Содержание к диссертации
ОГЛАВЛЕНИЕ 1
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
КОНТРОЛЯ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ ПО
ТЕХНОЛОГИИ SAGD 7
-
Разработка месторождений тяжёлых нефтей в мире 7
-
Технология SAGD, возникновение и развитие 10
-
Обзор проведённых исследований упругих характеристик тяжёлой нефти 12
-
Мировой опыт применения сейсмических методов для мониторинга разработки месторождений тяжёлой и высоковязкой нефти по технологии SAGD 13
-
Опыт разработки месторождений тяжёлой и высоковязкой нефти в России 15
-
Выводы 16
ГЛАВА 2. ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И
СЕЙСМОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЙОНА РАБОТ 18
2.1. Геолого-геофизическая характеристика исследуемого района 18
-
Физико-географичекие особенности 18
-
Геологическая изученность 18
-
Геофизическая изученность 20
-
Геологическое строение исследуемого месторождения 23
-
Краткая сейсмогеологическая характеристика разреза 25
2.2. Построение сейсмогеологической модели 27
-
Построение модели скоростей продольных волн 27
-
Построение модели скоростей поперечных волн и плотности 30
2.3. Выводы 31
ГЛАВА 3. ПЛАНИРОВАНИЕ МЕТОДИКИ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ;
МНОГОВОЛНОВОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАЛЕЖИ
ТН НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 32
3.1. Выбор параметров системы наблюдения 32
3.1. L Выбор формы зондирующего сигнала 32
3.1.2. Выбор параметров приёмной расстановки 37
-
Шаг между ОГТ 40
-
Максимальный и минимальный вынос, время регистрации 41
-
Кратность, шаг между ПВ и ПП 42
-
Синтез волнового поля 45;
-
Обработка синтетических сейсмограмм 50
-
Особенности обработки данных многокомпонентной сейсморазведки 52
-
Обработка синтетических сейсмограмм 54
3.4. Интерпретация и анализ синтетических временных разрезов 55
-
Идентификация границ модели на синтетических временных разрезах 55
-
Оценка точности восстановления структурной основы модели по волновому полю 64
-
Анализ динамики отражений от целевых границ 66
-
Трассирование разрывного нарушения по синтетическому временному сейсмическому разрезу продольных отражённых волн 70
3.5. Выводы : 75
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПАРОГРАВИТАЦИОННОГО ДРЕНАЖА НА
ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРОД КОЛЛЕКТОРА 77
-
Математическая основа петрофизического моделирования 77
-
Прогноз изменений упругих свойств пород коллектора, происходящих в процессе парогравитационного дренажа 80
-
Обзор литературных данных 81
-
Алгоритм моделирования паротеплового воздействия 84
-
Анализ образцов керна 86
-
Упругие свойства флюидов 88
-
Диапазон изменения температуры и давления в исследуемом пласте в ходе паротеплового воздействия 90
-
Фазы изменения температуры и давления, возникающие в ходе разработки пласта методом парогравитационного дренажа 92
4.2.3. Анализ изменений акустических и плотностных характеристик пород
насыщенных тяжёлой нефтью при паротепловом воздействии 93
-
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РОСТА ПАРОВОЙ КАМЕРЫ 98
-
Выводы 112
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ ИЗМЕНЕНИЯ ВОЛНОВОГО ПОЛЯ В ИНТЕРВАЛЕ ЗАЛЕЖИ В
ХОДЕ ЕЁ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОМ SAGD 114
5.1. Влияние роста паровой камеры на кинематические и динамические
характеристики отражённых и обменных волн 114
-
Анализ изменения кинематических атрибутов 114
-
Анализ изменения динамических атрибутов 119
5.2. Анализ устойчивости измерения атрибутов 1264
-
Анализ влияния шага дискретизации 127,
-
Анализ влияния сферичности фронта и длины волны 129
5.3. Выводы 136
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 138
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в мире наблюдается истощение активно разрабатываемых месторождений обычной нефти. При этом во многих странах убыль старых месторождений не компенсируется приростом новых. Параллельно с этим в мире увеличиваются объёмы разработки трудноизвлекаемых запасов, таких как тяжёлая нефть и природный битум. В некоторых странах (Канада) объём добычи тяжёлой нефти уже превысил объёмы добычи лёгкой нефти и нефти средней плотности.
