RU2684670C1 - Способ выявления улучшенных коллекторских свойств высокоуглеродистых пород - Google Patents
Способ выявления улучшенных коллекторских свойств высокоуглеродистых пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2684670C1 RU2684670C1 RU2018128266A RU2018128266A RU2684670C1 RU 2684670 C1 RU2684670 C1 RU 2684670C1 RU 2018128266 A RU2018128266 A RU 2018128266A RU 2018128266 A RU2018128266 A RU 2018128266A RU 2684670 C1 RU2684670 C1 RU 2684670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rocks
- spectra
- samples
- rock
- reservoir properties
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 claims abstract description 36
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 2
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 claims 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 abstract description 50
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 8
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000004079 vitrinite Substances 0.000 description 7
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 4
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 4
- 241000894007 species Species 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 3
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 2
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004852 Asphaltite Substances 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000399 optical microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области геологии и касается способа выявления улучшенных коллекторских свойств высокоуглеродистых пород. Способ включает в себя отбор образцов керна из высокоуглеродистых пород, исследование образцов проб методом ИК-спектроскопии, получение ИК-спектров минеральной матрицы породы и сопоставление их с эталонными спектрами. Полученные спектры по соотношению волновых чисел и величин их интенсивностей сравнивают с ИК-спектрами эталонной коллекции, содержащими характеристику породной матрицы и характеристику градаций катагенеза органического вещества. По результатам сравнения выбирают образцы с наименьшей степенью преобразованности (МК-МК) и в пределах этих градаций выделяют породы с улучшенными коллекторскими свойствами. Технический результат заключается в повышении достоверности и экспрессивности способа. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к геологии, включая поисковую геохимию на нефть и газ, и может быть использовано при проведении геологоразведочных работ на нефть и газ для выявления в разрезе интервалов осадочных пород, представленных доманикитами и сланцами, в которых в зависимости от стадии катагенеза выделяются прослои пород с улучшенными коллекторскими свойствами, определяемыме экспрессно по инфракрасным спектрам образцов пород (керн, шлам). В традиционной нефтяной геологии до сих пор уделялось недостаточное внимание доманикитам и другим высокоуглеродистым породам как низкопроницаемым коллекторам, формирующимся на определенных стадиях катагенеза и соответственного изменения зрелости органического вещества (ОВ) в них.
Известно, что улучшенными коллекторскими свойствами обладают породы на стадиих мезокатагенеза. Катагенетические преобразования пород при сравнительно высоких температурах определяют, с одной стороны, созревание органического вещества и его миграцию из породы в виде битумоидов, в результате чего увеличивается пористость керогена, а с другой стороны, приводят к образованию дополнительного микропустотного пространства за счет процессов выщелачивания и перестройки минеральной матрицы породы. При повышении степени катагенеза происходит уплотнение пород, когда в породах пустотные пространство сокращается и породы становятся почти непроницамыми.
Таким образом, высокоуглеродистые породы (и доманикиты, и сланцы, различные по стадиям зрелости ОВ и преобразованности пород) могут представлять собой толщи с разными свойствами: от пород, не являющихся коллекторами, до пород, которые могут обладать свойствами низкопроницаемых коллекторов. При этом на показатели коллекторских свойств (пористость, проницаемость) могут влиять сопряженные процессы, связанные как с преобразованием минеральной матрицы породы, так и с преобразованием ОВ.
В последние годы экспериментально были исследованы высокоуглеродистые толщи и получены их петрофизические характеристики по пористости и проницаемости, позволившие оценить улучшенные коллекторские свойства пород, формирующиеся на определенных стадиях катагенетического преобразования. Значения показателей пористости и проницаемости в разных образцах были сопоставлены со степенью катагенетической преобразованности содержащегося в породах органического вещества (таблица 1), контролируемой максимальными палеотемпературами.
Определение степени зрелости органического вещества с целью установления палеотемпературных характеристик, важных для оценки стадий образования пород с улучшенными коллекторскими свойствами - весьма трудоемкий процесс. Более простым способом является установление оптимального палеомтемпературного диапазона формирования пород с улучшенными коллекторскими свойствами по степени преобразованности самой минеральной матрицы, характеризующейся определенными градациями катагенеза.
Предлагаемый способ позволяет без сложной пробоподготовки определять степень преобразованности высокоуглеродистых пород на основе сопоставления ИК-спектров образцов минеральной матрицы породы и органического вещества со спектрами из эталонных коллекций из высокоуглеродистых отложений нижнего силура и верхнего девона.
