Введение к работе
Актуальность работы. Эффективность разведки месторождений нефти и газа в значительной степени определяется состоянием техники и методики геофизических исследований скважин (ГИС) и достоверностью решения таких важнейших задач нефтегазовой геологии, как построение геологических моделей месторождений, выявление нефтяных и газовых пластов, оценка степени нефтегазонасыщения и коллекторских свойств пород, подсчет запасов нефти и газа, оценка коэффициента их из-влекаемости. Поскольку наличие информации об электрических параметрах исследуемых пород является обязательным условием для решения большинства из указанных выше задач,ведущая роль при исследовании нефтяныхи газовых скважин.принадлежит электрическим и электромагнитным методам каротажа (ЭК и ЭМ К).
Применяемый в настоящее время в ОАО «Ноябрьскнефте-газгеофизика» обязательный комплекс ГИС включает: боковое каротажное зондирование пятью последовательным и градиент-зондами различной длины (БКЗ), одиночные обращенный градиент- и потенциал-зонды, резистивиметр, боковой каротаж (БК) зондом БК-3, индукционный каротаж (ИК) различными индукционными зондами, боковой микрокаротаж (БМК), микрокаротаж (МК) потенциал- и градиент-микрозондами (ПМЗ и ГМЗ), метод измерения потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС). Все методы обеспечены метрологией, методиками интерпретации и палетками. Однако, несмотря на столь широкий и разнообразный комплекс методов исследований, применение цифровых каротажных станций, современных вычислительной технологии и методов интерпретации, точность определения электрических параметров пластов: удельных электрических сопротивлений (УЭС) в их неизмененной части ($п) и зоне проникновения (&), диаметра последней (D) в ряде Случаев (тонкие пласты с^еодыороднымп вмещающими породами, пласты с глубокими зонами проникновения) оказывается недостаточной для выдачи однозначных заключений. Указанное обстоятельство влечет за собой необходимость проведения значительного количества испытаний и, как следствие, значительные материальные затраты.
Актуальность работы. Эффективность разведки месторождений нефти и газа в значительной степени определяется состоянием техники и методики геофизических исследований скважин (ГИС) и достоверностью решения таких важнейших задач нефтегазовой геологии, как построение геологических моделей месторождений, выявление нефтяных и газовых пластов, оценка степени нефтегазонасыщения и коллекторских свойств пород, подсчет запасов нефти и газа, оценка коэффициента их извлекаемое. Поскольку наличие информации об электрических параметрах исследуемых пород является обязательным условием для решения большинства из указанных выше задач, ведущая роль при исследовании нефтяных и газовых скважин принадлежит электрическим и электромагнитным методам каротажа (ЭК и ЭМК).
Применяемый в настоящее время в ОАО «Ноябрьскнефте-газгеофизика» обязательный комплекс ГИС включает: боковое каротажное зондирование пятью последовательными градиент-зондами различной длины (Б КЗ), одиночные обращенный градиент- и потенциал-зонды, резистивиметр, боковой каротаж (БК) зондом БК-3, индукционный каротаж (ИК) различными индукционными зондами, боковой микрокаротаж (БМ К), микрокаротаж (МК) потенциал- и градиент-микрозондами (ПМЗ и ГМЗ), метод измерения потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС). Все методы обеспечены метрологией, методиками интерпретации и палетками. Однако, несмотря на столь широкий и разнообразный комплекс методов исследований, применение цифровых каротажных станций, современных вычислительной технологии и методов интерпретации, точность определения электрических параметров пластов: удельных электрических сопротивлений (УЭС) в их неизмененной части () и зоне проникновения (Ьт), диаметра последней (D) в рядеоу-чаев (тонкие пласты счіеоднородньїми вмещающими породами, пласты с глубокими зонами проникновения) оказывается недостаточной для выдачи однозначных заключений. Указанное обстоятельство влечет за собой необходимость проведения значительного количества испытаний и, как следствие, значительные материальные затраты.
Учитывая, что типичные для района деятельности ОАО «Ноябрьскнефтегазгеофизика» относительно низкие УЭС исследуемых пород (6-18 Ом-м нефтенасыщенных и 2 - 9 Ом«м водонасыщенных пластов), пресные промывочные жидкости (Д. = 1 - 3 Ом-м) и, как следствие, повышающие проникновения благоприятны для широкого применения методов индукционного каротажа, по инициативе автора была приобретена и введена в промышленную эксплуатацию трехзондовая аппаратура индукционного каротажного зондирования ИКЗ-1, выпущенная малой серией Киевским опытно-экспериментальным заводом геофизического приборостроения (КО-ЭЗГП). Внедрение этой аппаратуры, как показано в настоящей работе, позволило существенно повысить точность определения УЭС пластов средней и большой мощности с глубокими проникновениями, но для тонких пластов эта аппаратура оказалась малоэффективной. В связи с этим возникла необходимость в разработке и внедрении многозондовой аппаратуры ИК, обладающей высокой информативностью в тонкослоистом разрезе.
Цель работы. Повышение эффективности электрического и электромагнитного каротажа в тонкослоистых разрезах Западной Сибири путем разработки и внедрения многозондовой аппаратуры ИК с зондами высокого вертикального разрешения, оптимизированными применительно к соответствующим геолого-техническим условиям.
