ЗВЕДЕНОГО (ТИПОВОГО АБО НОРМАЛЬНОГО) РОЗРІЗУ РОДОВИЩА
МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ
Метою роботи є отримання студентами практичних навичок проведення кореляції розрізів свердловин та побудови зведеного (типового, нормального) розрізу родовища.
Завданням роботи є складання схеми кореляції розрізів свердловин за виданим завданням та побудова зведеного (типового, нормального) розрізу родовища.
Основні ТЕОРЕТИЧНі положення
За результатами проведеного комплексу геолого-геофізичних досліджень складаються розрізи пробурених свердловин. У них відображають послідовність залягання гірських порід, які відрізняються між собою часом утворення, літологічним складом, колекторськими та іншими властивостями.
У міру накопичення даних при подальшому розбурюванні площі чи родовища проводиться більш детальна розбивка розрізів свердловин на окремі свити, пачки, горизонти та пласти.
При вивченні геологічної будови, підрахунку запасів, проектуванні та аналізі розробки родовища необхідно знати, як змінюються по площі і розрізу окремі стратиграфічні одиниці та продуктивні пласти. Для цього проводять кореляцію або співставлення розрізів пробурених свердловин, суть якої полягає в прослідковуванні по площі однойменних свит, горизонтів і пластів, виясненні їх витриманості, умов залягання, постійності складу, товщини та ін.
Кореляцію розрізів свердловин можна проводити за різними ознаками: біостратиграфічними (макро- або мікрофації і флора), хроностратиграфічними (вміст акцесорних мінералів, форма зерен, забарвлення, характерні включення у породі та ін.), літогенетичними (склад порід, ємнісно-фільтраційні властивості порід та ін.).
На родовищах, що розробляються, основну інформацію про продуктивний розріз отримують за комплексом геофізичних досліджень в свердловинах (ГДС), тому при кореляції ці дані беруться за основу і доповнюються даними відбору і дослідження керну, випробування свердловин та ін.
Виділяють три види кореляції: регіональну, загальну та детальну (зональну). Під регіональною кореляцією розуміють співставлення розрізів свердловин, пробурених в межах декількох площ або цілого регіону; під загальною – співставлення розрізів свердловин, пробурених у межах однієї якої-небудь площі або родовища; під детальною – (або зональною, за термінологією М.А. Жданова) – співставлення між собою частин розрізів свердловин, які належать до продуктивної товщі або окремого продуктивного пласта.
Для проведення будь-якого виду кореляції необхідно насамперед виділити в розрізах свердловин опорні (маркуючі) горизонти або репери.
Р е п е р о м називають витриманий за площею і за товщиною пласт, який за промислово-геофізичними характеристиками або іншими ознаками різко відрізняється від вище і нижче залягаючих порід.
Підсумковим документом кореляції розрізів свердловин є кореляційна схема, яку будують в масштабах 1:200, 1:500, 1:1000 та 1:2000 (рис. 3.1).
За результатами кореляції складають зведений (нормальний або типовий) розріз родовища, де відображено середній розріз, що характерний для більшості свердловин (рис. 3.2). При нормальній тектонічній будові складають один розріз, при блоковій – декілька. Нормальний розріз складають при проведенні пошуково-розвідувальних робіт, типовий – при масовому розбурюванні родовища видобувними, нагнітальними і іншими свердловинами. На нормальному розрізі показують істинні товщини, на типовому вертикальні (рис. 3.3). Перерахунок вертикальної товщини пласта на істинну проводиться за рівнянням:
hn = hb Ч cosa, (3.1)
де hn – істинна (нормальна) товщина пласта, м;
hb – вертикальна товщина пласта, м;
a – кут падіння пласта.
Для складання нормального (або типового) розрізу родовища слід ретельно проаналізувати розрізи всіх пробурених свердловин, виділити спочатку пласти-репери, а потім основні пласти і пропластки, які в них містяться; визначити товщину кожного із них і на їх основі скласти середній нормальний (або типовий) розріз.