Основная задача экспресс-оценки коллекторских свойств высокоуглеродистых отложений состоит в определении в разрезе скважин интервалов осадочных пород с улучшенными коллекторскими свойствами по данным ИК-спектроскопии и прослеживании их по площади на основе анализа характеристики гамма-активности пород в комплексе с другими видами каротажа.
Известно, что значения гамма-активности, определяемые по радиоактивному каротажу, представляют собой суммарный отклик содержания урана в породе и в органическом веществе. Кроме того, вклад в общую гамма-активность радиоактивного каротажа вносят глинистые породы, содержащие радиоактивные торий и калий.
В глубоководных фациях органическое вещество накапливается в морских карбонатных и кремнистых породах, обедненных глинистой составляющей.
В доманикитах, представленных карбонатными и кремнистыми породами, наиболее четко прослеживается корреляция урана и органического вещества, особенно там, где содержание глинистых частиц и тория минимальны. Коэффициент корреляции органического вещества и урана в слабопреобразованных доманикитах превышает 0,67 [1]. В работе [1] было показано, что при увеличении степени катагенеза уменьшаются значения коэффициента корреляции между содержанием урана и органическим веществом до 0,5. При повышении степени преобразованности пород в них также уменьшается содержание тория в форме примесей. Таким образом, повышение степени катагенеза ведет к уменьшению в ней органического вещества (ОВ), содержащего уран, а последующее увеличение степени преобразованности минеральной части пород способствует уменьшению в них тория. Это приводит соответственно к снижению гамма-активности осадочных порода конце мезокатагенеза, что отражается в уменьшении их значений на каротажных диаграммах и может использоваться для целей расчленения отложений и корреляции разрезов скважин.
Решение задачи задачи состоит в выявлении степени катагенетической преобразованности породы в типовом разрезе и выделении уровней с улучшенными коллекторскими свойствами пород с их последующим прослеживанием по разрезам скважин поданным ГИС.
Существуют разные способы определения степени катагенетической преобразованности ОВ высокоуглеродистых пород и степени преобразованности вмещающей минеральной матрицы пород. Согласно работе [2], под степенью катагенетической преобразованности ОВ понимается преобразованность самого органического вещества, которая зависит от многих факторов, в т.ч. от первоначального состава вещества и степени его окисленности. Таким образом, характер измененности ОВ в процессе погружения и влияния различных термобарических условий (катагенезе) может несколько отличаться от изменения минеральной части породы при тех же условиях.
Степень катагенетических преобразований пород определяется петрографическим методом, который предполагает приготовление шлифов и аншлифов с последующим их исследованием под бинокуляром или оптическим микроскопом.
Известно, что универсальным способом определения катагенетической преобразованности ОВ терригенных пород является исследование органических остатков высших растений, по которым осуществляется определение показателя отражательной способности витринита (R0). Этот показатель, широко используемый в углепетрографии для оценки зрелости органического вещества определяется по углу отражения света от частиц витринита микроспическими исследованиями: чем более обуглерожены растительные остатки, тем больше угол отражения света и значение R0. Необходимые условия применения методода наличие репрезентативной выборки витринитовых фрагментов (30 фрагментов). Данная методика универсальна для континентальных толщ и переходных морских фаций, где в массе встречаются растительные остатки высших растений, а витринитовая шкала увязана с температурой палеопрогрева и градациями катагенеза. Выделенные стадии катагенеза (протокатагенез, мезокатагенез, апокатагенез) и сооответствующие градации (ПК1-ПК3, МК1-МК5, АК1-АК3) шкалы катагенеза континентальных угольных толщ были распространены и на морские отложения [2]. Однако для определения морских осадков этот метод не вполне применим из-за отсутствия витринита в глубоководных отложениях. Существует также проблема определения палеотемператур прогрева пород глубоководных морских фаций, а также в более древних, чем девон отложениях, поскольку в них отсутствуют остатки высших растений, которые широко встречаются в осадочной летописи, начиная только с девонского периода.
Особую сложность представляет определение степени катагенеза сапропелевого органического вещества в морских отложениях. Сапропелевое вещество характеризуется большим количеством зооостатков, в основном хитиноподобного состава. Это означает, что для морских и древних пород градация катагенеза на основе витринитовой шкалы не вполне правомерна.
