Раздел  «Геотехнологии.  Безопасность  жизнедеятельности»

Раздел  «Геотехнологии.  Безопасность  жизнедеятельности» 
 
 
 
 
 
б) 
а – доломиты,  б – песчаники 
Рисунок 2 − Корреляционная зависимость между  
коэффициентом водонасыщения (k
В
)  
и параметром насыщения (Р
Н
) 
 
Анализ  полученных  данных  показывает,  что 
песчаники  имеют  диапазон  изменения  параметра 
насыщения  от  1  до  3  при  среднем  значении  1,26. 
Соответствующий 
этому 
диапазон 
изменения 
коэффициента  водонасыщения  k
В
  составляет  от  1  до 
0,34  при  среднем  значении  0,9.  Для  доломитов 
изменение  Р
Н
  составило  от  1  до  2,04  при  среднем 
значении  1,2,  а k
В
 – от 1 до 0,68 при среднем значении 
0,88.  Для  исследованных  пород  коэффициент  b  в 
корреляционном  уравнении 
n
Н
В
Р
b k

 
  отличается 
несущественно  –  для  песчаников  b = 1,101,  для 
доломитов  b = 1,023.  В  то  же  время  показатель 
смачиваемости  n  для  песчаников  равен  1,055,  а  для 
доломитов  1,872.  Таким  образом,  по  параметру  b 
исследованные породы дифференцированы слабо, а по 
показателю  смачиваемости  имеют  значительную 
дифференциацию. 
На  современном  этапе,  в  связи  с  увеличением 
глубины  скважин,  для  количественной  интерпретации 
каротажных  диаграмм  важное  значение  имеют 
экспериментальные  данные  о  зависимости  удельного 
сопротивления 

  осадочных  пород  от  давления. 
Впервые  зависимость 

 
пород-коллекторов  от 
давления  была  изучена  Феттом  [9]  для  песчаника, 
насыщенного  раствором  хлористого  натрия.  Для  всех 
образцов  наблюдался рост удельного сопротивления, а 
следовательно,  и  параметра  пористости  Р,  с 
повышением давления. 
В 
настоящее  время  исследование  влияния 
давления  на  удельное  электрическое  сопротивление 
горных  пород  развивается  в  двух  направлениях. 
Первое  направление  связано  с  решением  задач 
промысловой 
геофизики. 
Его  целью  является, 
главным  образом,  установление  зависимости  между 
давлением 
и 
электрическим 
сопротивлением 
(коэффициентом  увеличения  сопротивления)
 
пород-
коллекторов,  находящихся  в  условиях,  когда  давление 
изменяется  от  атмосферного  до  100  МПа.  Второе 
направление  связано  с  решением  научных  задач 
большой 
геофизики, 
требующих 
знаний 
о 
сопротивлении 
глубинных 
горных 
пород, 
находящихся  в  условиях,  когда  давление  достигает 
нескольких  десятков  тысяч МПа. 
Основным  фактором,  влияющим  на  рост 

 
осадочных  пород  при  увеличении  давления,  играют 
поры  и  микротрещины,  объем  которых  определяется 
содержанием 
глинистого 
материала. 
Было 
установлено 
[9], 
что 
пористость 
изменяется 
значительно 
меньше, 
чем 
проницаемость 
и 
электрическое  сопротивление,  что  может  наблюдаться 
только  при  закрытии  или  уменьшении  сечения  малых 
пор. 
Для  оценки  удельного  сопротивления  пород  в 
пластовых  условиях  были  выполнены  комплексные 
исследования  на  специальной  установке  высокого 
давления  ВСЦ-1000  при  изменении  давления  от 
атмосферного  до  59  МПа.  В  результате  анализа 
полученных  данных  определены  корреляционные 
зависимости 
среднего 
значения 
коэффициента 
увеличения  удельного  электрического  сопротивления 
Q = 

