2. Довольно часто этот широкий диапазон изменения проницаемости, присущий всему объему пласта, закладывают в расчетную схему послойно-неоднородного пласта. Разумеется, такая схема неоднородного пласта не соответствует реальным условиям и такие расчетные схемы не следует использовать. В каждом слое пласта проницаемость также изменяется в очень широких пределах. Однако вдоль любой линиитока, находящейся в слое, значения проницаемости будут подвержены флуктуациям относительно среднего значения. За счет этих флуктуаций среднее значение проницаемости вдоль любой линии тока окажется близким к среднему значению проницаемости слоя. Это не исключает возможности существования локальных высокопроницаемых пропластков, которые будут оказывать влияние на процесс обводнения скважин и залежи. Но это влияние также будет носить локальный характер, влияющий незначительно на общие закономерности процесса обводнения. Послойная неоднородность пласта по проницаемости, как и литолого-фациальная неоднородность, есть следствие закономерности процессов седиментации, которые происходили в соответствующие геологические эпохи.