Введение к работе
Актуальность проблемы. С расширением территории и увеличением глубин поисково-разведочного бурения в разрезах Западной Сибири возрастает число аварийных ситуаций. Осложнения обусловлены вскрытием пластов с аномально высокими пластовыми давлениями (АВПД). Основная причина - обычная технология бурения скважин оказалась неэффективной. Такое положение привело к существенному сдерживанию поисково-разведочных работ на ряде перспективных геологических объектах. Возникла проблема АВПД. Это вопросы предотвращения выбросов нефтяных и газовых фонтанов, поглощения промывочной жидкости, повышение скорости проходки в разрезах с АВПД.
За рубежом и у нас в стране проблема решается путем управления пластовыми давлениями на основе прогнозирования характеристик разрезов с АВПД. В практике бурения наиболее широко применяются методики прогнозирования АВПД на основе данных ГИС. Методики не универсальны, необходимы исходные данные геологических характеристик разрезов, технология расчета давлений несовершенна. Прогнозирование пластовых давлений основано на представлениях о соответствии их поровым, что не всегда под -тверждается практикой бурения. Возникла необходимость в методике обеспечивающей экспрессную технологию обработки данных ГИС и достоверный пргноз свойств разрезов с АВПД применительно к геологическим условиям Западной Сибири.
Цель работы. Повысить эффективность использования данных ГИС при прогнозировании АВПД в геологических условиях Западной Сибири для обеспечения оптимальной технологии бурения.
Основные задачи исследований:
-
Проанализировать вопросы расчета и прогноза АВПД по данным ГИС, геологические характеристики разрезов Западной Сибири.
-
Установить взаимосвязь поровых и пластовых давлений, их природу формирования.
-
Определить геофизические методы, их петрофизические модели и рациональный комплекс ГИС для решения вопросов прогнозирования АЕПД.
-
Исследовать погрешности расчета поровых давлений и возможные способы их снижения.
-
Разработать способы оценки, прогноза поровых и пластовых давлений для геологических условий Западной Сибири.
6. Опробовать и внедрить способы прогноза АВДЦ в практику бурения глубоких скважин, оценить их эффективность.
Научная новизна. Выполненные автором теоретические и экспериментальные исследования позволили получить следующие новые результаты:
-
Предложена деформационная модель формирования геофлю-идальных давлений в терригенных породах, основанная на представлениях о механизме передачи горного давления флюиду посредством деформации твердой части породы. Показана роль температурного фактора в формировании поровых и пластовых давлений, обуславливающего изменения деформационных характеристик горных пород.
-
Разработана модель электропроводности глин, учитывающая функциональную связь минерализации поровых вод (С) и структуры порового пространства (ГО.) с уплотнением (Кп).
-
Разработан системный подход в изучении разрезов с АВПД на основе данных П1С, а также керна с учетом геологических условий района, обеспечивающий повышение достоверности и оперативность прогноза геофлюидальных давлений.
-
Проведено районирование территории Западной Сибири по характеру нормального уплотнения глин. Определена зональность АВПоД, их региональность, литологостратиграфическая приуроченность к разрезу, показана локальность пластов-коллекторов с АВПД в зонах АВПоД.
Практическая ценность. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили на научной основе с применением ЭВМ разработать эффективный палеточный способ выделения зон АВПоД и расчета поровых давлений.
Практическое значение исследований. Разработанные способы упрощают обработку исходных данных, сокращают время выдачи заключений. По данным предварительного прогноза до бурения определяется оптимальная конструкция скважин и плотность бурового раствора. При оперативном прогнозе рассчитываются поровые и прогнозируются пластовые давления на невскрытую часть разреза, обеспечивается безаварийность бурения.
Разработанная система изучения и прогнозирования АВПД может быть применена с учетом конкретных геологических условий и в других районах проявления аномально высоких давлений.
Основные положения исследований включены в методические руководства.