Р 
/
 

  (

Р
  –  удельное  сопротивление,  измеренное 
при  заданном  давлении, 

  – удельное сопротивление, 
измеренное  в  атмосферных  условиях)  от  давления  р. 
Для 
исследованных 
пород 
эти 
зависимости 
выражаются  следующими  полиномами  2-го  порядка: 
Q = 3·10
–
·p  +  2,07·10
–
·p + 1,005  при  R  = 0,98  –  для 
доломитов; 
Q = –3·10
–
·p  + 1,98·10
–
·p + 1,039 
при 
R  = 0,99 
– 
для 
песчаников. 
Графики 
этих 
зависимостей представлены  на рисунке 3. 
Анализ  полученных  данных  показывает,  что  при 
увеличении  всестороннего  давления  от  атмосферного 
до  59  МПа  коэффициент  увеличения  сопротивления 
доломитов  возрастает  от  1  до  2,43  при  среднем 
значении  1,65,  а  песчаников  –  от  1  до  2,12  при 
среднем  значении  1,59.  Графики  корреляционных 
зависимостей 
Q = f(p) 
отражают 
практически 
монотонное  возрастание  коэффициентов  увеличения 
сопротивления  во  всем  диапазоне  давлений.  При этом 
конечная 
ветвь 
корреляционного  графика  для 
доломитов  имеет  тенденцию к росту, а для песчаников 
–  к  выполаживанию.  Таким  образом,  полученные 
данные  при  измерениях  под  давлением  позволили 
оценить  значение  ρ  основных  типов  пород  Лудинской 
площади  в условиях,  близких  к пластовым. 
 
y = 3E-05x
2
+ 0,0207x + 1,005
R² = 0,9822
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
0
10
20
30
40
50
60
ко
эф
ф
и
ц
и
ент
 у
в
е
л
и
ч
е
ни
я
 
со
пр
о
ти
в
л
е
ни
я
давление, Мпа
а) 
y = 1,1013x
-1,055
 
R² = 0,6976 
1,0
10,0
0,1
1,0
п
а
р
а
м
е
тр
 н
а
с
ы
щ
е
н
и
я
 
коэффициент водонасыщения 

Раздел  «Геотехнологии.  Безопасность  жизнедеятельности» 
 
 
 
 
y = -3E-05x
2
+ 0,0198x + 1,0388
R² = 0,9949
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
0
10
20
30
40
50
60
ко
эф
ф
и
ц
и
ент
 у
в
е
л
и
ч
е
ни
я
 
со
пр
о
ти
в
л
е
ни
я
давление, Мпа
 
б) 
а – доломиты,  б – песчаники 
Рисунок 3 – Корреляционная зависимость  
коэффициента увеличения удельного электрического   
сопротивления  (Q)  от давления  (р) 
 
По  материалам  петроэлектрических  исследований 
при 
высоких 
давлениях 
установлена 
также 
зависимость  между коэффициентом пористости (k
П,пл
) 
и 
параметром 
пористости 
(Р
пл
) 
в  условиях, 
приближенных  к  пластовым.  Уравнение  Арчи-
Дахнова  для  песчаников  кембрия  имеет  вид  (рисунок 
0,776
,
22,14
пл
П пл
Р
k



 при R  = 
 
В 
процессе 
лабораторных 
петрофизических 
исследований 
была 
выполнена 
также 
оценка 
анизотропии  доломитов.  Определение  продольного 
(

l
)  и  поперечного  (

П
)  удельных  сопротивлений 
выполнялось  на  основе  результатов  измерений 
образцов  цилиндрической  формы  с  образующими, 
ориентированными  вдоль  и  поперек  слоистости. 
Коэффициент 
электрической 
анизотропии 

 
рассчитывался 
по 
общепринятой 
формуле: 
П
l

 

.  В  результате  анализа  полученных 
данных  установлено,  что 

  сухих  экстрагированных 
доломитов  изменяется  от  1,08  до  1,27  при  среднем 
значении  1,17.  Коэффициент  анизотропии  доломитов, 
насыщенных  раствором  NaCl,  изменяется  от  1,003  до 
1,06  при среднем значении 1,03. 
 