В работе [3] был предложен способ определения палеотемператур по цветовой шкале оболочек спор и водорослей, изменяющих свой цвет от светло-зеленого до почти черного в зависимости от термобарических условий. Данный метод оценки палеотемператур имеет ограничения. Он требует проведения исследований изменения цветности в пределах одного таксона (вида, рода). Это обусловлено тем, что в световом микроскопе цветность оболочек разных видов спор и водорослей зависит от их морфологии (толщины) и биохимического состава (спорополленин, водорослевая целлюлоза). Проследить один и тот же таксон в разнофациальных морских толщах не всегда представляется возможным, поскольку виды приурочены к определенным экологическим условиям в морском бассейне (например, пелагические виды, виды литоральных обстановок).
Наиболее известным способом определения степени катагенетической изменчивости сапропелевого органического вещества считается пиролитический метод.
К недостаткам пиролитического метода относится косвенный характер определяемых значений Тгпах, температуры фиксирующей максимальные значения выхода продуктов пиролиза пика S2, которые получают при сжигании навески породы в темературном режиме выше 300°. Кроме того установлено, что состав минеральной матрицы породы существенно влияет на значения показателей продуктов пиролиза и приводит к искаженной оценке истинной зрелости ОВ [4]. Экспериментально доказана различная степень преобразованности пород, получаемая при добавлении к одному и тому же исходному органическому веществу разных минеральных добавок: кварца, монтмориллонита, карбонатов.
Близким к заявляемому способу является метод, приведенный в работе [5]. Он состоит в том, что изучались образцы пород в переходных прибрежно-морских фациях, содержащие одновременно и витринит, и сапропелевое ОВ. На этой основе в диапазоне волновых чисел от 4000 до 1800 см-1 были получены эталонные ИК-спектры сапропелевого вещества для стадии мезокатагенеза. К общим недостаткам метода, приведенного в работе [5], относятся высокие трудозатраты и длительность пробоподготовки, связанной с извлечением ОВ из пород с применением химреагентов (HCl, HF) и тяжелой жидкости.
В качестве прототипа для предлагаемого решения рассматривается способ, предложенный в патенте РФ на изобретение №2541721, 20.02.2015 г. [6].
Способ заключается в следующем. Выполняют отбор образцов керна из скважин, выделяют из образцов проб нерастворимое органическое вещество (НОВ), исследуют образцы методом гамма-каротажа и оптической микроскопии. В отобранных образцах керна определяют гамма-активность урана по керну, затем определяют значения показателя г по соотношению значений гамма-активности по каротажу к гамма-активности урана по керну. По этим значениям устанавливают тип отложений, различающихся по содержанию органического углерода Сорг для доманикоидов, доманикитов и сланцев, отбирают для дальнейших исследований пробы керна из интервалов с наибольшими значениями гамма-активности по каротажу, из отобранных образцов пород с помощью HCl и HF выделяют нерастворимое органическое вещество (НОВ), определяют в нем содержание урана, рассчитывают коэффициент корреляции ki между радиоактивностью НОВ и значением гамма-активности каротажа, сравнивают его со значениями к соответствующего типа отложений и определяют перспективную зону генерации углеводородов. Затем в отобранных пробах НОВ проводят оценку зрелости органического вещества на уровне градаций катагенеза методами микроскопии и ИК-спектроскопии и по данным зрелости органического вещества выявляют перспективные зоны генерации углеводородов.
Способ основан на комплексной интерпретации гамма-каротажных и оптических характеристик пород. Достоверная интерпретация гамма-активности пород по радиоактивному каротажу не требует применения дорогостоящего дополнительного оборудования при бурении скважин, такого как спектральный гамма-каротаж. Единая пробоподготовка для различных видов анализа не требует дорогих химреагентов и позволяет достоверно по количественным показателям оценивать катагенез морских пород на уровне градаций катагенеза.
Недостатком рассматриваемого способа является его трудоемкость в процессе пробоподготовки, а также ограниченность его применения для оценки коллекторских свойств пород.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение достоверности и экспрессности способа выявления улучшенных коллекторских свойств высокоуглеродистых пород, представляющих собой перспективный нефтегазопоисковый объект.
