Геологическая интерпретация данных электро- и радиокаротажа

Песчано-глинистые породы

При изучении песчано-глинистого разреза, представленного главным образом песками, песчаниками, алевролитами и глинами, основное значение имеют диаграммы электрического каротажа.

Пески и песчаники. Обычно сопротивление песков и песчаников изменяется в больших пределах, что связано с изменением минерализации насыщающих их жидкостей, а также их пористости и структуры норового пространства.

Песчаные пласты, расположенные вблизи дневной поверхности и насыщенные слабоминерализованными и пресными водами, имеют высокие удельные сопротивления, обычно достигающие нескольких десятков и даже сотен ом-метров. Пласты песчаных пород, залегающие на большой глубине, как правило, насыщены высокоминерализованными пластовыми водами и их сопротивление в зависимости от величины пористости колеблется от десятых долей до нескольких ом-метров.

Невысокие сопротивления соответствуют высокопористым породам: пескам и рыхлым песчаникам; малопористые сцементированные песчаники характеризуются высокими сопротивлениями, величины которых изменяются в больших пределах и при высокой степени цементации превышаю в десятки и сотни раз сопротивления рыхлых песчаников. Сопротивления песчаных пород, насыщенных нефтью или газом, обычно во много раз превышают сопротивления этих же пород, насыщенных пластовой водой, имеющей присущую данному горизонту минерализацию.

На диаграммах ПС пески и песчаники, чистые от примесей глин, обычно выражены отклонениями кривой ПС в сторону отрицательных значений — минимумами ПС. Указанное правило не соблюдается, если минерализация бурового раствора и пластовой воды одинакова, т. е. при каротаже водоносных пластов в неглубоких скважинах, а также при каротаже глубоких скважин, заполненных соленым раствором. Песчаные пласты, содержащие примеси глин, отвечают неглубоким минимумам ПС; при достаточно больших примесях глин глинистые пески и глинистые песчаники на диаграммах ПС не отмечаются. Слабыми отклонениями ПС характеризуются песчаники, сцементированные глинистым цементом. Плотные глинистые песчаники на диаграммах ПС совсем не отмечаются. Нефтегазонасыщенные песчаники на кривых ПС соответствуют таким же показаниям, как и водоносные.

На диаграммах микрозондов высокопористые, проницаемые пески и песчаники отвечают невысоким кажущимся сопротивлениям, обычно превышающим сопротивление бурового раствора не более чем в 1,5—2 раза, а также превышениям показаний кажущихся сопротивлений, намеренных потенциал-микрозондом, над кажущимися сопротивлениями, замеренными градиент-микрозондом, т. е. положительным приращениям. В отдельных случаях против рыхлых водоносных песчаников, обладающих большой проницаемостью по вертикали, в нижней части пласта зона проникновения фильтрата бурового раствора отсутствует. В таких случаях положительное прира­щение на диаграммах микрозондов не отмечается, так как кажущиеся сопротивления, измеренные градиент- и потенциал-микрозондами, практически одинаковы. Величины КС измеренные градиент-микрозондами в песках и рыхлых песчаниках, практически не зависят от сопротивления жидкости, насыщающей пласт, т. е, от минерализации пластовых вод и нефтегазонасыщенности пласта, и определяются величиной удельного сопротивления глинистой корки и зоны проникновения. Плотные малопроницаемые, глинистые пески и песчаники отмечаются на диаграммах микрозондов более высокими, чем высокопористые, проницаемые разности, кажущимися сопротивлениями и против них отсутствуют положительные прира­щения.

Естественная радиоактивность песчаных пород значительно меньше естественной радиоактивности глинистых пород. Поэтому на диаграммах гамма-каротажа пласты песков и песчаников соответствуют пониженным показаниям по сравнению с вмещающими их глинами. В результате этого отбивка песчаных пластов по диаграммам гамма-каротажа в песчано-глинистом разрезе, как правило, не представляет трудностей.

