Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Повышение геологической эффективности оценки параметров горных пород в процессе проводки скважин

ВАК РФ 04.00.17, Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Повышение геологической эффективности оценки параметров горных пород в процессе проводки скважин"

У

з 1,1 9, а

АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ГЛУБИННЫХ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ

ЮСУФОВА КЯМИЛЯ КЯМАЛ кызы

ПОВЫШЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ ГОРНЫХ ПОРОД В ПРОЦЕССЕ ПРОВОДКИ СКВАЖИН

04.00.17 — Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождении

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Баку — 1992

Работа выполнена в Институте проблем глубинных нефтегазовых месторождений Академии наук Азербайджана.

Научные руководители:

доктор геолого-минералогичсских наук Р. Д. ДЖЕВАНШИР, кандидат технических наук Г. М. ЭФЕНДИЕВ.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор А. А- ИМАНОВ, доктор гсолого-минералогнческих наук, заслуженный геолог Азербайджанской Республики Н. Ю. ХАЛИЛОВ.

Ведущая организация: трест «Каспморнефтегеофизика».

Защита состоится «¿¿Г» ЮЯРрР. 1992 г. в час.

на заседании специализированного совета Д 004.22.01 в Институте проблей глубинных нефтегазовых месторождений АН Азербайджана (370143, г. Баку, пр- Азизбекова, 33).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем глубинных нефтегазовых месторождений АН Азербайджана.

Автореферат разослан

1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук

Т. В. ХИСМЕТОВ

Щи*

0НЦАЛ ХАРАКГЕГИ0ТИ1СА РАБОТЫ

Актуальность проблема. Усложнение геолого-техничоских условий проводил скважин на месторождениях нефти и газа в труднодоступных районах и на морских площадях существенно затрудняет получение фактической геолого-геофизической информации, необходимой для изучения геологических разрезов. В этой связи актуаль-ннм является. применение нетрадиционных способов оценки параметров геологических разрезов. Одним из перспективных путей является использование с это;! целью технологической ив^ормации, поступающей в процессе проводки скважин.

Геологическая эффективность поискового и разведочного бурения в значительной мерз зависит от качества и объема. инфоргла-щи, получаемой в процессе бурения, что, в свою очередь, требует использования четко налаженных систем сбора и обработки дая-.ных, разработки новых и совершенствования существующих методов их интерпретации.

Данные, получаемые при бурении скеэжин, совместно с результатами геолого-геофиаических исследовании, должгы позволить получить тот ко(Яшекс информации, который отражал би геолого-геофизпческие особенности проходимых пород (литология, пористость, проницаемость, поровые давления и т.п.), а также особенности процесса бурения. Ери таком, комплексном, подходе появляется возможность дая более полной постановки ж решения геологических задач, повышения эффективности геологической интерпретации технологической информации с целью оперативного принятия решений в процессе бурения. Важная роль при этом принадлежит выявлению и оценке взаимосвязей мед;.,/ основными показателями бурения бкваяин и гэолою-геофяззческими характеристиками разбуриваемых пород.

- 4 -

Из вышеизложенного становится ясным, что проблема совершенствования методов оценки характеристик геологического разреза в процессе бурения с целью повышения их точности ^ эффективности является актуальной, с появлением к широким внедрением систем геолого-технологического контроля, особенно (при'бурении скважин на морских месторождениях, ото? вопрос приобретает все больший интерес.

Цель работу, разработка и усовершенствование методов оценки параметров горных пород по технологической, информации, поступающей в процессе бурения скваяик. •

Основные задачи исследование. I. Анализ геолого-техшпес-ких уело, ей проводки сквааин на месторождениях Юяно-Каспийской впадины.

2. Сравнительный анализ вкспериментальной, геолого-гео-фазической и технологической' информации; установление взаимосвязей между геолого-тгеофазическими и технологическими характеристиками разрезов скважин.

3. Разработка методов оценки литолого-коллекторских и фильтрационных сеойоте пород геологических разрезов скважин по технологическим показателям бурения.

4. Разработка методики ввдеяения зон АВЦЦ и количественной оценки таровнх давлений по данным бурения.

Объекты исследования и исходная иийюпмвция. Объектами исследования настоящей работы явились месторождения нефти й газа и перспективные площади Вжно-Каспийсуой впадины - Умид, Апшерон, Хазри, Арзу» Гюнеши, Аз ери, Кяпаз, имени Баринова, банка Губкина, имени Феромаяа. Такав использованы материалы по месторождениям Лукьявинское (Западная Сибирь), Возейское (Коми) и Одоптинское (Северный Сахалин). Всего выполнено более

- 5 -

6000 количественных оценок норовых (пластових) давлений, давлений гядрорззрыва, пористости, проницаемости. Расчета выполнялись на персональных компьютерах типа 1Ш. В качества исходных использованы геодого-геофизичесхвв и технологические дажша, собранные по объектам исследований.

ДОэтод» исследование. Для решения поставленных задач бшш лсполъзош.та статносттаскив методы прл анализе и обработке технологической, геолого-геофязичосяоЗ информации, результатов лабораторных исследований tro изучению соойста горних пород, в частности, корреляцнош10-рэгрэослош1ш{ анализ', анализ времошшх рядов„ теория выборки, зелорархический .клостор-апализ.

I- разработан новый подход к оценка ля-?олох'о-епк0сТ1пк хзрактёрдстшс геологического разроза но тахио-лсгапескям показателям бурения, заютотанотйся в разделения пород па оздмьтм лятеяоглпеохда группы с лоиощш. предаюявпного параметра, расчете. коРф$шдента пористости для каадой из групп с корректировкой лолучешшх для глинастнх пород значений ка мяятшв лороЕого давления в интервалах с аномально етгсогоая по-ровтаи давлениями.