Для достижения заявленного технического результата в предложенном способе, включающем отбор образцов керна из высокоуглеродистых пород, исследование образцов проб методом ИК-спектроскопии, получением ИК-спектров минеральной матрицы породы и сопоставлением их с эталонными спектрами, изменено дальнейшее исследование отобранных проб. Полученный спектр сравнивают с ИК-спектрами эталонной коллекции, которые содержат как характеристику породной матрицы, так и характеристику градаций катагенеза ОВ.
По результатам сравнения последних со спектрами эталонных коллекций (по соотношению волновых чисел и величин их интенсивностей) определяют образцы с наименьшей степенью преобразованности ОВ и минеральной матрицы пород (рисунок 1, таблицы 2 и 3).
Выделяют интервалы в разрезе скважины, охарактеризованные данными образцами, которые относятся к нефтематеринским породам с нефтегенерирующими и коллекторскими свойствами (низкопроницаемые коллекторы). В пределах диапазона градаций МК2-МК3 по ИК-спектрам пород выделяют на основе сопоставления их с ИК-спектрами эталонной коллекции образцы с улучшенными коллекторскими свойствми. Определяют мощность интервала разреза, охарактеризованную породами с улучшенными коллекторскими свойствами.
Предложенный способ определения степени катагенеза ОВ и пород на основе сопоставления с эталонными спектрами позволяет повысить скорость, детальность и достоверность выявления интервалов разрезов с улучшенными коллекторскими свойствами в осадочных высокоуглеродистых породах, проследить выявленные интервалы по площади, что важно для оценки перспектив нефтегазоносности территории.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими таблицами и рисунками:
таблица 1 - характеристика свойств высокоуглеродистых пород на разных стадиях катагенетического преобразования,
таблица 2 - эталонная коллекция ИК-спектров минеральной матрицы пород, таблица 3 - характеристика ИК-спектров по максимальным значениям волновых чисел (× max) и их интенсивности (y)
рис. 1 - эталонные ИК-спектры нерастворимого органического вещества пород (керогена),
рис. 2 - пример корреляции скважин с выделенными улучшенными коллекторскими свойствами пород.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Отбирают образцы керна, которые затем исследуют на ИК-спектрометре и получают ИК-спектры породной составляющей в графическом виде (таблица 2) и их количественные характеристики (таблица 3). По результатам сравнения ИК-спектральных характеристик изучаемых образцов со спектрами эталонных коллекций (по соотношению волновых чисел и величин их интенсивностей) определяют образцы с наибольшей и наименьшей степенью преобразованности минеральной матрицы породы и соответственно преобразованостью содержащегося в породе ОВ (рисунок 1, таблицы 2 и 3). Далее проводят разделение образцов по степени преобразованности минеральной матрицы. При этом учитывается тот факт, что породы на стадии МК2 являются только нефтегенерирующими и как коллекторы не рассматриваются.
Первоначально выделяют образцы с наибольшей степенью преобразованности пород, сопоставляемые с эталонами на градациях катагенеза МК3-МК4, которые не являются потенциальными низкопроницаемыми коллекторами вследствие большой плотности минеральной матрицы. Выделяют интервалы в разрезе скважины, охарактеризованные данными образцами.
Затем выбирают образцы с меньшей степенью преобразованности пород по сопоставлению с ИК-спектрами, минеральная матрица которых сопряжена с градацией ОВ на стадии МК2-МК3. В этом переходном интервале градаций катагенеза нефтематеринские породы выполняют разные функции. Одни породы являются нефтегенерирующими породами, другие породы относятся к низкопроницаемым коллекторам.
В пределах этого диапазона градаций МК2-МК3 по ИК-спектрам выделяют породы "не коллекторы" и породы с улучшенными коллекторскими свойствами на основе сопоставления их с ИК-спектрами эталонной коллекции. ИК-спектры породы "не коллектор" характеризуется наличием спектральных полос и их высокой интенсивностью в области связей -Si-O (1008,8-1053,0; 1089, 8 см-1). ИК-спектры породы "коллектор" характеризуются перестройкой минеральной матрицы, отражающейся в ИК-спектрах высокими значениями интенсивности связей Al-O- (944-978 см-1); отсутствием спектральных полос в области связей -С-О (833,3-834,5 см-1) и -Si-O- (1008,8-1053,0 см-1; 1089, 8, см-1); сдвигом по оси "х" значений связей -С-О- (881 см-1)
В разрезе скважины по образцам с приведенной ИК-спектроскопической характеристикой породы "коллектор" выделяют интервал разреза с улучшенными коллекторскими свойствами, который может быть прослежен по данным ГИС в других разрезах.
