Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время бурно развивается компьютерное картирование и геолого-математическое моделирование геологических объектов, в том числе залежей нефти и газа. Однако, как правило, дело ограничивается двухмерными моделями. Значения картируемых характеристик усредняются по пластопересечению в пределах залежи и проектируются на плоскость. В этой плоскости строятся карты, погоризонтные планы, который по своей сути являются двухмерными.
Сейчас требования к информационному отображению геологических объектов возросли. Оптимизация управления процессом разведки и разработки залежей нефти и газа требует отображения распределения петрофизических и промысловых параметров в трехмерном пространстве: по латералям и напластованию. Задача осложняется тем, что залежи нефти и газа - тела слоистые, т.е. их изменчивость по латерали значительно меньше, чем по мощности, а изменчивость по мощности имеет непрерывную (в пределах слоев) и дискретную (между слоями) составляющие.
Цель работы. Создание метода трехмерного моделирования геолого-промысловых характеристик слоистых геологических объектов, обеспечивающего надежный прогноз литотипов и значений петрофизических и промысловых параметров в межскважинном пространстве по всей мощности залежи. Разработка программного обеспечения для практического использования метода. Практическая реализация метода, геологическая и промысловая интерпретация результатов.
Основные задачи.
-
Анализ существующих математических методов описания распределения значений переменных в двухмерном и трехмерном пространстве и исследование эффективности процедур прикладной геостатистики для трехмерного моделирования слоистых геологических объектов.
-
Разработка геостатистического метода, основанного на вычислении обобщенных характеристик исследуемых объектов, для прогноза литотипов и вычисления прогнозируемых величин в слоистых средах.
-
Разработка технологии картирования геологических поверхностей, обеспечивающей совместное использование отметок глубин (или высот) залегания геологической поверхности в скважинах и ее
элементов залегания (углов и азимутов падения этой поверхности) в некоторых точках.
-
Создание программного комплекса, реализующего разработанные методы.
-
Опробование на Западно-Соплесском газоконденсатном месторождении программного комплекса, расчет и графическое изображение изменения литологического состава продуктивного пласта, выявление деталей его геологического строения, геологическая и промысловая интерпретация результатов.
Научная новизна. Впервые создан алгоритм и разработано программное обеспечение построения геологических поверхностей с использованием двух видов информации - отметок этой поверхности и элементов ее залегания.
Разработана методика представления продуктивной части пласта в дискретной форме, позволяющей применить геостатистические методы.
Разработан метод генерализации исходных данных для выявления основных закономерностей строения слоистых геологических объектов.
Осуществлен прогноз литотипов разработанным методом крайгин-га индикаторных значений.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Наиболее эффективным методом моделирования слоистых изменчивых по латерали нефтегазовых залежей является сочетание сплайн-аппроксимации пространственных границ залежи с последующим прогнозом промыслово-геологического разреза разработанным методом крайгинга индикаторных значений. Сплайн-аппроксимация пространственных геологических границ при малом числе скважин дает удовлетворительные результаты при применении разработанного метода учета элементов залегания поверхностей.
-
Прогноз геологического разреза и построение трехмерной модели залежи по малому числу данных возможен при условии существенной генерализации исходных данных, кодирования литотипов, выбора порогового значения кода литотипа, последовательно разделяющего породы на две совокупности.
-
Прогноз литотипов производится послойно путем интерполяции с помощью крайгинга так называемого индикаторного значения и перехода от него к литотипам с помощью специальной функции отображения - гистограммы накопленных частот встречаемости литотипов.
4. Разработаны алгоритмы и программы, реализующие предложенную методику - система "Прогноз", показавшая высокую эффективность прогноза литологической колонки нефтегазовых залежей, подтвержденную бурением скважин в точках прогноза.-
Практическая значимость работы. Создан высокоэффективный метод построения карт геологических поверхностей и геолого-промысловых параметров в изолиниях, который позволяет повысить надежность карт, устранить ручной труд и исключить субъективный фактор. Создан эффективный и экономичный способ пространственного отображения строения нефтяных и газовых залежей, позволяющий оптимизировать их разведку и разработку, прогнозировать про-мыслово-геологический разрез залежи в межскважинном пространстве.
Внедрение результатов работы. Программный комплекс, соз-даннный на основе разработанных методов, использовался при составлении отчетов по созданию детализированной геолого-гидродинамической модели Западно-Соплесского газоконденсатного месторождения, моделированию Ванейвисского нефтегазоконденсатного месторождения, Печорокожвинского газоконденсатного месторождения, Вуктыльского нефтегазоконденсатного месторождения в районе УКПГ-8 для оценки эффективного порового объема опытного участка в границах области воздействия сухим газом и построения геолого-промысловых профилей.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 7 республиканских и всесоюзных конференциях, в том числе на II Всесоюзном семинаре по геостатистике (Петрозаводск, 1990), на II республиканском научно-техническом семинаре "Разработка полезных ископаемых и горно-шахтное строительство в условиях крайнего севера" (Воркута, 1988).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 5 печатных работах и изложены в 5 научных отчетах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 99 страниц текста, в том числе 22 рисунка, список использованной литературы из 59 наименований.
В основу диссертационной работы положены результаты исследований, выполненных автором за период работы в институте "СеверНИПИГаз" и в сотрудничестве со специалистами Института геологии КНЦУрО Российской академии наук в 1979 - 1996 годах.
Автор признателен научному руководителю - доктору геолого-минералогических наук члену-корреспонденту АЕН РФ Ю.А.Ткачеву за
постоянное внимание и советы на протяжении всей работы над диссертацией и кандидату геолого-минералогических наук Б.И.Тарбаеву за неоценимую помощь и содействие в работе.