геофізика, геофизика, geofizica, geophysics, Geophysik f ; петроелектричні параметри, петроелектрические параметры
In this article, we present the results of applying a petroelectrical research technique to complex terrigenous and carbonate reservoirs. There have been determined the petroelectrical properties and their relation to porosity and permeability of sandstones, dolomites and limestones (Cambrian deposits) from the Volodymyrska area, Volyno-Podillia. The aim of the research was to build petroelectrical models of reservoir rocks to ensure a comprehensive analysis of electrical parameters of rocks and their correlation with porosity and permeability. Determining effective resistivity of reservoir rocks can provide data on: changes in different types and groups of rocks, stratigraphic horizons, facies and geological sections; correlations between effective resistivity and mineral composition, pore structure, substance phase ratio, electric field intensity and frequency; resistance variations due to epigenetic transformation and metamorphic changes in rocks.
Petrophysical laboratory studies included determining: bulk density of rocks (both dry and saturated with synthetic brine); effective porosity (obtained by nitration and synthetic brine saturation); residual water saturation factor (by centrifugation); permeability (by stationary nitrogen filtration method); interval time (P-wave velocity) and electrical resistivity. Laboratory research yielded data on the petroelectrical parameters of Cambrian sandstones, dolomites and limestones from the hydrocarbon prospective Volodymyrska area, as well as empirical correlations between petroelectrical parameters, porosity and permeability of the studied rocks. It has been found that the electrical resistivity of the dry extracted samples (mainly determined by electrical resistance of the rock matrix) ranges from 5,2·104 Ohms m (sandstones) to 2,4·107 (dolomites), with an average value of 3,8·106. The electrical resistivity of synthetic brine saturated rock samples (NaCl solution) ranges from 7,2 Ohms m (sandstones) to 73 (limestones), with an average value of 45. The formation resistivity factor ranges from 20,4 to 85,5, with an average value of 44,1 (sandstones); from 143,9 to 207,6, with an average value of 188,6 (limestones); from 81,7 to 198,7, with an average value of 155.6 (dolomites). The variation range of the resistance increase is: from 1 to 3,24, with an average value of 1,24 (sandstones); from 1 to 7,19, with an average value of 2,24 (limestones); from 1 to 2,76, with an average value of 1,44 (dolomites). Sandstones are characterized by changes in resistance from 1 to 2,12, with an increase in pressure from atmospheric to hydrostatic (to 59 MPa), while for limestones the resistivity index ranges from 1 to 7,7, with pressure ranging between 0-49 MPa.
There have been found correlations between electrical resistivity and porosity ratio, as well as resistance increase and the water saturation ratio in the laboratory and reservoir conditions, which may be used as a framework for geological interpretation of geophysical data. These correlation dependences are generally approximated by the power function. Data analysis shows that petroelectrometric studies are a powerful tool in laboratory and field research, being efficient enough to give extensive and useful information about rock properties. Laboratory data on electrical resistance of rocks may be employed to further reinforce the interpretation of the results of electrometric well logging and electric exploration.
У статті розглядаються результати та особливості методики петроелектричних досліджень при вивченні складно побудованих карбонатних і теригенних колекторів. Наведено результати визначення електричних параметрів та їхній зв"язок з ємнісними властивостями пісковиків, вапняків і доломітів кембрію Володимирської площі Волино-Поділля. Метою проведених досліджень була розробка та створення петроелектричних моделей порід-колекторів як основи комплексного аналізу їхніх електричних параметрів і зв"язків з ємнісно-фільтраційними властивостями. Комплекс петрофізичних лабораторних досліджень включав визначення: густини досліджених порід (сухих і насичених моделлю пластової води); відкритої пористості (методами насичення азотом і моделлю пластової води); коефіцієнта залишкового водонасичення (методом центрифугування); проникності (методом стаціонарної фільтрації азоту); інтервального часу (швидкості поздовжніх пружних хвиль) і питомого електричного опору. У процесі лабораторних робіт визначався питомий електричний опір зразків порід при різних умовах (сухі, неповністю та повністю насичені розчином-імітатором пластового флюїду) в атмосферних умовах, а також в умовах наближених до пластових.