На рисунке 2 приведен пример такого прослеживания выделенных уровней с улучшенными коллекторскими свойствами по скважинам.
В отличие от прототипа в заявленном способе органическое вещество из породы исследуемого образца не выделяется.
При этом сравнивают ИК-спектры минеральной составляющей образца с минеральной матрицей эталонного образца, для которого также установлена градация катагенеза ОВ по ИК-спектру органического вещества, выделенному из породы.
В заявленном способе в отличие от прототипа в нефтегазогенерирующей зоне выделяют в разрезе интервалы с улучшенными коллекторскими свойствами. Они приурочены не ко всей зоне нефтегазогенерации в градациях катагенеза, характеризующейся от МК2 до МК4, а к более узкой - переходной зоне в диапазоне градаций катагенеза МК2-3. Переходная зона на фоне созревания органического вещества характеризуется одновременно и перестройкой минеральной составляющей породы, которая проявляется в нарушении структурированности минеральной матрицы и отражается в уширении характеристических полос и уменьшении их интенсивности (образец Сев-Мамоновская 1, таблица).
Эта перестройка определяется количественными показателями, приведенными в таблице 3, такая характеристика отсутствовала в прототипе. Так, в отличие от прототипа, по данному способу устанавливают количественные ИК-спектральные характеристики получаемого ИК-спектра минеральной составляющей пород в диапазоне изменения волновых чисел от 1800 см-1 до 400 см-1. В результате в заявленном способе кроме графического представления ИК-спектров образцов (таблица 2), каждый из ИК-спектров охарактеризован количественными показателями - значениями волновых чисел (см-1) по оси "х" и величиной их интенсивности по оси "y", приведенной в относительных единицах (таблица 3).
Основой для реализации способа являются экспериментальные данные, полученные для 75 образцов Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, Калининградской области, изученные в стратиграфическом диапазоне от силура до верхнего девона по 5 скважинам и 8 обнажениям.
Созданная базовая эталонная коллекция ИК-спектров органического вещества разных стадий зрелости для пограничных характеристик "коллектор" - "не коллектор" приведена на рис. 1. На рис. 1 представлены графики эталонных ИК-спектров НОВ высокоуглеродистых силурийских образцов Калининградской области, для которых были выполнены ранее [7] оценки градаций катагенеза методом выделения ОВ из пород. В таблице 2 приведены ИК-спектры минеральной матрицы этих же образцов Калининградской области, что и ИК-спектры с установленной степенью катагенеза органического вещества, (приведены на рис. 1). В таблице 3 представлены количественные ИК-спектральные характеристики пород рассматриваемых образцов.
Особенностью заявляемого способа является создание эталонной коллекции ИК-спектров. В этой коллекции для одних и тех же образцов в диапазоне волновых чисел 1800-400 см-1 ИК-спектров приведены характеристики, отражающие степень измененности минеральной матрицы породы и ИК-спектры органического вещества, выделенного из породы. Это позволяет увязать характеристики минеральной матрицы породы (таблицы 2 и 3) со степенью катагенетического преобразования ОВ (рис. 1) и с улучшенными коллекторскими свойствами пород (таблица 1).
При этом по ИК-спектрам породы выбираются те образцы, которые соответствуют преобразованию минеральной матрицы породы с формированием дополнительного пустотного пространства.
В работе использовалось современное техническое оборудование инфракрасный Фурье-спектрометр ФМС-2202, на котором проводились исследования по стандартной методике с приготовлением таблеток KBr с навеской 2 мг предварительно растертого в агатовой ступке образца породы.
Сравнительный анализ спектров только по минеральной части ИК-спектров изучаемых образцов с эталонами существенно сокращает трудозатраты на установление образцов пород с улучшенными коллекторскими свойствами.
Таким образом, предложенный способ определения степени катагенеза ОВ и пород на основе сопоставления с эталонными спектрами позволяет повысить скорость, детальность и достоверность выявления интервалов разрезов с улучшенными коллекторскими свойствами в осадочных высокоуглеродистых породах, проследить выявленные интервалы по площади, что важно для оценки перспектив нефтегазоносности территории.
ЛИТЕРАТУРА
1. Способ определения ванадия и редкоземельных элементов по гамма-активности осадочных пород. Патент РФ №2636401.от 23.11.2017 г. Заявка 2016 151515 от 26.12.2016 г.
