Введение к работе
-3-
Актуальность темы диссертации
Одними из наиболее распространенных пород осадочного чехла Земли являются карбонатные, а приуроченные к ним коллекторы, содержащие углеводороды, развиты повсеместно, на них приходится более половины мировой добычи нефти. Изучение фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) карбонатных пород-коллекторов сопряжено с трудностями, обусловленными сложным строением порового пространства и разнообразным литологическим составом, что связано с условиями осадконакопления и постседиментационными процессами.
Отсутствие универсальной технологии изучения нефтенасыщенных карбонатных пород-коллекторов геофизическими и лабораторными методами по определению литологического состава и особенностей структуры порового пространства, влияющих на фильтрационно-емкостные свойства, требует разработки методических приемов детальной дифференциации изучаемых пород по разрезу и площади.
Литологический фактор определяет закономерности распространения трещиноватости и кавернозности, существенно влияющих на скорость и направление продвижения пластовых флюидов в породах-коллекторах при разработке нефтяных залежей. Поэтому изучение карбонатных пород геофизическими методами в комплексе с лабораторными исследованиями является залогом успешного моделирования геологического строения нефтяных залежей и вовлечения в разработку трудноизвлекаемых запасов нефти и газа.
Цель исследований
Разработка приемов комплексной интерпретации геофизических исследований скважин (ГИС) и данных керна для повышения эффективности эксплуатации нефтяных залежей, приуроченных к карбонатным коллекторам.
Основные задачи исследований
-
Анализ существующих проблем интерпретации ГИС и лабораторных исследований керна при изучении карбонатных пород.
-
Разработка и апробация методических приемов определения общей и вторичной пористости карбонатных пород по геолого-геофизическим данным на примере нефтяных месторождений Пермского Прикамья.
-
Актуализация геологической модели серпуховско-башкирской залежи Уньвинского нефтяного месторождения на основе предложенных методических приемов.
4. Формулировка рекомендаций по корректировке процесса разработки нефтяной залежи с учетом литолого-структурной дифференциации пород на основе геолого-геофизической информации.
Объекты исследований Карбонатные фаменско-турнейские, серпуховско-башкирские и сульфатно-карбонатные сакмарские отложения нефтяных месторождений Соликамской депрессии Предуральского краевого прогиба и платформенной части Пермского Прикамья.
Методы исследований
-
Лабораторные исследования образцов керна (определение плотности, удельного электрического сопротивления, интервального времени распространения упругих колебаний, фильтрационно-емкостных свойств, петрографические исследования).
-
Геофизические исследования скважин (нейтрон-нейтронный, гамма-гамма, акустический, электромагнитный методы).
-
Методы промыслово-геофизического контроля (расходометрия, термометрия).
Научная новизна
-
Обоснована необходимость применения результатов комплексной интерпретации данных нейтрон-нейтронного (ННК-т), акустического (АК), гамма-гамма (ГГК-п), волнового акустического (ВАК) каротажа, исследований керна для выявления особенностей карбонатных коллекторов, влияющих на качество их разработки [1, 2, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18].
-
Получены новые зависимости между коэффициентом пористости, определенным по керну, и показаниями геофизических исследований скважин в интервалах карбонатных пород-коллекторов ряда месторождений Соликамской депрессии Предуральского краевого прогиба и платформенной части Пермского Прикамья [1, 8, 9, 10, 14, 15, 16].
-
Выявлены не изученные ранее структурные особенности серпуховско-башкирской залежи Уньвинского нефтяного месторождения по результатам комплексной интерпретации ГИС, доказано влияние этих особенностей на разработку залежи [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 17].
-
Уточнено геологическое строение серпуховско-башкирской залежи Уньвинского нефтяного месторождения на основе новой геолого-геофизической информации [3, 4, 11, 13, 17].
Практическая значимость исследований 1. Разработаны и адаптированы к конкретным литолого-физическим условиям методические приемы учета вещественного и структурного состава карбонатных пород-коллекторов, оказывающего существенное влияние на их эксплуатацию.
-
Выполнен сравнительный анализ эффективности применения нового подхода и существующих методов определения коэффициента пористости.