У результаті виконаних лабораторних досліджень вивчено петроелектричні параметри пісковиків, вапняків і доломітів кембрію Володимирської площі, перспективної на вуглеводні. Установлено, що значення питомого електричного опору сухих екстрагованих зразків (питомий електричний опір мінерального скелета) змінюється від 5,2·104 (пісковики) до 2,4·107 Ом м (доломіти) при середньому значенні 3,8·106 Ом м. Питомий електричний опір зразків порід насичених моделлю пластової рідини (розчин NaCl) змінюється від 7,2 (пісковики) до 73 Ом м (вапняки) при середньому значенні 45 Ом м. Діапазон зміни відносного електричного опору становить: від 20,4 до 85,5 при середньому значенні 44,1 (пісковики); від 143,9 до 207,6 при середньому значенні 188,6 (вапняки); від 81,7 до 198,7 при середньому значенні 155,6 (доломіти). Діапазон зміни параметра збільшення електричного опору становить: від 1 до 3,24 при середньому значенні 1,24 (пісковики); від 1 до 7,19 при середньому значенні 2,24 (вапняки); від 1 до 2,76 при середньому значенні 1,44 (доломіти). Пісковики мають діапазон зміни коефіцієнта збільшення опору від 1 до 2,12 при збільшенні всебічного тиску від атмосферного до 59 МПа. Для вапняків діапазон зміни коефіцієнта збільшення опору становить від 1 до 7,7 при збільшенні всебічного тиску від атмосферного до 49 МПа.
Установлені емпіричні кореляційні залежності між петроелектричними параметрами та ємнісно-фільтраційними властивостями досліджених порід (між відносним опором і коефіцієнтом пористості в лабораторних і пластових умовах; між параметром збільшення електричного опору та коефіцієнтом водонасичення), що служать основою геологічної інтерпретації геофізичних даних. Ці залежності апроксимуються в більшості випадків степеневою функцією. Аналіз наведених даних свідчить про те, що електрометричні методи є потужним засобом як лабораторних, так і польових досліджень, досить ефективні й надають широку та цінну інформацію про властивості порід.
Рассматриваются особенности методики и результаты петроэлектрических исследований при изучении сложно построенных карбонатных и терригенных коллекторов. Приведены результаты определения электрических параметров и их связь с емкостными свойствами песчаников, известняков и доломитов кембрия Владимирской площади Волыно-Подолья. Целью проведенных исследова- ний была разработка и создание петроэлектрических моделей пород-коллекторов как основы комплексного анализа их электрических параметров и связей с емкостно-фильтрационными свойствами. Комплекс петрофизических лабораторных исследований включал определение: плотности исследованных пород (сухих и насыщенных моделью пластовой воды); открытой пористости (методами насыщения азотом и моделью пластовой воды); коэффициента остаточного водонасыщения (методом центрифугирования); проницаемости (методом стационарной фильтрации азота); интервального времени (скорости продольных упругих волн) и удельного электрического сопротивления. В процессе лабораторных работ определялось удельное электрическое сопротивление образцов пород при разных условиях (сухие, частично и полностью насыщенные раствором-имитатором пластового флюида) в атмосферных условиях, а также в условиях приближенных к пластовым.
В результате выполненных лабораторных исследований изучены петроэлектрические параметры песчаников, известняков и доломитов кембрия Владимирской площади перспективной на углеводороды. Удельное электрическое сопротивление сухих экстра- гированных образцов (удельное электрическое сопротивление минерального скелета) изменяется от 5,2·104 (песчаники) до 2,4·107 Ом м (доломиты) при среднем значении 3,8·106 Ом м. Удельное электрическое сопротивление пород, насыщенных моделью пластовой жидкости (раствор NaCl), изменяется от 7,2 (песчаники) до 73 Ом м (известняки) при среднем значении 45 Ом м. Диапазон изменения относительного электрического сопротивления: 20,4 - 85,5 при среднем значении 44,1 (песчаники); 143,9 - 207,6 при среднем значении 188,6 (известняки); от 81,7 до 198,7 при среднем значении 155,6 (доломиты). Диапазон изменения параметра увеличения электрическо- го сопротивления: 1 - 3,24 при среднем значении 1,24 (песчаники); 1 - 7,19 при среднем значении 2,24 (известняки); 1 - 2,76 при среднем значении 1,44 (доломиты). Песчаники характеризуются диапазоном изменения коэффициента увеличения сопротивления 1 - 2,12 при увеличения всестороннего давления от атмосферного до 59 МПа. Для известняков диапазон изменения коэффициента увеличения сопротивления составляет 1 - 7,7 при увеличения всестороннего давления от атмосферного до 49 МПа.
Установлены эмпирические корреляционные зависимости между петроэлектрическими параметрами и емкостно-фильтрационными свойствами исследованных пород (между относительным электрическим сопротивлением и коэффициентом пористости в лабораторных і пластовых условиях; между параметром увеличения сопротивления и коэффициентом водонасыщения), которые служат основой геологической интерпретации геофизических данных. Эти зависимости аппроксимируются в большинстве случаев степенной функцией. Анализ приведенных данных свидетельствует о том, что электрометрические методы являются мощным средством как лабораторных, так и полевых исследований, достаточно эффективны и предоставляют широкую и ценную информацию о свойствах пород.