2. Справочник по геохимии нефти и газа / Под. ред. С.Г. Неручева. СПб.: Недра. 1998. - 576 с.
3. Способ определения палеотемператур катагенеза безвитринитовых отложений по оптическим характеристикам микрофитофоссилий / Прищепа О.М., Макарова И.Р., Суханов А.А. Патент на изобретение №2529650, заявка №201313243, приоритет изобретения 12 июля 2013 г. зарегистрировано в Государственном реестре изобретений РФ 05 августа 2014 г.
4. Савельев В.А. Влияние природы органического вещества на состав продуктов термолиза керогена и асфальтита, автореферат на соискание уч. степени канд. хим. наук. - Томск. - 2010. - 23. с.
5. Данилов В.Н., Огданец Л.В., Макарова И.Р., Гудельман А.А., Суханов А.А., Журавлев А.В. Основные результаты изучения органического вещества и УВ-флюидов Адакской площади // Нефтегазовая геология. Теория и практика. -2011. - Т. 6. - №2. - http://www.ngtp.ru/rub/1/22_2011.pdf
6. Способ определения зон генерации углеводородов доманикоидных и сланценосных отложений в разрезах глубоких скважин. Патент РФ №2541721 О.М.Прищепа, А.А. Суханов, Валиев Ф.Ф., Сергеев В.О., Макарова И.Р.
7. Суханов А.А., Отмас А.А. (ст.), Макарова И.Р. Сравнение результатов исследования органического вещества доманикоидных отложений различными методами в связи с диагностикой нефтегазоносности силурийских отложений Калининградской области // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2012. - Т. 7. - №3. - http://www.ngtp.ru/rub/4/42_2012.pdf.
8. Прищепа О.М., Суханов А.А., Макарова И.Р. Подходы к оценке доманиковых отложений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции как нетрадиционных источников углеводородов // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2014. - Т. 9. - №4. - http://www.ngtp.ru/rub/12/46_2014.pd
*Copг 2-16%
Claims (3)
1. Способ выявления улучшенных коллекторских свойств высокоуглеродистых пород, включающий отбор образцов керна из высокоуглеродистых пород, исследование образцов проб методом ИК-спектроскопии, получение ИК-спектров минеральной матрицы породы и сопоставление их с эталонными спектрами, отличающийся тем, что полученные спектры по соотношению волновых чисел и величин их интенсивностей сравнивают с ИК-спектрами эталонной коллекции, содержащими характеристику породной матрицы и характеристику градаций катагенеза ОВ, по результатам сравнения выбирают образцы с наименьшей степенью преобразованности (МК2-МК3), а в пределах этих градаций выделяют породы с улучшенными коллекторскими свойствами.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определяют мощность интервала разреза, охарактеризованную породами с улучшенными коллекторскими свойствами, и далее проводят корреляцию пачек с улучшенными коллекторскими свойствами в других разрезах для оценки перспектив нефтегазоносности территории.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для измерения ИК-спектров используют инфракрасный Фурье-спектрометр ФМС-2202 с приготовлением таблеток КВr с навеской 2 мг предварительно растертого в агатовой ступке образца породы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128266A RU2684670C1 (ru) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | Способ выявления улучшенных коллекторских свойств высокоуглеродистых пород |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128266A RU2684670C1 (ru) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | Способ выявления улучшенных коллекторских свойств высокоуглеродистых пород |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2684670C1 true RU2684670C1 (ru) | 2019-04-11 |
Family
ID=66168176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018128266A RU2684670C1 (ru) | 2018-08-01 | 2018-08-01 | Способ выявления улучшенных коллекторских свойств высокоуглеродистых пород |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2684670C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752306C1 (ru) * | 2021-01-11 | 2021-07-26 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" (Сколковский институт науки и технологий) | Способ и устройство для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541721C1 (ru) * | 2013-09-19 | 2015-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт" ФГУП "ВНИГРИ" | Способ определения зон генерации углеводородов доманикоидных и сланценосных отложений в разрезах глубоких скважин |
US20170248011A1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Schlumberger Technology Corporation | Methods for improving matrix density and porosity estimates in subsurface formations |
US20180188161A1 (en) * | 2017-01-04 | 2018-07-05 | Schlumberger Technology Corporation | Method for estimating a value of a kerogen property in subsurface formations |