ПОРЯДОК ПОБУДОВИ
Побудова зведеного розрізу родовища проводиться в наступній послідовності:
1 На аркуші паперу проводять горизонтальну лінію - лінію с п і в с т а в л е н н я. Перпендикулярно до неї викреслюють колонки свердловин. Останню колонку (праворуч) викреслюють для середнього розрізу.
2 По лінії співставлення проводять покрівлю (або підошву) пласта-репера в кожній свердловині, а потім послідовно викреслюють умовними позначеннями кожен виділений в свердловині пласт і прошарки, відкладаючи їх
Зведений розріз
Р
исунок 3.1 – Схема кореляції розрізів свердловин в продуктивній частині
1 – аргіліти; 2 – алевроліти; 3 – пісковики водонасичені;
4 – пісковики нафтонасичені
Рисунок 3.2 – Приклад складання нормального (типового) розрізу
1 - вапняк, 2 - аргіліт, 3 - пісок, 4 - нафта, 5 - доломіти,
6 - мергель, 7 – пісковик
Рисунок 3.3 – Схема співвідношення істинної та вертикальної товщин пласта
товщини у вертикальному масштабі. Величини товщин пластів і їх прошарків проставляють праворуч від колонки. Нарощування розрізів окремих частин свердловин проводять вгору і вниз від вибраного пласта-репера до наступного.
З’єднавши однойменні пласти свердловин лініями, отримаємо кореляційну схему.
3 Зведений розріз складають в тій послідовності, в якій залягають пласти в свердловинах. Товщину кожного пласта відкладають наступним чином:
– якщо товщина пласта зберігається в більшості досліджуваних свердловин, то її величину проставляють і на зведеному розрізі;
– якщо товщина пласта змінюється в кожній свердловині, тоді на зведеному розрізі проставляють середнє арифметичне значення.
4 Послідовно з’єднавши однойменні пласти в розрізах свердловин та зведеного розрізу, отримаємо розріз родовища в цілому (див. рис. 3.1).
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Що називається кореляцією розрізів свердловин?
З якою метою проводять кореляцію розрізів свердловин?
Які ознаки можуть бути покладені в основу кореляції?
Які існують види кореляції?
Що називається пластом-репером?
Що є підсумковим документом кореляції?
Що називається зведеним (нормальним або типовим) розрізом?
Як будується зведений (нормальний або типовий) розріз?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4
ПOБУДОВА ГЕОЛОГІЧНОГО ПРОФІЛЮ ЗА ДАНИМИ
БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН
МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ
Метою роботи є навчити студентів на практиці самостійно будувати геологічний профіль родовища за даними буріння свердловин.
У завдання роботи входить побудова геологічного профілю за виданим індивідуально завданням.
Основні ТЕОРЕТИЧНі положення
Геологічний профіль – це документ, який відображає будову родовища у вертикальній площині в заданому напрямку.
У залежності від напрямку лінії геологічного профілю по відношенню до довгої осі складки розрізняють:
– п о п е р е ч н и й профіль, який проходить перпендикулярно до осі складки;
– п о з д о в ж н і й профіль, який проходить паралельно або по осі складки;
– д і а г о н а л ь н и й профіль, який проходить під гострим кутом до осі складки. Його будують, коли необхідно простежити лінії екранування (тектонічного порушення, берегової лінії, лінії літологічного заміщення порід та ін.).
Геологічний профіль дає наглядну уяву про будову родовища чи окремого його покладу, полегшує проектування розташування розвідувальних та видобувних свердловин, допомагає при побудові структурних карт (особливо для структур, ускладнених розривними порушеннями), відображає мінливість літолого-фаціального складу порід, положення покладів нафти і газу у розрізі, характер контакту між нафтою, газом і водою (рис. 4.1).
Геологічний профіль викреслюють у масштабі геологічної чи структурної карти. Однак, якщо масштаб карти дуже малий, його необхідно будувати у крупнішому масштабі. Для виключення спотворення кутів падіння порід необхідно, щоб горизонтальний та вертикальний масштаби були одинакові.
