Введение к работе
Объектом исследования являются геофизические методики определения фильтрационно-емкостных свойств и характера неоднородности низкопористых карбонатных коллекторов сложного строения Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакогшения (ЮТЗ) по материалам ГИС.
Актуальность работы. Несмотря на то, что методы ГИС широко используются для изучения сложных рифейских коллекторов ЮТЗ, эффективность этих методов недостаточна и их функции ограничены.
-
Для настройки комплекса ГИС на решение геологических задач слабо используется разнообразная геолого-промысловая и технологическая информация. Не учитываются технологические факторы, влияющие на продуктивность коллекторов, вследствие чего данные ГИС и испытаний скважин часто противоречивы. Слабо учитываются факторы, влияющие на информативность методов ГИС, не изучены условия их эффективного применения, вследствие чего неверно оцениваются приоритеты методов (основные, второстепенные) и их роль (опорные, массовые). Это отразилось на полноте и качестве выполнения массового для ЮТЗ метода разноглубинного бокового каротажа (БКС-2) и опорного - гидродинамического каротажа (ГДК).
-
Недостаточно изучена петрофизическая модель коллектора. Разработанная ранее объемная модель рифейских коллекторов не учитывает их глинистости, что резко снижает эффективность разработанной ранее технологии выделения и оценки коллекторов по комплексу ГИС /Скрылев С.А., 1993/.
-
Слабо реализуется потенциальная возможность информативных двухзондовых установок: разноглубинного бокового каротажа (БКС-2), плотностного гамма-гамма-каротажа (ГТКП), многозондового нейтрон-нейтронного каротажа. Компонентный состав и пористость пород определяются, главным образом, по данным нейтронного гамма-каротажа (НТК) и акустического каротажа (АК) по скорости, не обеспечивающим интерпретационной модели, адекватной реальной геологической среде.
-
Отсутствуют количественные критерии выделения и сравнительной оценки коллекторов по фильтрационным свойствам, несмотря на то, что в соответствии с разработанной ранее технологией /Скрылев С.А., 1993/, в большинстве скважин ЮТЗ выполнены трудоемкие и дорогостоящие специальные исследования, основанные на изучении искуственного или естественного формирования или расформирования зоны проникновения. Почти в каждой третьей скважине центральной части ЮТЗ наблюдались интенсивные перетоки газа и воды при испытании нефтенасыщенной части разреза. Существующие методики геологической интерпретации данных ГИС не позволяют дать прогноз этих перетоков при выборе объектов испытаний.
-
Задача определения параметров коллекторов по данным ГИС затруднена потому, что величины определяемых параметров соизмеримы с систематическими погрешностями их оценки, или получены в условиях измерения, граничащих с предельными. Точность определения общей пористости методами радиоактивного и акустического каротажа (от 1 до 2.5 %) соизмерима с общей пористостью рифейских коллекторов (от 1.5 до 3 %). Боковой каротаж (БК) часто проводится в предельных условиях - отношение удельного сопротивления пласта к удельному сопротивлению промывочной жидкости (Rn/Rc) близко или больше 10000. Вследствие этих причин большое количество первичного геофизического материала отбраковывают или, при его использовании, получают искаженные результаты.
-
Для расчленения разреза используются только данные гамма-каротажа (ГК) и керна, которые не позволяют расчленять разрез рифея на слои и толщи, различающиеся по фильтрационным свойствам. Наличие территорий с существенно различной промысловой характеристикой дает основание предполагать высокую степень неоднородности рифея по фильтрационным свойствам, что не нашло своего отражения в данных ГИС.
Цель работы - повышение информативности и расширение функций комплекса ГИС при изучении низкопористых (от 1.5 до 3 %) карбонатных коллекторов сложного строения.
Задачи исследования - 1) Усовершенствовать методику интерпретации материалов ГИС в условиях низкопористых карбонатных коллекторов сложного строения. 2) Используя разработанные мето-
дики определить характер неоднородности рифейских карбонатных толщ ЮТЗ.
Фактический материал и методы исследования. В диссертационной работе использованы первичные материалы собранные автором лично или под его руководством в период с 1982 по 1997 г. на месторождениях ЮТЗ по более 70 скважинам, куда вошли данные ГИС, керна, прямых методов исследований скважин (ГДК, ОПК), результаты специальных исследований, основанных на изучении искуственного и естественного формирования и расформирования зоны проникновения, результаты геофизического контроля соляно-кислотной обработки пластов, технологические данные об условиях проведения ГИС, первичного и вторичного вскрытия коллекторов, сведения о поглощениях промывочной жидкости в процессе бурения, результаты испытаний скважин, сведения о времени между первичным вскрытием, ГИС и испытанием.