-
2018
- 2018-08-01 RU RU2018128266A patent/RU2684670C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541721C1 (ru) * | 2013-09-19 | 2015-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт" ФГУП "ВНИГРИ" | Способ определения зон генерации углеводородов доманикоидных и сланценосных отложений в разрезах глубоких скважин |
US20170248011A1 (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | Schlumberger Technology Corporation | Methods for improving matrix density and porosity estimates in subsurface formations |
US20180188161A1 (en) * | 2017-01-04 | 2018-07-05 | Schlumberger Technology Corporation | Method for estimating a value of a kerogen property in subsurface formations |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
А.А.Суханов и др. "Применение физических методов исследования для выявления гидротермального механизма генерации углеводородов в осадочных породах", ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА, Сер. 4. Вып. 4, 2013 г., стр. 4-9. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752306C1 (ru) * | 2021-01-11 | 2021-07-26 | Автономная некоммерческая образовательная организация высшего образования "Сколковский институт науки и технологий" (Сколковский институт науки и технологий) | Способ и устройство для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Bordenave et al. | Screening techniques for source rock evaluation | |
Spötl et al. | Kerogen maturation and incipient graphitization of hydrocarbon source rocks in the Arkoma Basin, Oklahoma and Arkansas: a combined petrographic and Raman spectrometric study | |
CA3055385A1 (en) | Collaborative sensing and prediction of source rock properties | |
Mukhopadhyay | Maturation of organic matter as revealed by microscopic methods: applications and limitations of vitrinite reflectance, and continuous spectral and pulsed laser fluorescence spectroscopy | |
Whelan et al. | Chemical methods for assessing kerogen and protokerogen types and maturity | |
RU2541721C1 (ru) | Способ определения зон генерации углеводородов доманикоидных и сланценосных отложений в разрезах глубоких скважин | |
NO841846L (no) | Fremgangsmaate til paavisning av naturlig forekommende hydrokarboner i et borehull | |
Maende et al. | Advanced pyrolysis data and interpretation methods to identify unconventional reservoir sweet spots in fluid phase saturation and fluid properties (API gravity) from drill cuttings and cores | |
Reeder et al. | The reservoir producibility index: a metric to assess reservoir quality in tight-oil plays from logs | |
Pradier et al. | Fluorescence of organic matter and thermal maturity assessment | |
Pandey et al. | A preliminary evaluation on the prospects of hydrocarbon potential in the carbonaceous shales of Spiti and Chikkim formations, Tethys Himalaya, India | |
Ortiz et al. | Reservoir properties: Mineralogy, porosity, and fluid types | |
Alaug et al. | Palynofacies, organic geochemical analyses and hydrocarbon potential of some Upper Jurassic-Lower Cretaceous rocks, the Sabatayn-1 well, Central Yemen | |
RU2684670C1 (ru) | Способ выявления улучшенных коллекторских свойств высокоуглеродистых пород | |
Kalinowski et al. | Interpretation of vitrinite reflectance–depth profiles in the Northern Denison Trough, Bowen Basin, Australia | |
Sanei et al. | A complex case of thermal maturity assessment in a terrigenous sedimentary system: The Northwestern Black Sea basin | |
Hakimi et al. | Geochemical investigation and basin modelling of the Al renk shale formation in the Melut Basin, south Sudan: Implications for estimation of thermogenic gas generation potential | |
Petrova et al. | The possibility of using IR spectroscopy in the estimation of the oil-generating potential of oil shales | |
RU2529650C1 (ru) | Способ определения палеотемператур катагенеза безвитринитовых отложений по оптическим характеристикам микрофитофоссилий | |
McCulloh | UNITED STATES MINERAL RESOURCES | |
Khalaf et al. | Palynofacies analysis and hydrocarbons assessments on some subsurface Middle Jurassic rocks of northern Western Desert, Egypt | |
Hayes et al. | Interior basins strategy | |
Abass et al. | Geochemistry of organic-rich shales in the Miocene Miadol Formation, Melut Rift Basin, South Sudan: implications for their organic matter input and oil/gas generation potentials | |
Akori et al. | An evaluation of the hydrocarbon potentials of the gboko formation, middle benue trough, nigeria | |
Mohyaldin et al. | Sedimentology and hydrocarbon generation potential of middle tithonian-berriassian chia gara formation, well k-109, Kirkuk oil field, NE Iraq |