Установление водонефтяного и газожидкостного контакта

Источником первичной информации о залежах нефти и газа служат геологические и промыслово-геофизические исследования, проводимые в скважинах разными методами. Так, при вычленении эксплуатационных объектов широко используется метод, основан- ный на использовании информации об абсолютных отметках поверх- ностей водонефтяных контактов (ВНК). Понятие о ВНК появилось вскоре после открытия первых нефтегазовых залежей. Нефть, газ и вода дифференцируются в коллекторе по плотности, и поэтому наблюдается различие давлений сверху вниз в любой точке коллек- тора для различных флюидов [24]. М. К. Хьюбберт в своих работах показал, что каждая частица флюида в пласте обладает определенной потенциальной энергией и движение флюидов происходит в направ- лении уменьшения этой энергии [90]. Такое представление о движе- нии флюидов хорошо согласуется с гидравлической теорией мигра- ции и накопления УВ [83]. Регистрация изменений градиентов давле- ния для каждого из флюидов позволяет прогнозировать положение ВНК, проводить картирование гидродинамических ловушек и интер- претацию потенциометрических поверхностей.

Для установления точного положения ВНК необходимо иметь полные сведения об основных свойствах флюидов и характере их поведения, воздействия и реакции в различных физических условиях. В статических условиях гидравлическая среда характеризуется не- подвижным флюидом и постоянным уровнем потенциальной энер- гии. При динамическом режиме, характеризующимся неуравнове- шенностью различно направленных сил, происходит движение флюидов под влиянием разности потенциальных энергий. Если в поисково-разведочных скважинах проследить за давлением флюи- дов в пластах и горизонтах представляет трудность, то можно уста- новить условия нахождения флюидов в пласте и определить, нахо- дятся ли пластовые воды в движении. Другим следствием этих пред- ставлений является образование негоризонтальных контактов между

углеводородами и водой. В качестве примера наличия наклонного ВНК М. К. Хьюбберт [90] приводит месторождение Кайро в штате Арканзас (рис. 59), месторождение Тин-Фуйе в алжирской Сахаре, месторождение Уйруби (Канада), а В. С. Мелик-Пашаев [66] – место- рождения восточной части Русской платформы (Бавлинское, Ромаш- кинское, Шкаповское и др.). По данным К. Б. Аширова [1], наклон контактов и более низкие ВНК приурочены к крутым крыльям ме- сторождений, по которым происходит подток нефти (Жигулевская, Большекинельская и др. дислокации Куйбышевского Поволжья). В Пермском Прикамье при изучении залежей нефти месторождений Веслянского вала на фоне общего погружения вала в северном и се- веро-восточном направлениях отмечено погружение ВНК, причем на крыльях наблюдается более четкий ВНК нежели в сводовых частях залежи.

Рис. 59. Типы гидродинамического накопления нефти

и газа в пологоскладчатых мощных песчаных коллекторах

(по М. К. Хьюбберту): А – газ всецело контактирует с нефтью; Б – газ частично контактирует с нефтью (ГНК и ВНК наклонные):

1 – газ; 2 – нефть; 3 – вода. Направления течения: 4 – нефти, 5 – газа, 6 – воды

Точному установлению положения ВНК препятствует на- личие значительной зоны перехода от нефти к воде. Переходная зона отсутствует, если нефть отделена от воды глинистым про- пластком или весь пласт-коллектор имеет высокую проницае- мость. В противном случае, по данным С. А. Султанова [71], размер переходной зоны может составлять десятки метров и фикси- роваться на диаграммах электрокаротажа промежуточными зна- чениями.

Как указывал М. Маскет [65], образование переходной зоны нефть–вода – результат длительного перераспределения нефти и во- ды в ловушке. Мигрирующая в ловушки нефть вытесняла из порис- той среды находящуюся там воду. Однако часть воды (ее принято называть погребенной, связанной или реликтовой) оставалась в порах благодаря капиллярным силам в виде пленки в местах контактов зерен, а также в субкапиллярных порах.

Длительное перераспределение флюидов в залежи приводит к равновесию гидродинамических, капиллярных и гравитационных сил, и поэтому за ВНК принимается поверхность, выше которой неф- тенасыщенность растет от нуля до некой максимальной для данного пласта величины. Правильное определение ВНК и учет переходной зоны имеет важное значение при подсчете запасов УВ.

При более детальном изучении переходной зоны выяснилось, что она состоит из трех подзон, характеристики которых представ- лены в табл. 2.

Согласно этой таблице, ВНК находится в нижней части под- зоны двухфазного притока, когда получают нефть с водой. Такой подход (три подзоны в переходной зоне) согласуется с теоретиче- скими моделями, формализованными М. К. Хьюббертом по плот- ности флюидов.

Если пласт-коллектор насыщен нефтью или газом только в верхней части, что наблюдается в водонефтяной зоне «водопла- вающей» нефтяной залежи, по данным электрометодов устанав- ливают положение водонефтяного (ВНК) для нефтеносного или

Таблица 2