Против глинистых песков и песчаников естественное гамма-излучение более высокое, чем против чистых песчаных пород: с увеличением степени глинистости песков и песчаников возрастает и их естественная радиоактивность.

Иногда повышенная радиоактивность песчаных пород не связана с примесью в них глинистого материала, а обусловлена повышенной радиоактивностью насыщающих их пластовых вод.

Повышенными показаниями на диаграммах гамма-каротажа выделяются глауконитовые, мононацитовые и калиево-полевошпатовые пески и песчаники. В таких случаях, песчаные породы среди глинистых по диаграммам гамма-каротажа выделить не удается.

По данным нейтронного гамма-каротажа нефтеносные и водоносные пески и песчаники отмечаются пониженными показаниями вызванного гамма-излучения. Высокие показания на диаграммах НТК соответствуют сухим газоносным песчаным пластам и плотным малопористым песчаникам. Если в газоносных пластах наблюдается глубокое проникновение фильтрата бурового раствора, то они отмечаются низкими показаниями на диаграммах НГК, так же как и высокопористые песчаные породы, насыщенные нефтью или водой.

На кавернограммах песчаные породы отмечаются уменьшением фактического диаметра по сравнению с диаметром долота, которым бурилась скважина, вследствие чего по пониженным показаниям на кавернограмме удается уверенно выделить в разрезе пористые проницаемые песчаные пласты, Исключение составляют пласты песков и рыхлых песчаников, против которых в некоторых районах (например, в Грозном) на кавернограммах диаметр скважины по сравнению с номинальным увеличивается.

 

Глины и глинистые сланцы

Сопротивление глин изменяется в более узких пределах, чем песков и песчаников. Максимальные сопротивления глин редко превышают 15 ом-м, а минимальные не спускаются ниже 1 —1.5 ом-м. Среднее сопротивление глин обычно составляет около 3 ом-м.

В песчано-глинистых разрезах глины, залегающие на небольшой глубине, имеют более низкие сопротивления, чем сопротивления близлежащих песчаных пород. На больших глубинах глины, как правило, обладают более высоким удельным сопротивлением, чем водоносные пески и рыхлые песчаники. Это обусловлено уплотнением глин с глубиной под влиянием давления вышележащих пород.

Сопротивление глин, как правило, близко к сопротивлениям растворов, заполняющих скважину (те и другие имеют сопротивление порядка 1—3 ом-м). Поэтому величины кажущихся сопротивлений, получаемые против пластов глин, мало отличаются от истинных.

Аргиллиты и глинистые сланцы обладают более высокими сопротивлениями, чем глины, что объясняется большей степенью их уплотненности. Сопротивление очень плотных глинистых сланцев достигает нескольких десятков ом-метров.

Песчанистые и алевритистые глины по данным электрического каротажа мало отличаются от чистых глин; примесь песчаных и алевритовых фракций обычно несколько снижает пористость глин, вследствие чего их сопротивление несколько выше, чем чистых глин.

По диаграммам ПС глины и глинистые породы (глинистые сланцы, аргиллиты и т. п.) отмечаются наиболее высокими значениями естественных потенциалов, которые обычно образуют на диаграмме ПС прямую, параллельную оси глубин («линию глин»).

В глинистых породах примеси песчаных и алевритистых фракции, а также карбонатного материала не изменяют их характеристики по ПС, вследствие чего песчаные и алевритистые глины не отличаются по ПС от чистых глин.

На диаграммах гамма-каротажа глины и глинистые сланцы отмечаются наиболее высокими показаниями, вследствие чего этот метод часто используют для выделения в разрезе скважин, особенно обсаженных, глинистых пород,

По диаграммам микрозондов глины характеризуются минимальными значениями кажущихся сопротивлений. Это обычно связано с образованием каверн против глинистых пластов вследствие их размыва. Поэтому глинистые пласты, как правило, хорошо выделяются по кавернограммам. где им соответствуют более высокие показания, чем против остальных пород.