Основные задачи исследований:
о анализ геолого-технических условий ГИС в районах деятельности ОАО "Ноябрьскнефтегазгеофизика" и построение модельных электрических разрезов скважин;
о анализ эффективности применяемого комплекса электрических методов ГИС и информационных возможностей известных модификаций многозондовой аппаратуры индукционного каротажа;
обоснование основных технических требований к аппаратуре индукционного каротажного зондирования малой глубинности исследования с высоким вертикальным разрешением и выбор конструктивных параметров зондов комплекса;
анализ методических возможностей комплекса электрических методов ГИС, дополненного многозондовой аппаратурой ИК с оптимизированными для конкретных условий района работ параметрами зондов;
опробование разработанных аппаратуры и методики интерпретации в ОАО "Ноябрьскнефтегазгеофизика" и их внедрение в производство.
Методы исследования. Анализ геолого-технических условий и материалов ГИС в ОАО "Ноябрьскнефтегазгеофизика", математическое моделирование показаний зондов ЭК, ЭМК стандартного комплекса и известных модификаций аппаратуры ИК в модельных электрических разрезах скважин, опытно-методические работы на скважинах с анализом полученных материалов.
Научная новизна проведенных исследований состоит в следующем:
о на основе анализа расчетных каротажных кривых зондов стандартного комплекса ЭК, ЭМК и известных модификаций многозондовой аппаратуры ИК для модельных электрических разрезов скважин установлена необходимость разработки и включения в стандартный комплекс многозондовой аппаратуры ИК с оптимизированными, применительно к конкретным геолого-техническим условиям ГИС, зондами;
о определены основные технические требования к аппаратуре индукционного каротажного зондирования малой глу-бинности исследования и высоким вертикальным разрешением и обоснованы ее конструктивные параметры: количество и структура зондов, рабочая частота;
о показана высокая эффективность программного обеспечения попластовой и поточечной интерпретации данных ИКЗ-1 и ИКЗ-Н в рамках стандартного комплекса ЭК и ЭМК для геоэлсктрическихразрезов скважин ОАО "Ноябрьскнефтегазгеофизика".
Практическая ценность работы заключается в обосновании необходимости включения в стандартный комплекс ГИС ОАО "Ноябрьскнефтегазгеофизика" многозондовой аппаратуры ИКЗ-1 большой глубинности для исследования пластов с глубоким проникновением и специально разработанной аппаратуры ИКЗ-Н малой глубинности для исследования
тонкослоистых разрезов, снабженных соответствующими методиками интерпретации, включая специально разработанные цифровые фильтры для первичной обработки каротажных кривых, в результате чего повышается достоверность определения электрических параметров исследуемых пород и, как следствие, оперативных заключений.
Внедрение результатов работы. Рекомендованная автором к внедрению аппаратура ИКЗ-1 и специально разработанная НПЦ "Тверьгеофизика" в соответствии со сформулированными в работе техническими требованиями модификация этой аппаратуры ИКЗ-Н с соответствующими алгоритмами интерпретации включены в обязательный комплекс методов ЭК, ЭМК для исследования перспективных на нефть и газ интервалов скважин в ОАО "Ноябрьскнефтегазгеофизика".
Основные защищаемые положения:
о включение в стандартный комплекс ЭК, ЭМК трехзондовой аппаратуры ИК большой глубинности (ИКЗ-1) и специально разработанной в соответствии со сформулированными в работе техническими требованиями аппаратуры ИК малой глубинности с зондами высокого вертикального разрешения (ИКЗ-Н) и внедрение в практику интерпретации материалов ГИС программного обеспечения для попластовой и поточечной интерпретации данных этой аппаратуры повысило достоверность определения электрических параметров исследуемых пород в ОАО "Ноябрьскнефтегазгеофизика" ;
о аппаратура ИКЗ-Н эквивалентна по своим информационным возможностям аппаратуре ВИКИЗ в тонкослоистом разрезе при неглубоких проникновениях и в совокупности с аппаратурой ИКЗ-1 более информативна в пластах с глубоким проникновением; внедрение многозондовой аппаратуры ИК не позволяет исключить зонды Б КЗ, БК из стандартного комплекса ЭК, ЭМК.
Апробация и публикация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Международной геофизической конференции "Электромагнитные исследования с контролируемыми источниками" в г. Санкт-Петербурге (1996 г.), Научно-практической конференции "Компьютеризованные технологии обработки геолого-геофизической информации" и Семинаре - совещании "Пути
повышения эффективности геологической интерпретации геофизических исследований скважин при разведке, эксплуатации и подсчете запасов месторождений нефти и газа Западной Сибири в г. Тюмени (1997 г.), Научно-практическом семинаре "Метод ВИКИЗ - аппаратура, возможности, программно-методическое и метрологическое обеспечение, интерпретация полученных результатов" в г. Новосибирске (1998 г.), рабочих семинарах в г. Ноябрьске и г. Твери.
По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав и заключения, содержит 183 страницы текста, 5 таблиц, 55 рисунков, список литературы содержит 112 наименований.
Работа включает материалы исследований, выполненных лично автором и при его непосредственном участии в 1993 -1998 г.г.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю работы доктору технических наук, профессору Е.В.Чаадаеву, кандидату физико-математических наук Б.В.Рудяку, кандидатам технических наук О.М.Снежко и Ю.Л.Шеину за научные консультации, ценные замечания, сотрудничество и помощь в проведении исследований, а также всем сотрудникам ОАО "Ноябрьскнефтегазгеофизика" и НПЦ "Тверьгеофизика", оказавшим помощь при проведении геофизических исследований на скважинах, проведении расчетов и обработке скважинных материалов.