Среди всех методов добычи тяжёлой нефти тепловые методы являются одними из наиболее перспективных. Среди них одним из наиболее быстро развивающихся является метод SAGD (парогравитационный дренаж).
Разработка залежи тяжёлой нефти методом SAGD требует постоянного мониторинга. Одной из наиболее важных задач является контроль роста паровой камеры. Применяемые сейчас методы, такие как, например, бурение наблюдательных скважин, достаточно дороги и не всегда эффективны. Поэтому в последнее время бурное развитие получили сейсмические методы мониторинга разработки.
Последние исследования влияния паротеплового воздействия на упругие свойства пород насыщенных тяжёлой нефтью показали, что для целей сейсмического мониторинга разработки целесообразно исследовать изменения скоростей как продольных, так и поперечных волн.
В последнее время на Ярегском месторождении тяжёлой нефти начал активно применяться метод SAGD. Возникла необходимость в исследовании целесообразности проведения мониторинга разработки залежи посредством многоволновой сейсморазведки. Именно этому вопросу посвящена настоящая диссертация.
Целью работы является исследование целесообразности мониторинга добычи тяжёлой нефти на Ярегском месторождении по технологии SAGD посредством многоволновой сейсморазведки (на РР и PS волнах).
Задачи исследования формулируются следующим образом:
Исследование накопленного опыта применения и эффективности сейсмического мониторинга разработки залежи тяжёлой нефти по технологии SAGD.
Выбор оптимальных параметров системы наблюдения на основе структурного строения и упругих характеристик исследуемого объекта и покрывающих отложений;;
Оценка точности структурных построений и разрешающей способности метода МОВ ОГТ в интервале целевых отложений;
Исследование влияния разработки залежи по технологии SAGD на петрофизические характеристики слагающих её отложений;
Оценка влияния изменений свойств целевых отложений, вызванных разработкой, на характеристики волнового поля, регистрируемого в интервале залежи;
Оценка точности прогноза местоположения и размеров паровой камеры SAGD на основе данных многоволновой сейсморазведки.
Исследования, выполненные в рамках диссертационной работы, позволили выдвинуть следующие защищаемые положения:
Выбраны параметры системы наблюдения МОВ ОГТ, обеспечивающие необходимое разрешение по горизонтали и вертикали для исследования целевых отложений Ярегского месторождения.
Прогнозная точность структурных построений и динамического анализа достаточна для исследования целевых отложений Ярегского месторождения.
Численное моделирование влияния, оказываемого разработкой залежи высоковязкой нефти по технологии SAGD на упругие свойства целевых отложений, указывает на возможность определения этапов разработки по сейсмическим данным.
При сейсмическом мониторинге разработки залежи по технологии SAGD необходимо использовать данные продольных отражённых и обменных PS волн.
Границы и размеры паровой камеры SAGD в реальных условиях Ярегского месторождения могут быть определены на основе анализа кинематических й динамических атрибутов волнового поля.
Сопоставление атрибутов продольных отражённых и обменных PS волн позволяет повысить точность и достоверность прогноза параметров паровой камеры SAGD. Предметом исследования данной диссертации является многоволновой сейсмический мониторинг разработки залежи тяжёлой нефти на Ярегском месторождении по технологии SAGD.
Объектом исследования является Ярегское месторождение тяжёлой нефти.
Методом изучения выбрано численное моделирование петрофизических свойств отложений на основе уравнений Био и Гассмана, а также расчёт сейсмического волнового поля на основе алгоритмов лучевого и полноволнового моделирования.