Основой решения поставленных задач являются: теория методов ГИС и интерпретации данных, современные компьютерные технологии обработки информации. Структура взаимосвязей геолого-промысловых, геофизических и технологических параметров и характеристик изучалась с помощью статистического, факторного и сравнительного анализа. Геологическая интерпретация материалов ГИС осуществлялась в компьютерной системе ГИНТЕЛ по алгоритмам, разработанным диссертантом. Для разработки алгоритмов использовалось петрофизическое и математическое моделирование реальной геологической среды. Способы увязки геофизических и петрофизических данных, оценки достоверности полученных результатов разработаны с использованием положений теории ошибок. Для изучения закономерности и характера неоднородности рифейских отложений использованы методы теории случайных функций.
В работе автор опирался на положения и разработки своего руководителя Кнеллера Л.Е. (1990,1991, 1995), а также Б.Ю.Вендельштейна, В.Ф.Козяра, Г.Г.Яценко (1990), Деча В.Н., Кноринга Л.Д. (1985), Ильинского В.М., Лимбергера Ю.А (1981), Нечая А.М (1969), Скрылева С.А. (1993), Эл-ланскогоМ.М (1975).
Защищаемые положения, выводы и рекомендации.
-
Выявление факторов, влияющих на продуктивность рифей-ских объектов и достоверность методов ГИС - необходимое условие повышения информативности комплекса ГИС, сопоставимости данных ГИС и испытаний.
-
С увеличением глинистости рифейских коллекторов уменьшаются их фильтрационные свойства. Учет глинистости в интерпретационных моделях - основной вопрос повышения информативности ГИС на ЮТЗ. Для количественной оценки глинистости рекомендуется использовать данные гамма-каротажа (ГК).
-
Разноглубинный боковой каротаж, при обеспечении рекомендуемых условий его эффективного применения, дает надежный прямой признак подвижности нефти и газа в пласте и являются более информативными, чем трудоемкие и дорогостоящие специальные исследования, основанные на изучении естественного и искуст-венного формирования зоны проникновения.
-
Между степенью неоднородности рифейских отложений по общей пористости и их фильтрационными свойствами существует прямая связь.
-
Отложения рифея расчленяются на толщи с существенно различными фильтрационными свойствами. Эти толщи закономерным образом распределены в карбонатной части разреза.
Новизна работы. Личный вклад.
1) Используя факторный и сравнительный анализ установлены закономерности повышения информативности комплекса ГИС, основанные на включении в информационную систему, кроме данных керна и испытаний скважин, технологических данных и сведений о поглощениях промывочной жидкости в процессе бурения.
впервые установлены конкретные геологические и технологические причины низкой продуктивности объектов испытаний;
благодаря учету технологического фактора обеспечена сопоставимость данных ГИС и испытаний;
на основе изучения геолого-технологически условий геофизических измерений изменены существующие ранее /Скрылев С.А., 1993/ приоритеты методов ГИС, введено понятие адекватности интерпретационной математической модели реальной геологической среде.
-
Опираясь на анализ геолого-промысловых и геофизических данных впервые установлена связь между глинистостью коллекторов и их фильтрационно-емкостными свойствами.
-
С учетом математических положений обоснован набор методов ГИС для определения компонентного состава и пористости ри-фейских коллекторов. В алгоритм определения этих параметров введены данные многозондового нейтрон-нейтронного каротажа (МНК) и ГК.
-
Используя факторный анализ изучены условия применения разноглубинного бокового каротажа (БКС-2), дающего прямой признак продуктивнности коллекторов рифея. Обоснована его высокая информативность. Разработан алгоритм оценки качества и интерпретации исходных данных.
-
Опираясь на анализ геолого-промысловой и технологической информации установлены условия эффективного применения гидродинамического каротажа (ГДК), дающего прямую информацию о фильтрационных свойствах пород.
-
Опираясь на прямые признаки подвижности пластового флюида, имеющиеся в отдельных скважинах, разработаны косвенные количественные критерии и алгоритм выделения коллекторов рифея в каждой скважине.
-
Используя петрофизическое и математическое моделирование и сопоставляя результаты с данными испытаний скважин, разработана методика сравнительной оценки коллекторов по фильтрационным свойствам и выделения в разрезе потенциальных слоев-экранов, препятствующих перетокам газа и воды при испытании нефтенасыщенной части разреза. Разработан алгоритм расчета параметров на ЭВМ.
-
Опираясь на положения теории ошибок, петрофизические данные и теорию каротажа удалось получить решение задачи в ситуации, когда величины определяемых параметров соизмеримы с систематическими погрешностями их оценки, или получены в условиях измерения, граничащих с предельными.
