Введение к работе
Актуальность работы. Одними из основных средств контроля за разработкой нефтяных месторождений в обсаженных скважинах являются геофизические методы исследования обсаженных скважин и, в первую очередь, радиоактивные методы, позволяющие определять характер насыщения пластов.
Использование современных технологий нейтронных методов для определения характера насыщения в обсаженных скважинах получило особенно широкое развитие за последние годы. Благодаря крупным достижениям в области микропроцессорной измерительной техники, развитию и углублению экспериментальных и теоретических работ, удалось реализовать аналитические возможности на новом, более высоком уровне, а именно элементном составе горных пород и насыщающих флюидов.
Объект исследования – обсаженные нефтегазовые скважины.
Предмет исследования – определение насыщения коллекторов.
Цель работы – определение коэффициентов нефте- и газонасыщенности, состава углеводородов в коллекторах обсаженных нефтегазовых скважин на основе стационарных нейтронных методов.
Основные задачи исследований:
1. Изучение особенностей пространственно-энергетических распределений нейтронных и гамма-полей радиационного захвата тепловых нейтронов в условиях природных сред и типовых конструкций скважин с целью обоснования способов количественной оценки хлорсодержания горных пород для конкретного типа зондового устройства аппаратуры СПРК-90.
2. Исследование влияния геолого-технических условий в скважине и разработка методики их компенсации (учета) при количественной оценке содержания хлора.
3. Обоснование оптимальных алгоритмов определения содержания хлора в пластах-коллекторах.
4. Разработка опытных образцов программно-управляемой аппаратуры хлорного каротажа, отвечающей современным требованиям решения задач нефтепромысловой геологии.
5. Разработка основ технологии хлорного каротажа для определения характера насыщения коллекторов и оценка ее геологической эффективности в условиях нефтегазовых скважин.
Методика исследований:
1. Анализ и обобщение отечественного и зарубежного опыта по опубликованным материалам.
2. Экспериментальные исследования закономерностей пространственно-энергетического распределения гамма-излучения радиоактивного захвата (ГИРЗ) на физических моделях пластов различного вещественного состава и характера насыщения для конкретного зондового устройства.
3. Статистическая обработка и анализ результатов экспериментальных исследований на базе современных технических средств.
4. Изготовление макетных и опытных образцов скважинной многозондовой аппаратуры хлорного каротажа.
5. Опытно-производственная апробация, разработка методических рекомендаций и технических средств, оценка их геологической эффективности и внедрение в практику геофизических исследований.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность регистрации содержания хлора и его эквивалента в разрезах нефтегазовых скважин, определяемого путем измерения потоков тепловых нейтронов на двух зондах и распределения потоков ГИРЗ на спектрометрическом зонде от Pu+Be источника нейтронов;
- предложена интегрально-спектрометрическая модификация хлорного каротажа, реализующая измерение интегральных потоков тепловых нейтронов на двух зондах и распределение ГИРЗ на спектрометрическом зонде для определения хлорсодержания и его эквивалента в горных породах;
- предложены аналитические параметры определения содержания хлора, основанные на использовании отношения спектральных распределений ГИРЗ в областях энергий более 2,3 МэВ и менее 2,3 МэВ, к произведению плотности потоков тепловых нейтронов на большом и малом зондах, а также на использовании обратной величины произведения потоков тепловых нейтронов на большом и малом зондах, в разной степени реагирующей на содержание хлора и состав углеводородов в коллекторе. На этой основе в комплексе с функцией пористости, представляющей отношение потоков тепловых нейтронов малого зонда к большому, разработаны палетки для определения коэффициентов нефте-, газонасыщенности и состава углеводородов в коллекторе.
Достоверность научных положений, выводов, технических решений и рекомендаций подтверждена результатами теоретических и экспериментальных исследований, выполненных на моделях пластов различного литологического состава, пористости и характера насыщения. Достоверность подтверждается сходимостью заключений по опробованию пластов и результатами испытаний в среднем на уровне 80 %, а также другими альтернативными методами ГИС (ИНК, С/О каротаж) в скважинах различных регионов страны, СНГ и Китая.