Профіль викреслюють відносно сторін світу: з лівого боку – на захід або на південь, з правого – на схід або на північ.
Рисунок 4.1 – Геологічний профіль нафтового родовища, який ускладнений тектонічним порушенням
1 – галечник; 2 – глини; 3 – глини піщанисті;4 – вапняки; 5 – мергелі;
6 – пісковики нафтонасичені;7 – пісковики водонасичені; 8 – поверхня розмиву; 9 – тектонічне порушення
ПОРЯДОК ПОБУДОВИ
1 Проводять лінію рівня моря та з лівого боку викреслюють вертикальний масштаб.
2 На лінії рівня моря відмічають положення свердловин згідно даних про віддалі між ними у вибраному горизонтальному масштабі.
При цьому бажано щоб крайні свердловини були рівновіддалені від краю планшету.
3 Через відмічені точки проводять вертикальні лінії стовбурів свердловин та відкладають на них альтитуди гирл свердловин (починаючи від рівня моря). З’єднавши точки альтитуд плавною лінією викреслюють рельєф місцевості по лінії профілю. На віддалі 1см з правого боку від лінії вертикального стовбура кожної свердловини проводять паралельну лінію і в утворених вертикальних колонках викреслюють розрізи свердловин, використовуючи стандартні умовні позначення.
4 Проводять кореляцію розрізів свердловин, співставляючи однойменні пласти і плавно з’єднуючи їх покрівлю та підошву викреслюютъ геологічний профіль. Однойменними є пласти, у яких склад та вік порід співпадають. На профілі виділяють наявні поклади нафти або газу і для кожного з них показують положення (горизонтальне) контакту між нафтою і газом та водою. Кожен горизонт повинен бути забарвлений у свій (відносного віку) колір.
5 Вгорі над профілем роблять надпис, де вказують назву площі чи родовища, назву документа (геологічний профіль, напрямок профілю, масштаб побудови), а внизу викреслюють умовні позначення. При кореляції особливу увагу приділяють аналізу послідовності напластування в усіх розрізах свердловин. Поява відхилень у послідовності напластування порід у розрізі однієї або декількох свердловин свідчить про наявність стратиграфічних неузгоджень або тектонічних порушень.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Що називають геологічним профілем?
Які виділяють види геологічних профілів?
Які практичні завдання вирішуються за допомогою геологічних профілів?
Які дані необхідні для побудови геологічного профілю?
Який порядок побудови геологічного профілю?
У якому масштабі будуються геологічні профілі?
На що вказує поява відхилень в заляганні порід у розрізах свердловин?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5
ПОБУДОВА СТРУКТУРНОЇ КАРТИ
МЕТОДОМ ТРИКУТНИКІВ ТА МЕТОДОМ СХОДЖЕННЯ
МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ
Метою роботи є ознайомлення з основним призначенням та методикою побудови структурних карт.
Завданням роботи є побудова структурних карт покрівлі продуктивного горизонту методом трикутників та методом сходження за індивідуально виданим завданням.
Основні ТЕОРЕТИЧНі положення
Структурна карта є одним із основних геологічних документів, який характеризує будову родовища та окремих покладів нафти і газу.
С т р у к т у р н о ю картою називають геологічний документ, який відображає в плані за допомогою ізогіпс поверхню (покрівлю або підошву) того чи іншого пласта (горизонту) відносно обраної опорної площини. За опорну площину вибирають рівень моря, висотне положення якого приймають за нуль.
Висота будь-якої точки покрівлі (підошви) пласта відносно рівня моря називається а б с о л ю т н о ю відміткою (h). Вона визначається за рівнянням:
, (5.1)де А – альтитуда гирла свердловини, м
L – глибина залягання покрівлі (підошви) пласта в свердловині, м.
Якщо поверхня залягає вище рівня моря, то абсолютна відмітка має знак (+), а якщо нижче – (-) (рис. 5.1).
