Методика прогноза зон глубинной трещиноватости по упруго-деформационным параметрам

(на примере разреза Тимано-Печерской глубокой опорной скважины)
Формирование глубинных трещинных пород-коллекторов и их после-дующая трансформация происходят в условиях проявления геостати-ческого и боковых давлений, АВПД, субвертикальных и субгоризон-тальных тектонических движений. Имея информацию о воздействую-щих на породу напряжениях и ее прочностных характеристиках, мож-но в определенной мере осуществлять прогноз зон развития глубинной трещиноватости. На разных этапах эволюции коллекторов преоблада-ют различные сочетания тектонических напряжений и неравномерных давлений, воздействующих на породу, тем не менее общие состав-ляющие их вполне определенны и в конечном итоге выражаются в упруго-деформационных параметрах пластов.
Для моделирования глубинного трещинообразования в разрезах скважин могут быть использованы результаты изучения прочностных свойств пород по керну, данные изучения упруго-деформационных параметров, рассчитанных по скоростям продольных и поперечных волн, и материалы, характеризующие геостатическое давление и АВПД. Вопрос о соответствии механизма деформирования массива горных пород в природных условиях и образцов пород при лаборатор-ных испытаниях является наиболее трудным и связанным с необходи-мостью учета как фактора геологического времени, так и разномас-штабности деформационных процессов. К настоящему времени этот вопрос в основных своих позициях для реальных горных пород окон-чательно не решен даже теоретически. Поэтому при переносе модель-ных построений, основанных на ограниченном каменном материале, на конкретные геологические условия следует отдавать отчет в при-близительности таких моделей и по возможности искать независимые подтверждения установленным закономерностям.
Изучение деформационных свойств пород в зависимости от длительности воздействия напряжений показало [2] очень большую роль фактора времени в изменении их физико-механических свойств. Необратимые структурно-механические преобразования при длитель-ных воздействиях сжимающих усилий в значительной степени зависят от минерального состава пород, их текстурно-структурных особенно-стей, характера деформированности, эпигенетической преобразован-ности, ориентировки сжимающих усилий по отношению к основным текстурным элементам и др. Для понимания процессов глубинного трещинообразования следует учитывать, что для пород, прошедших длительные деформационные и эпигенетические преобразования, ус-тойчивость к тектоно-физическим воздействиям значительно снижена. Перед деформаций в хрупком режиме происходит значительный по времени этап хрупко-пластичных деформаций, сопровождаемый огра-ниченным трещинообразованием. При этом разрушения сплошности пород при длительных воздействиях нагрузки на породу начинаются уже при уровнях 55-60% от пределов прочности [2]. Таким образом фактор геологического времени не только усиливает генетическую предрасположенность к трещинообразованию, но и делает ее более эволюционно сложной.
Несмотря на все перечисленные допущения и ограничения, для моделирования и прогноза развития трещин в породах, эволюция ко-торых происходит в сложнонапряженном состоянии на больших глу-бинах, с некоторой степенью приближения, могут быть использованы материалы изучения прочностных характеристик образцов керна с од-новременным учетом реальных значений боковых и поровых давле-ний.
Трещиноватость в породе под воздействием избыточного дав-ления (Ризб) будет образовываться при условии Ризб.> Рсж,
где Рсж. - предел прочности породы на сжатие.
В условиях неравномерно-напряженного состояния величина избыточного давления на пласт породы определяется как функция геостатического, бокового и внутрипорового давлений с учетом до-полнительных тектонических напряжений и длительности воздейст-вия в ходе геологического времени.
Район расположения Тимано-Печорской скважины соответст-вует перикратонному подтипу земной коры [3], для которого харак-терны невысокая степень тектонической активности, пониженный геотермический градиент и увеличенные глубины залегания поверх-ности Мохоровича. Основную часть разреза составляют песчаники и алевролиты преимущественно кварцевого состава, для которых де-формации требуют избыточных нагрузок более 90-100 МПа.
На основании сопоставлений рассчитанных и экспериментально определенных величин параметров, характеризующих напряженное состояние пород в разрезе Тимано-Печорской глубокой опорной сква-жины определены зоны наиболее вероятного глубинного трещинооб-разования (рисунок). Для учета трещиноватости, заложенной в процес


Зоны глубинной трещиноватости в разрезе Тимано-Печорской глубокой опорной скважины
се структуроформирующих поднятий фундамента, по специальной методике [1] на основе материалов ГИС выполнено определение ха-рактера изменчивости в разрезе величин литодинамического фактора, характеризующего эволюцию вертикальных тектонических движений.
Выделенные зоны трещиноватости свидетельствуют о сущест-венном возрастании роли трещиноватых коллекторов в девонских от-ложениях на глубинах более 5,5 км и хорошо согласуются с интерва-лами повышенной трещиноватости, обоснованных по материалам ин-терпретации ГИС и данным макроописания керна.
Библиографический список
1. Аристова Г.Б. Прогноз сложных коллекторов в палеозойских разрезах юго-востока Прикаспийской синеклизы // Низкопоровые породы-коллекторы и их роль при оценке нефтегазоносности. Л.: ВНИГРИ, 1991. С. 35-40.
2. Петров В.А., Звягинцев Л.И. и др. Изменение упругих и деформационных свойств пород в зависимости от длительности воздействия напряжения // Вестник МГУ. 1998.Сер.4. Геол. №6.С.41-51.
3. Тектонические критерии прогноза нефтегазоносности Печорской плиты / В.А. Дедеев, Л.З. Аминов, В.Г. Гецен и др. Л.: Наука, 1986. 217 с.

Powered by Drupal - Design by artinet