-
Актуализирована геологическая модель серпуховско-башкирской залежи Уньвинского нефтяного месторождения.
-
Обоснован план эксплуатационного бурения и мероприятия по корректировке процесса разработки Уньвинского нефтяного месторождения на основе новой геолого-геофизической информации.
Полученные в процессе исследований результаты позволяют рекомендовать пересчет запасов рассмотренных месторождений Соликамской депрессии и платформенной части для повышения достоверности оценки балансовых и извлекаемых запасов и эффективности разработки пластов с трудноизвлекаемыми запасами нефти. На примере рекомендаций по корректировке процесса разработки нефтяной залежи Уньвинского месторождения возможно формирование подобных предложений для месторождений-аналогов других регионов.
Основные защищаемые положения
-
Методические приемы определения общей и вторичной пористости карбонатных пород, основанные на сопоставлении данных геофизических исследований скважин с результатами исследований керна, позволяют детализировать геологические модели нефтяных залежей [1, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,15, 16,18].
-
Актуализированная геологическая модель серпуховско-башкирской залежи Уньвинского нефтяного месторождения, основанная на дифференциации отложений по геолого-геофизическим данным, позволяет локализовать участки, перспективные для бурения скважин [2, 3, 4, 11, 13].
-
Оптимизация процесса разработки нефтяного месторождения, основанная на использовании геолого-геофизической информации о литолого-структурных особенностях карбонатных пород, позволяет предотвратить неравномерную выработку запасов углеводородов [4, 5, 6, 7, 17].
Обоснованность и достоверность научных выводов и заключений
-
Обеспечена тесной корреляционной связью между показаниями ГИС и результатами исследований керна (60 скважин), отобранного из фаменско-турнейских, серпуховско-башкирских и сакмарских отложений нефтяных месторождений Соликамской депрессии и платформенной части Пермского Прикамья.
-
Доказана значительным объемом геофизической и геологической информации, полученной в процессе исследований.
-
Подтверждена результатами бурения горизонтальной скважины и процессом разработки серпуховско-башкирской залежи Уньвинского нефтяного месторождения.
Реализация результатов исследований
Диссертация отражает результаты исследований автора, выполненных в период обучения в аспирантуре Пермского государственного национального исследовательского университета. Для исследований использованы материалы Филиала ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в городе Перми, в получении которых в период с 2010 по 2013 гг. автор принимал непосредственное участие в качестве исполнителя научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Основные идеи автора, содержащиеся в диссертационной работе, находятся на этапе внедрения в производственную деятельность ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».
Личный вклад автора
Автором разработаны методические приемы изучения литолого-структурных особенностей карбонатных пород по результатам геофизических исследований скважин и на их основе актуализирована геологическая модель серпуховско-башкирской залежи Уньвинского нефтяного месторождения. Предложена концепция оптимизации системы разработки нефтяной залежи.
Публикации и апробация работы
По теме диссертации опубликовано 18 научных работ, из них 4 статьи - в рецензируемых научных изданиях, входящих в перечень ВАК. Основные результаты исследований и положения диссертационной работы докладывались на конференциях и семинарах различного уровня: Уральская молодежная научная школа по геофизике (г. Пермь, 2011); Конкурс на лучшую научно-техническую разработку молодых ученых и специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» (г. Пермь, 2011, 2012, 2013); Конкурс молодых работников ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» на лучшую научно-техническую разработку (г. Пермь, 2012, 2013); Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Геология в развивающемся мире» с международным участием (г. Пермь, 2012); Всероссийская научно-практическая конференция «Развитие геофизических методов с позиций Первой Всесоюзной геофизической конференции» (г. Пермь, 2012); Конференция молодых ученых и специалистов ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» (г. Москва, 2013, Диплом II степени); Конференция молодых ученых и специалистов организаций Группы «ЛУКОЙЛ» (г. Ухта, 2013); Международная школа-семинар «Петрофизическое моделирование осадочных пород» - Балтийская петромодель-2013 (г. Петергоф, 2013).
Объем и структура диссертации