 
Рисунок 4 – Корреляционная зависимость между  
коэффициентом пористости (k
П,пл
) и параметром  
пористости (Р
пл
) для  песчаников кембрия в условиях, 
приближенных  к пластовым 
 
На  основе  анализа  всей  совокупности  материалов 
лабораторных  петрофизических  исследований  были 
определены  комплексные  петроэлектрические  м одели 
доломитов  девона  и  песчаников  кембрия  Лудинской 
площади.  В  данной  работе  они  представлены  в  виде 
геоэлектрической 
информации  о  доломитах  и 
песчаниках,  а  также  установленных  корреляционных 
зависимостей 
между 
петроэлектрическими 
параметрами 
и 
физическими 
свойствами 
исследованных  пород (таблица  2). 
Выводы. 
По 
данным 
петрографических 
исследований  образцов  керна  скважин  Лудинская-   -
10,  -15  Лудинской  перспективной  на  углеводороды 
площади  определено,  что  по  составу  породы 
относятся 
к 
доломитам 
(доломитизированным 
известнякам) 
девона 
и 
песчаникам 
кембрия. 
Встречаются 
включения 
глинистого 
материала, 
сидерита,  углефикация  и  пиритизация.  В  результате 
лабораторного  изучения  образцов  доломитов  и 
песчаников 
определены 
петроэлектрические 
параметры 
этих 
геологических  образований  и 
установлены  их  эмпирические  корреляционные  связи 
с 
емкостно-фильтрационными 
свойствами 
исследованных  пород.  Корреляционные  зависимости 
аппроксимируются,  в большинстве случаев, степенной 
функцией 
и 
могут 
быть 
использованы 
для 
геологической интерпретации  геофизических  данных. 
На 
основе 
анализа 
выполненных 
петроэлектрических  исследований  и  имеющейся 
геолого-геофизической 
информации 
определены 
комплексные  петроэлектрические  модели  доломитов 
девона 
и 
песчаников 
кембрия 
Лудинской 
перспективной 
площади. 
Разработанные 
петроэлектрические  модели  доломитов  и  песчаников 
существенно 
различаются 
по 
электрическим 
параметрам.  Данное  обстоятельство  свидетельствует  о 
том,  что  создание  таких  моделей  для  различных  типов 
пород  может  быть  эффективным  инструментом 
петрофизических  исследований. 
В  дальнейшем  комплекс  рассмотренных  в  данной 
работе  петроэлектрических  исследований  горных 
пород 
рационально 
дополнить 
изучением 
диэлектрической  проницаемости  и  тангенса  угла 
диэлектрических 
потерь 
пород-коллекторов, 
установить  возможные  их  корреляционные  связи  с 
данными 
геофизических 
исследований  скважин. 
Необходимо 
также 
оценить 
информативность 
зафиксированного  при  лабораторных  измерениях 
процесса  изменения  со  временем  сопротивления 
сухих  экстрагированных  образцов  при  пропускании 
через них  постоянного тока. 
 
Таблица  2  –  Комплексные  петроэлектрические  модели  песчаников  кембрия  и  доломитов  девона  Лудинс кой 
площади 
№ 
п/п 
Петроэлектрический  параметр / 
Корреляционная зависимость 
Пределы  изменения параметра (среднее)  / 
Корреляционное уравнение (коэффициент корреляции) 
y = 22,136x 
- 0,776
 
R
² 
= 0,7587 
100
1000
0,01
0,10
п
а
р
а
м
е
тр
 п
о
р
и
с
то
с
ти
 
коэффициент пористости
 

Раздел  «Геотехнологии.  Безопасность  жизнедеятельности» 
 

 
 
 
Песчаники 
Доломиты 
 
Удельное  электрическое сопротивление 
сухих  экстрагированных  пород 
  – 
  кОм