Основные защищаемые положения:
1. Обоснована возможность определения содержания хлора (эквивалентного содержания хлора) в горных породах по плотности потока тепловых нейтронов и энергетическому спектру ГИРЗ, измеренной двухзондовой установкой.
2. Разработан способ определения коэффициентов нефте- и газонасыщенности, состава углеводородов в коллекторах на основе анализа функций, в разной степени реагирующих на хлор и газонасыщенность пород, и состав углеводородов в коллекторе. Функции представляют собой отношение спектральных распределений ГИРЗ в области более 2,3 МэВ и менее 2,3 МэВ к произведению потоков тепловых нейтронов на большом и малом зондах, а также обратную величину произведения потоков тепловых нейтронов на большом и малом зондах в комплексе с функцией пористости. Пористостью является отношение плотности потоков тепловых нейтронов малого зонда к большому зонду
3. Разработаны основы технологии определения коэффициентов нефте- и газонасыщенности на базе стационарных нейтронных методов.
Практическая значимость работы:
- выделение водо-, нефте- и газоносных пластов и определение состава углеводородов в коллекторе на базе нейтронного каротажа со стационарным Pu+Be нейтронным источником;
- снижение стоимости геофизических исследований обсаженных скважин за счет одновременной регистрации методов 2ННКт, СНГК;
- преемственность ранее разработанных технологий по методам 2ННКт, НГК-60.
Реализация и внедрение результатов работы. Хлорный каротаж реализован в интегрально-спектрометрической модификации методов на базе цифровой программно-управляемой аппаратуры СПРК-90. Разработана технология и изготовлены 10 комплектов аппаратуры. Произведено опробование аппаратуры в промышленных масштабах. Аппаратура эффективно используется для исследования скважин в нефтяной компании ООО «Лукойл-Пермь». Технология хлорного каротажа включена в регламент исследований старого фонда скважин. Опытно-промышленное опробование технологии проходит на скважинах ОАО «Газпром», ОАО «Роснефть» и нефтяных компаний Урало-Поволжской нефтегазоносной и Тимано-Печорской нефтеносной провинций.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на IV, V Международных научно-практических конференциях «Проблемы добычи нефти, газа, газового конденсата, нефти» (Кисловодск, 2006, 2007 гг.); девятой Уральской молодежной научной школе по геофизике (Пермь, 2007 г.); Х Уральской молодежной научной школе (Екатеринбург, 2008 г.); одиннадцатой научно-практической конференции «Пути реализации нефтегазового и рудного потенциала Ханты-Мансийского автономного округа - Югры» (Ханты-Мансийск, 2007 г.); научной конференции «Новая техника и технология для геофизических исследований скважин», VII Конгрессе нефтепромышленников России (Уфа, 2007 г.); научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые – наукам о Земле» (Москва, 2008 г.); международной конференции геофизиков и геологов (Тюмень, 2007 г.); VI Азербайджанской международной геофизической конференции (Баку, 2007 г.); IX Уральской школе по геофизике (Екатеринбург, 2008 г.); V Российско-Китайском симпозиуме по промысловой геофизике (Москва, 2008 г.); II Международной геолого-геофизической конференции (Тюмень, 2009 г.).
Личное участие автора состоит в постановке и проведении экспериментальных исследований, разработке оптимальных алгоритмов вычисления хлорсодержания в породах, разработке основ интерпретации хлорного каротажа, разработке макетных и опытных образцов скважинных приборов и зондов хлорного каротажа, а также проведении опытно-промышленных исследований и анализе результатов работ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ в соавторстве, 6 из которых опубликованы в изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией. В работах, написанных в соавторстве, соисполнителю принадлежит постановка задачи, проведение аналитических, экспериментальных, производственных работ и обобщение их результатов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, содержащего 86 наименований. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков и 5 таблиц.
Похожие диссертации на Определение характера насыщения коллекторов в обсаженных нефтегазовых скважинах на основе стационарных нейтронных методов