Рисунок 5.1 – Схема розташування поверхні відносно
рівня моря
І з о г і п с а м и називають лінії, які з’єднують точки з однаковими абсолютними відмітками. Вертикальну відстань між ізогіпсами називають с і ч е н н я м ізогіпс. У платформних структурах (з пологим падінням крил) січення ізогіпс приймають рівним 2-5 м, в геосинклінальних (з крутим падінням крил) – 10-25 м. Масштаб побудови структурної карти залежить від мети побудови і розмірів структури. Найбільш розповсюдженими масштабами карт є 1:10 000,
1:25 000, 1:50 000, рідше 1:5 000 та 1:100 000,
За допомогою структурних карт визначають абсолютні відмітки поверхні пласта в проектних свердловинах, встановлюють положення та кількість видобувних і нагнітальних свердловин на покладах при складанні технологічних схем і проектів розробки, положення контурів нафтогазоносності та інше.
При побудові структурних карт застосовують три основні методи:
– метод трикутників – при умові, що структура розбурена багатьма свердловинами і в межах структури не спостерігаються тектонічні порушення;
– метод сходження – при умові, що глибоко занурені горизонти розбурені лише декількома свердловинами (на відміну від верхніх горизонтів) і їх загальна кількість та розташування не дає можливості для побудови карти методом трикутників;
– метод профілів – для лінійно витягнутих структур та структур ускладнених тектонічними порушеннями.
МЕТОД ТРИКУТНИКІВ
Цей метод найбільш часто використовують для побудови структурних карт. За допомогою цього методу складають карти, що характеризують будову покладів нафти і газу (карти товщин, пористості, проникності, ізобар, нафтонасиченості та інші).
ПОРЯДОК ПОБУДОВИ
1 Побудувати план розташування свердловин за координатами X і Y. Координати відповідають відстані (в метрах) до кожної свердловини від екватора (по осі X) та нульового меридіану (по осі Y). Серед координат спочатку знаходимо мінімальне та максимальне значення. За величиною різниці між мінімальним і максимальним значеннями координат Х та Y вибирають масштаб побудови структурної карти в залежності від розмірів планшету і проводять координатні осі Х (напрямок на північ) і Y (напрямок на схід). Координатні осі проводять на віддалі
1–1,5 см від краю планшету і градуюють їх згідно обраного масштабу. За початок координат приймають мінімальне значення координат Х та Y.
Після розмітки координатної сітки наносять точки свердловин на план за їх координатами. Точка свердловини позначається кружечком і підписується праворуч у вигляді дробу. В чисельнику ставлять номер свердловини, а в знаменнику - величину обчисленої для даної свердловини абсолютної відмітки покрівлі (або підошви) пласта.
2 На побудованому плані з’єднують між собою прямими лініями сусідні свердловини так, щоб утворилась система рівносторонніх або рівнобедрених трикутників. При цьому не слід з’єднувати лініями свердловини, якщо вони:
– розташовані на протилежних крилах структури;
– мають однакові відмітки або різниця між їхніми відмітками менша за вибране січення ізогіпс.
3 Вибирають січення ізогіпс, при якому структурна карта буде зображена не більше, ніж 10-12 ізогіпсами. Для цього порівнюють мінімальне і максимальне значення абсолютних відміток поверхні пласта. Потім проводять інтерполяцію сторін трикутників за допомогою палетки (“висотної арфи”). Палетка представляє собою аркуш кальки з нанесеними на ній паралельними лініями через через 5 мм. Кожній лінії присвоюється значення абсолютної відмітки кратне вибраному січенню ізогіпс і підписується ліворуч на палетці згори донизу (рис. 5.2).
Рисунок 5.2 – Схема інтерполяції за допомогою висотної арфиІнтерполяція проводиться таким чином:
– палетку накладають на план так, щоб абсолютна відмітка поверхні пласта в свердловині співпала з відміткою на палетці;
– закріпивши в цій точці палетку (олівцем, голкою), повертають її до тих пір, поки відмітка в наступній свердловині, яка з’єднана з попередньою прямою лінією, не співпаде з однойменною відміткою на палетці;
– точки перетину ліній палетки з прямою переносять на план і через них будуть проходити ізогіпси структурної карти. Для прискореного процесу інтерполяції палетку бажано накласти на таку точку свердловини, з якої виходить найбільше прямих.
4. Отримані на сторонах трикутників точки з однаковими абсолютними відмітками з’єднують плавними лініями (ізогіпсами) і вимальовують карту (рис. 5.3). Ізогіпси підписують так, щоб верх цифри був направлений в сторону підняття поверхні.
Рисунок 5.3 – Побудова структурної карти методом трикутників
.Січення ізогіпс – 10 м.
МЕТОД СХОДЖЕННЯ
Якщо нижчезалягаючий продуктивний горизонт розкритий лише декількома свердловинами і їх загальна кількість та розташування не дає можливості проведення побудови структурної карти методом трикутників, тоді застосовують метод сходження (рис. 5.4).
Метод сходження базується на вивченні закономірності зміни відстаней між двома поверхнями. Добре вивчивши поверхню розташованого вище горизонту і характер зміни відстаней між цією поверхнею та поверхнею якого-небудь іншого (розташованого нижче) горизонту, шляхом застосування методу сходження можна побудувати структурну карту поверхні цього горизонту.
Рисунок 5.4 – Побудова структурної карти методом сходження
а) зображення покрівлі опорного горизонту і продуктивного пласта на профілі; б) структурна карта опорного горизонту з нанесеними на неї ізохорами; в) структурна карта покрівлі продуктивного горизонту, побудована методом сходження.
І – покрівля продуктивного горизонту;
ІІ – опорний горизонт; ІІІ – точка сходження.
ПОРЯДОК ПОБУДОВИ
Віддаль від покрівлі пласта “а” до покрівлі пласта “б” визначається шляхом віднімання глибини залягання покрівлі пласта “а” від значення глибини залягання покрівлі пласта “б”. Отримані відстані надписують біля кожної свердловини, по якій вони визначені.
Для вияснення закономірностей зміни цих віддалей по досліджуваній площі будують так звану карту ізохор (карту рівних віддалей) за допомогою методу трикутників, який був використаний для побудови структурної карти покрівлі пласта “а”. Карта ізохор будується на тому ж аркуші, на якому вже побудована структурна карта покрівлі пласта “а”, а січення ізохор береться рівним прийнятому січенню ізогіпс, що значно полегшує подальшу побудову.
При цьому ізогіпси структурної карти покрівлі пласта “а” і ізохори перетнуться. В кожній точці їх перетину можна розрахувати абсолютну відмітку покрівлі пласта “б”, яка буде рівною сумі значення абсолютної відмітки покрівлі пласта “а” та значення ізохори в цій точці. Абсолютна відмітка покрівлі пласта “б” у заданій точці може бути визначена за рівнянням:
(5.2)де А – абсолютна відмітка покрівлі пласта “а” в точці перетину, м;
L – відстань від покрівлі пласта “а” до покрівлі пласта “б” в точці перетину, м;
В – абсолютна відмітка покрівлі пласта “б” в точці перетину, м.
Знак (+) буде тоді, коли покрівлі пластів розташовані вище рівня моря, а (-) – якщо нижче.
Розраховані таким чином абсолютні відмітки покрівлі пласта “б” в кожній точці перетину ізогіпс покрівлі пласта “а” з ізохорами дають можливість побудувати структурну карту покрівлі пласта “б”, що досягається з’єднанням точок з однаковими абсолютними відмітками. При побудові структурної карти покрівлі нижчезалягаючого горизонту слід мати на увазі, що склепіння антиклінальної складки цього горизонту буде зміщене в сторону зменшення відстаней між пластами.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Що називається структурною картою?
Які є методи побудови структурної карти?
Яку лінію називають ізогіпсою?
Що називають абсолютною відміткою покрівлі (підошви) пласта та як її вирахувати?
Як будують план розміщення свердловин?
Як вибирають масштаб побудови карт і від чого він залежить?
Що розуміють під інтерполяцією?
У чому суть методу трикутників для побудови структурної карти?
У чому суть методу сходження для побудови структурної карти?
Які практичні завдання можна вирішувати за допомогою структурних карт?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6
ПОБУДОВА СТРУКТУРНОЇ КАРТИ МЕТОДОм ПРОФІЛІВ
МЕТА І ЗАВДАННЯ РОБОТИ
Метою роботи є ознайомлення з основним призначенням та методикою побудови структурної карти методом профілів.
Завданням роботи є побудова структурної карти покрівлі (підошви) продуктивного горизонту методом профілів за індивідуально виданим завданням.
Основні ТЕОРЕТИЧНі положення
Побудова структурної карти, виконана методом трикутників, перевіряється або доповнюється складанням такої ж карти методом профілів. Для цього складають декілька геологічних поперечних профілів, а інколи і поздовжніх.
Будують структурну карту методом профілів при ускладненні структур тектонічними порушеннями та при умові лінійно витягнутих складок. У цих випадках застосування методу трикутників для побудови структурної карти є невірним, оскільки інтерполяція абсолютних відміток опорного пласта може бути проведеною між точками, які знаходяться в різних тектонічних блоках або відносяться до різних складок (рис. 6.1).
Рисунок 6.1 – Схема побудови структурної карти
методом профілів
1 – розташування профілів; 2 – слід перетину поверхні порушення площиною профілю; 3 – покрівля (підошва) опорного горизонту;
4 – перетин покрівлі пласта з лініями горизонтальних площин;
5 – перетин покрівлі пласта поверхнею порушення (в площині профілю); 6 – перегин покрівлі опорного горизонту; 7 – ізогіпси покрівлі опорного горизонту; 8 – горизонтальні проекції слідів перетину покрівлі опорного горизонту поверхнями порушень;
9 – осі тектонічних структур.
ПОРЯДОК ПОБУДОВИ
Для побудови структурної карти покрівлю (підошву) опорного горизонту на кожному профілі розсікають горизонтальними площинами згідно вибраного січення (50 чи 100 м) та масштабу карти. Сліди пересічення площини профілю горизонтальними площинами на планшеті повинні бути паралельні рівню моря і знаходитись від нього на віддалях, кратних січенню ізогіпс. Точки перетину горизонтальних ліній з покрівлею пласта зносяться на лінію рівня моря, де вказують відповідні відмітки покрівлі опорного пласта. Крім цього на лінію рівня моря зносяться точки перетину покрівлі опорного пласта з поверхнею зміщувача розривного порушення. Побудову структурної карти слід розпочинати з проведення ліній перетину площини зміщувача з покрівлею опорного горизонту. Таким чином кожен тектонічний розрив буде зображено двома лініями. Ці лінії зливаються в одну на тих ділянках, де площини розломів вертикальні. В зоні затухання розривного порушення лінії з’єднуються в одну і більше не прослідковуються. Наступним кроком буде проведення для кожної складки своєї осі від профілю до профілю. Потім на кожному крилі складки між двома сусідніми профілями з’єднують однойменні відмітки пласта і отримують ізогіпси структурної карти. Положення ізогіпс в осьовій зоні складки визначають інтерполяцією між найвищими точками покрівлі опорного горизонту на сусідніх профілях.
Біля розломів деякі ізогіпси не проводяться від одного профілю до іншого, а упирають їх у лінію сліду площини зміщувача. Ізогіпси покрівлі опорного горизонту наносять чорним кольором, а лінії перетину опорної поверхні з площинами розривних порушень – червоним.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
1 У якому випадку при побудові структурних карт застосовують метод профілів ?
2 Чому метод профілів при побудові структурних карт застосовують на структурах, розсічених тектонічними порушеннями ?
3 Розкажіть порядок побудови структурної карти методом профілів ?
4 Як будують структурну карту методом профілів?
5 Як проводять ізогіпси поблизу тектонічних порушень ?
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7
1 2 3 4 5