10) Применяя методы теории случайных функций при обра
ботке данных ГИС и сопоставляя полученные результаты с промы
словыми данными и сведениями о поглощениях промывочной жид
кости установлены возможности использования данных ГИС для
изучения, в рамках циклостратиграфии, закономерностей распре-
деления фильтрационных свойств пород в карбонатных толщах ри-фея. При этом получены следующие основные результаты:
разработана методика расчленения разреза рифея на толщи с существенно различными фильтрационными свойствами;
разработаны критерии расчленения разреза рифея на региональные циклы (толщиной до 400 м.) и их фазы (трансгрессивная, стабилизации и регрессивная, толщиной до 100-200 м.);
установлена приуроченность высокопродуктивных объектов к трансгрессивной и регрессивной фазам карбонатной части регионального цикла.
Сведения о практическом использовании полученных результатов. В результате проведенных исследований и непосредственного участия автора в выдаче оперативных заключений эффективность геофизических заключений по рифейским отложениям начиная с 1988 года превышала 80% (оперативные геофизические заключения по скважинам ГГП ЕНГ).
Использование данных разноглубинного БК (БКС-2) для оценки характера насыщения низкопористых сложнопостроенных коллекторов позволило подтвердить установленный по промысловым данным ВНК.
Результаты определения фильтрационно-емкостных свойств рифейских пород, полученные по разработанным методикам, используются в качестве опорной информации при разработке способов
прогнозирования коллекторских свойств пород методами сейсморазведки в ГГП "Енисейгеофизика".
Отдельные выводы и положения, полученные автором при изучении рифейских отложений использовались институтом "Гип-ровостокнефть" для создания геолого-математической модели ри-фейского нефтегазоконденсатного резервуара при составлении проекта разработки опытного участка и при прогнозе добычи нефти лицензионного участка Юрубченского блока названного месторождения, причем впервые была построена гидродинамическая модель неоднородного и анизотропного пласта (отзыв от 17.07.1995 г.).
Разработанная технология комплексного использования геофизической и геолого-технологической информации при решении
геолого-промысловых задач на ЮТЗ позволила отказаться от повсеместного использования трудоемких и дорогостоящих специальных исследований, основанных на изучении искуственного и естественного формирования зоны проникновения.
Значительная часть результатов проведенных исследований вошла в составленное автором "Методическое руководство по интерпретации материалов ГИС в нефтегазовых и перспективных на нефть и газ отложениях Красноярского края" утвержденного в 1990 году генеральным директором ГГП "Енисейнефтегазгеология" В.Д.Накаряковым в целях практического его использования во всех подразделениях объединения-Результаты проведенных исследований частично использованы для разработки "Методического руководства по геофизическому сопровождению технологических процессов в скважинах", утвержденного в 1993 году директором Красноярского филиала СНИГГиМС В.Ф.Чернышем.
Разработанные методики выделения рифейских коллекторов и определения их пористости, способы оценки качества исходных материалов ГИС и достоверности полученных результатов использованы при подсчете балансовых запасов Юрубчено-Тохомского месторождения в ППЗ ГГП "Енисейнефтегаз" (акт внедрения от 15 декабря 1994 г.).
Апробация. Основные положения и выводы диссертационной работы докладывались на VIII региональной научно-практической конференции 23-25 ноября 1988 г. в г.Красноярске, на семинаре АИС по геофизическим исследованиям и работам в скважинах 17-21 июня 1992 г. в г.Твери, на Всероссийской конференции по геологическому строению, нефтегазоносности и перспективам освоения нефтяных и газовых месторождений Нижнего Приангарья 17-19 сентября 1996 г. в г.Красноярске, на научно-практической конференции АИС «Проблемы качества ГИС» в г. Твери, 27-30 января 1997г.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 114 страниц текста, 39 страниц иллюстраций и 16 таблиц. Библиография содержит 136 наименований.
Расположение материалов в диссертации обусловлено, главным образом, последовательностью при решении научных задач.
Во введении сформулированы задачи исследования и цель работы, показана их актуальность, представлены основные защищаемые положения, выводы и рекомендации., определена научная новизна, приведены сведения о практическом использовании полученных результатов. В первой главе проведен анализ современного состояния использования материалов ГИС в условиях низкопоровых коллекторов сложного строения. Во второй главе рассмотрена геолого-промысловая, геофизическая и технологическая информация и ее надежность при изучении рифейских коллекторов, выявлены факторы, контролирующие продуктивность рифейских коллекторов и информативность методов ГИС. Третья глава посвящена разработке методики определения компонентного состава и пористости рифейских пород, выделения в разрезе продуктивных коллекторов и слоев-экранов, препятствующих перетокам газа и воды при испытании нефтенасыщенной части разреза. В четвертой главе рассмотрены способы оценки качества исходных данных ГИС и достоверности получаемых результатов в условиях, когда величины определяемых параметров соизмеримы с систематическими погрешностями их оценки, или получены в условиях измерения, граничащих с предельными. Глава 5 посвящена разработке методики расчленения разреза рифея на толщи с существенно различными коллекторски-ми свойствами и изучению закономерностей распределения этих толщ в разрезе.