Реализация результатов работы. Разработанные методики по обработке данных каротажа, расчету величин поровых и прогнозу пластовых давлений приняты, опробованы и внедрены в подразделениях Главтюменьгеологии, используются при поисково-разведочных работах на двух этапах: составление проектов бурения глубоких скважин - предварительный прогноз, в процессе бурения -оперативный прогноз. Методика прогнозирования АВЦЦ освоена во всех геофизических экспедициях, в группах АВПД при ПГО. Объемы бурения с ее использованием ежегодно увеличиваются. Если в 1980 г. объем составил 4 скв., то в последующие: 1985 г. -26 скв., 1986 г. - 34 скв., 1987 г. - 40 скв.
Практикой бурения на большом фактическом материале показана высокая геологическая эффективность используемых разработок, подтвержденная актами внедрения. Экономический эффект от использования методики в системе Главтюменьгеологии составил более 3 млн.рублей.
Методическое руководство дополнительно передано в следующие организации: Архангельскгеология, Волгокамскгеология, Удмуртгеология, Красноярскнефтегазгеология, ВостСибНИИГГ и МС, СибНШНП, ТИИ.
Апробация работы. Вопросы, составляющие основные положения содержания диссертационной работы, докладывались на семинаре секции глибокого бурения МИНГео СССР (Москва, июль 1978г.), семинаре Главтюменьгеологии по АВПД (п.Уренгой, ноябрь 1978г.), зональной научно-практической конференции (Тюмень, июнь 1979г.), семинаре Управления Тюменьнефтегеофизики (Тюмень, март 1980г.), семинаре лаборатории № 2 ВНИИЯГГ (Москва, ноябрь 1980г.), семинаре Тюменского геофизического треста (Салехард, апрель ІУ8Іг.), П научно-технической конференции молодых специалистов ТГТ (Тюмень, апрель 1982г.), секции глубокого разведочного бурения МинГео РСФСР (Тюмень, сентябрь 1982г.), П научно-практической конференции (Тюмень, октябрь 1982г.), Ш научно-технической конференции молодых специалистов ТГТ (Тюмень,апрель 1983г.), школе-семинареВДИХ (Москва, май 1983г.), семинаре ИГиРГИ (Моснва, март 1984г.), областной научно-практической конференции (Тюмень, май 1985г..март 1987г.), отраслевом семинаре Главтюменьнефтегаза (Тюмень,сентябрь 1988г.).научно-практическом совещании (Мурманск, декабрь 1988г.).
Личный вклад. Основу диссертации составили экспериментальные и теоретические исследования автора, которые были получены в период 1976-1990гг.при проведении тематических,опытно-методических и научно-исследовательских работ по вопросу прогнозирования АВПД в Западной Сибири и в процессе обучения в заочной аспирантуре ВНИИЯГГ (1977-1980гг.).
Публикации. Основные положения диссертационной работы изложены в 13 статьях, одном авторском свидетельстве.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы 88 наименований. Общий объем работы составляет 2Г6 страниц, включает 46 рисунков, б таблиц.
При выполнении исследований автор имел возможность советоваться и консультироваться с В.М.Добрыниным, В.А.Серебряковым, Я.Н.Васиным, Л.Г.Петросяном, Б.Л.Александровым, С.В.Ан-пеновым, В.Х.Ахияровым, И.И.Литвиным, И.Б.Червяковым, А.Д.Вят-киным, О.М.Нелепченко, В.С.Кудрявцевым, В.А.Стариковым, Н.А. Ирбэ, большую помощь в опробовании и внедрении результатов исследований оказали: И.Я.Гиря, Ю.Д.Логанов, А.М.Брехунцов, В.К.Березовский, Т.А.Ольховская, Е.Д.Герасимова, которым автор выражает глубокую признательность.
Особенно признателен автор и хочет поблагодарить научного руководителя, доктора технических наук, профессора О.Л.Кузнецова.