 

Алевролиты.

 

Каротажная характеристика алевролитов изучена довольно плохо. Часто пласты, охарактеризованные по данным отбора кернов как алевролиты, отмечаются на диаграммах электрического каротажа, как и песчаные породы, глубокими минимумами ПС и удельными сопротивлениями, зависящими от сопротивления пропитывающей их жидкости. Так обычно характеризуются чистые от примесей глин алевролиты. Чистые от примесей глин алевролиты также мало отличаются от песчаников и по диаграммам микрозондов, радиоактивного каротажа, кривым БКЗ и кавернограммам. Такие алевролиты по коллектореким свойствам мало отличаются от песчаников и соответствующие ошибки интерпретации каротажных диаграмм не имеют практического значения при решении про­мысловых задач.

Чистые от примесей глин алевролиты встречаются в разрезах скважин редко, обычно в виде прослоев небольшой мощности среди глинистых алевролитов.

Глинистые алевролиты по своей каротажной характеристике значительно сходны с глинистыми породами. Они отмечаются высокими показаниями на диаграммах ПС и гамма-каротажа. Уплотненность глинистых алевролитов обычно больше, чем глин, вследствие чего они отмечаются более высокими, чем глины, кажущимися сопротивлениями. Глинистые алевролиты плохо проницаемы, поэтому на диаграммах микрозондов против них не бывает положительных приращений, а на диаграммах кажущихся сопротивлений, полученных градиент микрозондом, они отмечаются более высокими показаниями, чем глины и песчаные пласты.

На диаграммах НГК глинистые алевролиты отмечаются такими же показаниями, как и песчаные пласты, насыщенные жидкостью, несмотря на то, что пористость их обычно значительно меньше пористости последних.

Повышенное водородосодержание малопористых глинистых алевролитов объясняется наличием кристаллизационной воды, входящей в состав глинистых примесей.

Судя по кавернограммам, против глинистых алевролитов, как правило, отсутствуют заметные изменения диаметра скважины сравнительно с диаметром долота, которым скважину бурили в данном интервале. Часто на кавернограмме наблюдается небольшая иззубренность соответствующая увеличению диаметра, связанному, по-видимому, с чередованием более и менее глинистых прослоев алевролитов.

До недавнего времени при интерпретации диаграмм стандартного каротажа к алевролитам обычно относили глинистые алевролиты, чередующиеся с тонкими прослоями чистых алевролитов и песчаников. Такие пачки характеризуются повышенными удельными сопро­тивлениями и неглубокими минимумами ПС. С применением микро­зондов оказалось возможным более подробно расчленять такие пачки и выделять в них тонкие прослои, обладающие хорошими коллекторскими свойствами.

Рис.10 Примеры литологического расчленения и выделения коллекторов в терригенных отложениях по данным ГИС.

1 — коллектор (песчаник); 2 — не коллектор (глинистый алевролит); 3 — глина

 

Карбонатные породы

 

Дифференциация карбонатных пород и особенно выделение известняков и доломитов по данным каротажа весьма затруднительны.

Мергели

Удельное сопротивление мергелей колеблется в очень больших пределах и сильно зависит от их пористости и степени глинистости. В отличие от глинистых песчаников и алевролитов пористость мергелей не изменяется с глубиной залегания. По-видимому, это связано с тем, что карбонатный материал мергелей образует жесткий скелет породы, исключающий или затрудняющий их уплотнение под давлением вышележащих пород.

Рыхлыевысокопористые разности мергелей имеют невысокие (порядка 5—7 ом-м) удельные сопротивления, тогда как плотных мергелей, например сарматских, караганских и спириалисовых на Северном Кавказе, величина удельных сопротивлений достигает многих сотен ом-метров. Поэтому на диаграммах КС мергели отмечаются самыми разнообразными показаниями.