м  
(
  кОм

м) 
  – 
  кОм

м  
(
  кОм

м) 
 
Удельное  электрическое сопротивление 
пород, насыщенных  моделью пластовой 
воды 
  – 
  Ом

м  
(
  Ом

м) 
  – 
  Ом

м  
(
  Ом

м) 
 
Параметр пористости  (Р) при лабораторных 
условиях 
  – 
  (
) 
  – 
  (
) 
 
Параметр пористости  (Р) при пластовых 
условиях 
137  –
 
– 
 
Корреляционная зависимость Арчи-Дахнова 
(лабораторные условия) 
0.689
14,1
П
Р
k



 (R  = 
 
0,693
9,883
П
Р
k



 (R  = 
 
 
Корреляционная зависимость Арчи-Дахнова 
(пласт.  условия) 
0,776
,
22,14
пл
П пл
Р
k



 (R  = 
 
– 
 
Коэффициент электрической  анизотропии 
(

)  сухих  пород 
– 
1,08  –
 
 
Коэффициент электрической  анизотропии 
(

)  пород, насыщенных  моделью пластовой 
воды 
– 
1,003  – 
 
  Параметр насыщения (Р
Н
) 
1 –
 
1 –
 
 
Корреляционная зависимость между 
коэффициентом водонасыщения (k
В
) и 
параметром насыщения (Р
Н
) 
1,052
1, 079
Н
В
Р
k



 
(R  = 
 
3,726
0,907
Н
В
Р
k



 
(R  = 
 
 
Корреляционная зависимость коэффициента 
увеличения удельного электрического 
сопротивления  (Q)  от давления  (р) 
  5
2
  2
3 10
10
1, 039
1,98
Q
р
р


  




 
 
(R  = 
 
5
2
2
3 10
2, 07 10
1, 005
Q
р
р


 




 
 
(R  = 
 
 
Коэффициент увеличения удельного 
электрического  сопротивления при 
увеличении давления  от атмосферного до 59 
МПа 
1 –
 
1 –
 
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
 
  Vyzhva S.A., Reva N.V.,  Gozhyk A.P., Onyshchuk V.I. Onyshchuk I.I.  Petroelectrical investigations of borehole core of Black 
Sea shelf // K.: Herald of Kyiv University. Geology. –
– №44 – P. 4-  
  Vyzhva  S.A.,  Reva  N.V.,  Gozhyk  A.P.,  Onyshchuk  V.I.  Onyshchuk  I.I.  Petroelectrical  investigations  of  borehole  core  of 
complexly-build reservoir rocks // K.: Herald of Kyiv University. Geology. –
– №50 – P. 4-  
  Dahnov  V.N.  Geophysical  methods  of  assesnent  of  reservoir  characteristics  and  hydrocarbon  saturation  of  rocks.  –  M .: 
Subsurface, 1975. – 343 p. 
  Vyzhva  S.A.,  Onyshchuk  D.I.  Onyshchuk  V.I.  Petroelectrical  investigations  of  reservoir  rocks  of  Western-Shebelynske  gas 
condensate field // K.: Herald of Kyiv University. Geology. –
– №57 – P. 13-
 
  Parkhomenko E.I. Electrical  properties of rocks. – M .: Science, 1965. – 164 p. 
  Dortman N.B. Petrophysics. Handbook. part 1. – M .: Subsurface, 1992. – 391 p. 
  Dortman N.B. Petrophysics. Handbook. part 2. – M .: Subsurface, 1992. – 304 p. 
  Dortman N.B. Physical properties of rocks and mineral deposits. Geophysics Handbook. – M .: Subsurface, 1984. – 455 p. 
  Fatt. J. Effect of overburden and reservoir pressure on electric logging formation factor // Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geologists, 
41 №11. 
 
 
 
ӘОЖ 622.271=512.122 
 
Күрделі тау-кен геологиялық жағдайларда 
кеніштің қиябетінің беріктілігін зерттеу 

жүктеу/скачать 6,79 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: