О значительных экономических потерях, которые возникают по причине отсутствия эффективных геофизических методов, можно судить по следующим цифрам. За последнее десятилетие доля неоднозначных заключений в Главтюменьгеологии и Ухтанефтегеологии не меняется и составляет соответственно 42-50 и 43-62 % *. На испытанные объекты с неоднозначными заключениями приходится в среднем 15-45 %; несовпадения в этой группе пластов (неподтверждение продуктивности или наоборот) превышают 40-45 %. Только за 1989 г. по Главтюменьгеологии не рекомендовалось к испытанию (пропускалось) более 20 продуктивных объектов. Так как в эксплуатационных скважинах выполняется сокращенный комплекс ГИС по сравнению с разведочными, то эти цифры могут быть еще более удручающими.

Основные методы для определения характера насыщения пластов-коллекторов в открытом стволе скважины - электрические, т.е. использующие контрастные свойства по rк нефте- и водосодержащих коллекторов. В случае слабой контрастности по rк (или отсутствия таковой) задача определения характера насыщения коллекторов при применении существующего стандартного комплекса ГИС практически нерешаема.

Для решения указанных задач и проблем необходимы разработки новых нестандартных методов, которые обеспечивали бы: 1) радиальные характеристики, позволяющие устанавливать параметры части пласта-коллектора, не затронутой проникновением бурового раствора; 2) высокую контрастность изучаемых свойств нефтесодержащих коллекторов по сравнению с водосодержащими, практически не зависящую от контрастности по rк.

Аппаратура состоит из наземного пульта и скважинного прибора с зондовой частью, работает с любыми видами каротажных кабелей и регистраторов. Генераторный модуль, расположенный а скважинном приборе, вырабатывает разнополярные зондирующие импульсы тока, подаваемые на питающие электроды зонда. В паузах между импульсами в приемных электродах снимаются градиенты потенциалов ВП через определенные промежутки времени после выключения зондирующих импульсов тока. Измерения ВП выполняются в микромиллисекундном диапазоне времен. Скорость движения прибора при работе в скважинах 700-1000 м/ч.

Кроме того, следует указать на то, что, кроме параметров ВП, аппаратура регистрирует одновременно и rk, при этом конструктивные особенности измерительных установок позволяют увеличивать радиальные характеристики до пределов, превышающих (при сохранении высокой расчленяющей способности и близости rк к rп аналогичные, получаемые при измерениях электрическими методами, входящими в комплексы ГИС (БКЗ, ИК, БК).

Наиболее явный эффект от применения аппаратурно-методического комплекса ВП получается при выделении и определении характера насыщения сложно построенных водо- и нефтенасыщенных коллекторов, слабоконтрастных по rк: с низкой или изменяющейся минерализацией пластовых вод; промытых (обводненных) опресненными водами при закачке; глинистых; тонкопереслаивающихся; уплотненных и низкопоровых карбонатных и терригенных; с наличием глубоких зон проникновения буровых растворов; сложенных низкоомными глауконитовыми песчаниками и политизированными алюмосиликатами.

Скважина пробурена на одном из нефтяных месторождений Тюменской области. Минерализация пластовых вод 15-20 г/л. На рис.1 четко выделяются коллекторы по результатам измерений ВП малым зондом, а большой зонд диагностирует коллекторы на наличие нефти. По результатам измерений большим зондом четко видно, что аномальные значения ВП наблюдаются только напротив коллектора в пласте БС_11-2 (интервал 2500,0-2507,8 м), что является признаком, по нашим критериям, нефтенасыщенного коллектора. В подошве пласта аномалия ВП гораздо ниже (по нашим данным - нефть с водой). По результатам интерпретации стандартного комплекса получено заключение, что только в кровле пласта БС_11-2 (мощность 2,0 м) имеется нефть с водой. Испытания скважины подтвердили интервалы и характер нефтеносности, полученные на основе данных ВП. В интервалах вышезалегающих коллекторов амплитуда ВП, измеренная большим зондом, близка к нулю (водонасыщенные коллекторы).

Рассмотрим эффективность метода ВП на примере скважины, пробуренной в Татарстане (рис, 2). Минерализация пластовых вод 250-300 г/л. В районе расположения этой скважины для поддержания пластового давления закачивалась опресненная вода.

В пласте d₁ (интервал 1822-1844 м) по данным комплекса ГИС выделяется серия нефте- и битумонасыщенных интервалов по наличию высоких значений rк. По результатам измерений ВП большим зондом в этом интервале значения коэффициента поляризации hк близки к нулю. Согласно нашим критериям в данном пласте содержится вода или незначительное количество остаточной нефти (интервал незначительной амплитуды hк). В этом интервале был отобран керн, по результатам исследований которого дано заключение, что он промыт от закачки. В итоге испытаний из пласта d₁ получена вода, что подтверждается методом ВП.

В таблице приводится показательная оценка эффективности метода ВП при определении характера насыщения сложно построенных или осложненных технологическими процессами коллекторов в сравнении с эффективностью стандартного комплекса ГИС. Задача определения характера насыщения коллекторов в приведенных скважинах в случае применения стандартного комплекса ГИС является сложнорешаемой по следующим причинам.

1. При разработке пласта D₁ для поддержания пластового давления производилась закачка опресненной воды, поэтому невозможно по rк отличить нефтесодержащие пласты от водосодержащих.

2. Пласт D₃ низкопроницаемый, содержит в значительном количестве глинисто-алевритовый материал, поэтому во многих случаях наблюдается слабая контрастность по rк нефте- и водосодержащих пород.

3. Верхнетурнейские карбонатные коллекторы (кизиловский и черепецкий горизонты) часто бывают низкопоровыми, уплотненными (а, возможно, осложнены глубокими зонами проникновения буровых растворов в случае водосодержания), что, видимо, тоже оказывает очень сильное влияние на степень контрастности по rк нефте- и водосодержащих коллекторов, что и подтверждают заключения по ГИС и ВП, а также результаты испытаний (см. таблицу).

В таблице приведены данные только по тем скважинам, в которых выполнены все работы по испытанию и вызову притоков жидкости. Они наглядно и убедительно подтверждают эффективность метода ВП при определении характера насыщения в слабоконтрастных по rк нефте- и водосодержащих коллекторах. Коэффициент достоверности по результатам ВП составляет для этих условий 0,86, а по ГИС - 0,286, т.е. эффективность метода ВП в этом случае выше таковой стандартного комплекса ГИС в 3 раза. При этом следует пояснить, что в разведочной скв. 188 отбор керна выполнялся с последующей расширкой ствола, причем со значительными технологическими остановками, что обусловило формирование глубокой зоны проникновения бурового раствора. Этот факт вовремя не был учтен, и потому размер зонда не корректировался в сторону увеличения для обеспечения гарантированного выхода за зону проникновения. Тем не менее, этот факт подтвердил, что метод ВП имеет резерв для повышения эффективности за счет увеличения размеров измерительных установок, а стандартный комплекс такого резерва не имеет, так как в слабоконтрастных по rк нефте- и водосодержащих коллекторах этот прием необходимого эффекта контрастности по rк не дает. Определение характера насыщения по ВП зависит практически не от контрастности no rк, а только от наличия или отсутствия нефти в коллекторе.

Авторы в данной статье не рассматривают природу регистрируемых параметров по той причине, что в настоящее время природа и механизмы возникновения ВП находятся на уровне гипотез и не имеют однозначного толкования. Вместе с тем очень мало работ по природе ВП в изучаемом авторами микромиллисекундном диапазоне времен. Цель статьи - показать новые возможности ВП при решении геологических задач.

*Ручкин А.В., Синькова Т.О., Михайлов В.М. Состояние эффективности оперативной интерпретации материалов ГИС в организациях Мингео СССР в XII пятилетке // (Семинар по геофизическим исследованиям и работам в скважинах 22-25 мая 1990 г.: Тез. докл. - Тверь, 1991.

1 - вода; 2 - нефть; 3 - нефть с водой

Усл. обозначения см. на рис. 1