На диаграммах ПСмергелям, как и глинам, соответствуют высокие показания. По диаграммам микрозондов они характеризуются высокими кажущимися сопротивлениями и отсутствием положительных приращений.

На диаграммах ГК мергели занимают промежуточное положение между известняками и глинами. В среднем естественная радиоактивность мергелей выше, чем песчаников, но ниже, чем глин, глинистых алевролитов и аргиллитов.

На диаграммах НГК мергели отмечаются, так же как и другие глинистые породы, например глинистые алевролиты и глинистые песчаники, более высокими показаниями, чем глины, и более низкими, чем плотные известняки и крепко сцементированные песчаники. С некоторым приближением мергели можно рассматривать как глинистую породу, скрепленную карбонатным цементом. Цемент предотвращает разбухание и размокание в воде глинистых частичек, заключенных в породе, вследствие чего на кавернограммах мергели, как правило, отмечаются номинальными значениями диаметра. Только сильно глинистым разностям мергеля соответствуют иногда увеличенные показания диаметра на кавернограмме. Иногда повышенными показаниями на кавернограмме выделяются пласты твердых, но хрупких мергелей, залегающих среди глинистых пород.

Известняки и доломиты.

Геофизические характеристики известняков и доломитов весьма сходны между собой. Известняки с небольшим сопротивлением представлены глинистыми или высокопористыми разностями, насыщенными соленой водой.

Сопротивления карбонатных пород значительно превосходят сопротивления терригенных пород, в результате чего на диаграммах электрического каротажа пласты известняков и доломитов, залегающих среди терригенных пород, отмечаются высокими показаниями. Особенно высокими сопротивлениями обладают кристаллические и окремнелые известняки. Минимальные сопротивления наблюдаются против рыхлых высокопористых и кавернозных, а также доломитизированных известняков, в ракушечниках и отложениях мела, насыщенных высокоминерализованными водами. Значительные примеси глин в плотных карбонатных породах снижают их удельные сопротивления.

Величина амплитуды аномалий ПС и их знаки определяются в основном относительной глинистостью карбонатных пород. С увеличением глинистости амплитуда отклонения кривой ПС снижается. Сильно глинистые карбонатные породы отмечаются на кривой ПС, как и глины, положительной аномалией ПС. Кривая ПС против карбонатных пород усложняется обычно большим влиянием пластов высокого сопротивления и в целом мало характерна.

На диаграммах микрозондов известняки и доломиты, залегающие в песчано-глинистых породах, отмечаются высокими кажущимися сопротивлениями. Пористые проницаемые разности известняков и доломитов выделяются на диаграммах микрозондов по более низким кажущимся сопротивлениям, чем плотные непроницаемые карбонатные породы, а также по наличию против них положительных приращении.

Пониженные сопротивления и положительные приращения на диаграммах микрозондов наблюдаются часто и против карбонатных пластов, которые, судя по данным других методов {НГК, БКЗ) являются малопористыми. По-видимому, такие случаи соответствуют пластам проницаемых трещиноватых карбонатных пород.

Диаграмма КС микрозондов против плотных непроницаемых известняков и доломитов имеет вид сильно иззубренной кривой, составленной из чередования тонких пик с резкими переходами от высоких сопротивлений к более низким.

На диаграммах ГК низкие значения естественного гамма-излучения соответствуют чистым от примесей глин известнякам и доломитам. Исключение составляют некоторые горизонты в отложениях каменноугольной и девонской систем Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, где отдельные пласты карбонатных пород отмечаются повышенными показаниями на диаграммах ГК вследствие обогащения их радиоактивными веществами.

Карбонатные породы, содержащие примеси радиоактивных элементов, отмечаются показаниями, часто превышающими во много раз показания против глин и глинистых сланцев, Такие интервалы отличают от интервалов глинистых пород по диаграммам ПС: в чистых от примесей глин пластах известняков с повышенной радиоактивностью ПС сохраняет пониженные показания, тогда как в глинистых породах показания ПС высокие.

Глинистые известняки и доломитыотмечаютсяболее высокими показаниямина диаграммахГК, чем чистые от примесей глин карбонатные породы.

Данные лабораторных исследований радиоактивности образцов карбонатных пород показывают, что с увеличением глинистости наблюдается соответственное увеличение радиоактивности. Таким образом, сопоставляя показания ГК против глин и глинистых карбонатных пород, можно по диаграмме ГК оценить степень их глинистости.

На диаграммах НГК пласты известняков и доломитов соответствуют обычно высоким показаниям. Исключение составляют кавернозные высокопористые нефтеносные и водоносные пласты, характеризующиеся более низкими показаниями вызванного гамма-излучения, чем плотные слабопроницаемые карбонатные породы. Обычно показания НГК против карбонатных пластов более высокие, чем в терригенных породах, вследствие чего пласты известняков и доломитов, залегающие среди песчано-глинистых пород, выделяют по пикам на диаграммах НГК.

Пористые разности известняков и доломитов отмечаются на диаграммах НГК более низкими показаниями, чем плотные. На этом основан метод выделения коллекторов в разрезах скважин, представленных карбонатными породами.

Глинистые известняки и доломиты на диаграммах НГК дают пониженные показания и для того, чтобы отличить их от пористых разностей, необходимо учитывать показания диаграмм ГК или естественных потенциалов.

На кавернограммах пласты известняков и доломитов, как правило, отмечаются номинальными значениями диаметра. В сильно глинистых известняках, правда, крайне редко наблюдается некоторое увеличение диаметра скважины. Известны случаи незначительного увеличения диаметра против высокопористых кавернозных известняков.

Детальные кавернометрические исследования карбонатных коллекторов в скважинах нефтяных месторождении показывают сужение диаметра скважин против проницаемых пластов карбонатных пород. По-видимому, как и для песчаных пластов, эти сужения обус­ловлены образованием на стенках скважин против проницаемых карбонатных пластов глинистой корки. Сужение диаметра, определяемое по кавернограмме. может служить дополнительным признаком для выделения в разрезах карбонатных пород проницаемых пластов.

 

Мел

 

Породы, сложенные писчим мелом, по физическим и коллекторским свойствам весьма близки к слабо сцементированным породам - пескам, рыхлым песчаникам и алевролитам. Вследствие высокой пористости этих пород их удельное сопротивление при насыщении высокоминерализованными водами незначительно и величина относительного сопротивления редко превышает 15—20 ом-м. При отсутствии в породе заметных примесей глинистых частиц пласты мела, так же как и высокопористые песчаники, отмечаются на кривых ПС глубокими минимумами.

На диаграммах микрозондов отложениям мела соответствуют низкие значения кажущихся сопротивлений и положительные приращения. На диаграммах ГК меловые породы характеризуются низкими показаниями; в глинистых разностях показания ГК увеличиваются.

На диаграммах НГК меловые породы, насыщенные жидкостью, отмечаются, как и другие высокопористые породы, пониженными значениями, зависящими от величины их пористости.

На кавернограммах меловые породы часто характеризуются небольшими сужениями диаметра скважины, обусловленными образованием глинистой корки на ее стенке.

Рис. 11  Пример литологического расчленения карбонатного разреза по дан­ным гис.

1 — известняк плотный; 2 — известняк-коллектор; 3 — глина

 

Гидрохимические осадки

Ангидриты, гипсы и каменная соль обладают наиболее высокими сопротивлениями среди пород осадочного комплекса. Электропроводность гидрохимических осадков может обусловливаться наличием в них трещин, заполненных растворами солей, или примесей глини­стого материала.

Чистые разности гидрохимических пород ведут себя как породы бесконечно большого сопротивления, и величина кажущегося сопротивления на диаграммах электрического каротажа против таких пород определяется сопротивлением раствора, заполняющего скважину, и ее диаметром.

На диаграммах КС гидрохимические породы отмечаются одинаково. Исключение составляют пласты каменной и калийной солей, против которых вследствие растворения соли в воде диаметр скважины обычно увеличен и кажущиеся сопротивления поэтому сильно занижены.

Значения естественных потенциалов против гидрохимических пород непостоянны. Они могут быть повышенными или пониженными, причем заметной связи между показаниями ПС и литологическим составом пород нет. Неопределенная характеристика гидрохимических пород по ПС объясняется их высокими сопротивлениями. Пласт гидрохимической породы играет как бы роль изолятора, включенного в электрическую цепь. Изменения показаний, отмеченные на кривых ПС против гидрохимических отложений, обусловлены, по-видимому, изменением электродных потенциалов и не отражают литологического состава пород. Вследствие этого диаграммы ПС против хемогенных пород имеют чаще всего вид маловыразительных волнистых кривых.

На диаграммах микрозондов гидрохимические отложения отмечаются высокими значениями кажущихся сопротивлений. Пласты каменной соли, залегающие среди нерастворимых пород (ангидритов, гипсов), отмечаются на диаграммах микрозондов низкими значениями кажущихся сопротивлений, если вследствие их растворения диаметр скважины значительно увеличен против номинального значения.

Гипсы, ангидриты и каменная соль обладаютнаиболее низкой естественной радиоактивностью среди других осадочных пород. Поэтому на диаграммах ГК гидрохимические отложения характеризуются наиболее низкими показаниями. Высокими показаниями на диаграммах ГК превосходящими в ряде случаев показания против глинистых пород, отмечаются калийные соли, что связано с присутствием в их составе радиоактивного изотопа калия.

На диаграммах НГК гидрохимические осадки хорошо различаются по величине зарегистрированной интенсивности вызванного гамма-излучения. Аномально высокие показания на диаграммах НГК соответствуют пластам каменной соли. Это объясняется большой интенсивностью и энергией гамма-излучения, возникающего при захвате нейтронов атомами хлора. Показания НГК против пластов каменной соли уменьшаются, ее ли диаметр скважины против них вследствие размыва соли становится очень большим (более 40 см). В этом случае показания НГК против пластов каменной соли более низкие, чем против ангидритов. Пласты каменной соли могут отвечать на диаграммах НГК очень низким показаниям, если измерения проводили в обсаженных скважинах с цементным слоем за трубами. В этом случае вследствие большого диаметра скважины влияние каменной соли на показания НГК незначительно и показания НГК определяются нейтронными свойствами цементного кольца,

Высоким показаниям, обычно превосходящим показания против пластов карбонатных пород, соответствуют на диаграммах НГК пласты ангидритов. Глинистые примеси и трещиноватость снижают показания НГК против ангидритов.

Гипсы вследствие влияния содержащейся в их составе кристаллизационной воды характеризуются на диаграммах НГК минимальнымизначениями интенсивности вызванного гамма-излучения — более низкими, чем против карбонатных, песчаных и не размытых глинистых пород. Поэтому плотные, но загипсованные породы - известняки, доломиты, ангидриты - отмечаются на диаграммах НГК пониженными показаниями. Это может приводить к ошибочной оценке таких пород как возможных коллекторов.

Калийные соли на диаграммах НГК выделяются по-разному в зависимости от минералогического состава. Например, карналлитам, содержащим большое количество кристаллически связанной воды, соответствуют минимумы показаний на диаграммах НГК. тогда как сильвиниты характеризуются такими же высокими показаниями, как и каменная соль.

За исключением каменной и калийных солей, растворяющихся к воде, хемогенные породы отмечаются на кавернограммах значениями диаметра скважины, совпадающими со значениями диаметра долота, которым они бурились. Каменная и калийная соли на кавернограммах обычно соответствуют четко выраженным повышенным значениям диаметра скважины.

 

---

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 7716; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!