Научная новизна. Впервые сделан прогноз точности структурных построений и динамического анализа на Ярегском месторождении. ;
Впервые для Ярегского месторождения дан прогноз изменения упругих свойств' отложений насыщенных тяжёлой нефтью при паротепловом воздействии на пласт.
Впервые сделан прогноз изменений кинематических и динамических сейсмических атрибутов продольных и обменных волн, возникающих в ходе разработки залежи методом SAGD.
Практическая значимость. Проведённое исследование позволяет планировать методику многокомпонентного сейсмического мониторинга на Ярегском месторождении!. Выполненный анализ изменений сейсмических атрибутов на разных этапах развития паровой камеры даёт инструмент для определения стадии разработки по многокомпонентным сейсмическим данным.
Внедрение результатов работы. Полученные в ходе исследований результаты были использованы для написания ряда производственных отчётов.
По теме диссертации опубликовано 2 статьи.
Основные положения работы опробованы на следующих конференциях: «ГЕО-Сибирь-2007» международная выставка и научный конгресс, семинар: «Многоволновые и многокомпонентные сейсмические исследования», Новосибирск 2007; «Геология и разработка месторождений с трудноизвлекаемыми запасами» VII научно-практическая конференция, Небуг 2009.
Структура работы. Диссертационная работа разделена на три части: введение,-основная часть и заключение.
Во введении описаны актуальность работы, цели исследования, объект и предмет исследования, методы изучения, теоретическая и прикладная ценность работы, защищаемые положения, а также дано краткое описание структуры работы.
Основная часть разделена на пять глав. , \
В первой главе (Современное состояние сейсмических методов контроля разработки залежей высоковязкой нефти по технологии SAGD) содержится литературный обзор развития методов добычи тяжелых нефтей, а также сейсмических методов контроля и управления разработкой.
Вторая глава (Геолого-геофизическая характеристика и сейсмогеологическая модель района работ) посвящена геологическому строению Ярегского месторождения и формированию его сейсмогеологической модели
В третьей главе (Планирование методики и оценка эффективности многоволновой сейсморазведки для целей исследования залежей ТН на основе математического моделирования) описано планирование методики многоволновых сейсмических наблюдений, обеспечивающей оптимальную прослеживаемость целевых отражений и необходимую разрешающую способность. В ней также описаны методы расчёта волнового поля на основе сейсмогеологической модели Ярегского месторождения; граф обработки синтетических сейсмограмм и анализ синтетических временных разрезов.
Четвёртая глава (Анализ влияния парогравитационного дренажа на петрофизические характеристики пород коллектора) посвящена оценке влияния техногенного воздействия, оказываемого в ходе разработки залежи методом SAGD, на петрофизические свойства пород коллектора. На основе литературных данных и петрофизического моделирования исследован диапазон изменений скоростей Р и S волн, а также плотностей целевых отложений на разных этапах разработки залежи. Построена двумерная модель роста паровой камеры.
Пятая глава (Анализ изменения волнового поля в интервале залежи в ходе её разработки методом SAGD) посвящена моделированию сейсмического мониторинга разработки залежи методом SAGD. Основой для него служат результаты, полученные в главе 4. Исследуется влияние роста паровой камеры на атрибуты полей отражённых продольных и обменных PS волн.
В заключении перечисляются общие выводы и итоги работы.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям профессору, доктору технических наук, [Облогиной Т.И.[ и старшему научному сотруднику, кандидату геолого-минералогических наук Шалаевой Н.В. Автор признателен всем кто оказывал помощь и поддержку в написании этой работы, в частности Керусову И.Н., Горбачёву СВ., Петровой И.В., Хипели Р.В., Евстигнеевой А.Е., Быковой Е.А. Особую благодарность автор выражает компании «ЛУКОЙЛ-КОМИ» и заместителю начальника главного управления по геологии и разведке ОАО «ЛУКОЙЛ» Чертенкову М.В. за поддержку этой работы, предоставленные материалы и разрешение на публикацию.