Разработан способ определения проницаемости пород гоо-логтгтоского разреза г. процоосо бурения оквзяиац по технологически показателям (A.c. '.'> 164039? от 08.12.90 г.).

3. ТсоЕоршонствовшш петодн d -окспоноэты л сигш-каро-тяяя, что позволило ncsHCUTs точность я оперативность оценок порог»« давлений, a такжо расширить круг оцениваемых характеристик разреза.

4. разработана спстеко автолитрз.гоованного расчета харак-терастлк геологического разреза сквахепш по тохнологичвсяпм показателям бурения.

- 6 -

Защищаемые положения. Система методов изучения геологического разреза скважин в процессе бурения на базе комплексного использования геолого-геофизической и технологической информации, включающая диалогическое расчленение пород, оценку их пористости, проницаемости, ввделеяие зон АВОД к оценку поров юс давлений.

Практическая ценность работн. Результаты проведенных .исследований дают возможность:

- оперативно получать информацию о приближении■породораз-рушающего инструмента к зонам А.ВЩ, значениях аорових (пласто- ■ вых) давлений, давлений гадроразрцва, что позволяет своевременно принимать решения с целью контроля и оптимизации процесса проводки скважин;

- судить о фальтрацйонгю-ешгостшсс характеристиках пласта, целесообразности отбора корна в том или ином интервале;

- принимать решение о необходимости привлечения соответствующих слуяб даш проведения дополнительных исследований разреза.

Предложенные в работе методы могут оказаться полезными также при ведении геологоразведочных работ в условиях дефицита информации.

Реализация работы. Предложенные методы и конкретные результаты оцзяки геолого-техдалоютееких характеристик разрезов скр-шш по рассматриваемым ыестороидениям внедрены во Б1ИИБТ (гЛЛэсква) г,ри выполнении работа "Разработка методики расчета характеристик геологического разреза к показателей процесса отработки буровых долот по данным измерений в процессе бурения", а также в МУРБ со СТС ПО "Каспморнефтегаз" при выполнении работ "Опытно-методические работы ло щгогнолцравакз® доровнх давлении",

- 7 -

"Разработка системы автоматизированного расчета' геологических характеристик разреза и ШЭД по даннйм ГИС, лабораторий геологического контроля ЛГК-1 и станций геолого-технологического контроля".

Личный вклад автора в шггоднвяие диссертационной работы. Автором выполнен сравнительной аналога геолого-техшческих условий проводки скваяип на месторождениях Юяно-Каспийской впадины и обоснована необходимость привлечения к изучению разрезов этого региона технологических методов исследования скважин в процессе бурения.

Усовершенствованы методы оценки литолого-емкостных характеристик горных пород, а также поровнх давлений.

Разработан способ оцечпи проницаемости горных пород по технологическим данным бурения.

Разработана п реализована для 16 скваяия месторождений ЗОхно-каспяйокого нефтегазоносного бассейна система автоматизированного расчета характеристик геологического разреза по данным бурения.

"Основные положения диссертационной работы долокэны: на Всесоюзной конференция "Механика горных пород при бурении" (Грозный-АгоД, 1988 г.); на 1У к У научно-тео-ротячесюа конференциях молодых ученых и специалистов по развитии научнцх основ разработка месторождений нефти к газа (Баку, 1908, 1990 гг.); на I Мурманской областной научно-практической конференции по проблемам освоения шельфа (Мурманск, 1988 г.); на научно-практическом совещания "Методы прогнозирования АЕЦД при поисках к разведке месторождений нефти я газа" (Мурманск," .1988 г.); на 7 Всесоюзной кзучяо-тахничеСнои конференция "Разрушение горных пород при бурении скважин" (Уфа, 1990 г.); на

- 8 -

УДО1 Всесоюзном совещании по физическим свойствам гор«цх пород при высоких давлениях и температурах" (Уфа, 1990 г.); на I Всесоюзной научно-практической конференции "АБГЩ и неф*гегазонос-ность недр" (Ленинград, 1990 г.); на Международной конференции "Механика горних пород при бурении" (Грозный, 1991 г.); на научной конференции аспирантов Акадешш наук Азербайдкана (Баку, 1991г.).

Публикации. По теме диссертацибнной работы опубликовано 14 работ, в том числе одно изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 97 наименований. Текст изложен на 235 страницах, включая 53 рисунка, 13 таблиц, а также приложения на 70 страницах.

работа выполнена в период обучения (19Б9-19?3 гг.) в аспирантуре без отрыва от производства при ИПГШ1,! АН Азербайджана.

Автор искренно признателен научным руководителям - доктору геолого-манералогических наук Р.Д.Дхеванширу и кандидату технических наук Г.М.Эфендиеву за постоянное внимание, большую помощь за весь период выполнения работы, ценные советы и консультации.

Двтор выражает особую благодарность кандидату физико-математических наук П.М.Дтафаровой, оказавшей большую поаошь в разработке программ для ЭВМ.

Автор благодарен за помощь товарищам по работе.

СОДЕРШМЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований.

В. первой главе рассмотрено соврогим.шэ состояние изученности вопросов оценки характеристик геологического разреза в процессе бурения скважин по технологическим данным, дана геологическая характеристика Южно-Каспийского нефтегазоносного бассейна.

Методы оценки характеристик геологического разреза в процессе бурения появились с целью выявления зон АВЩ и связанного с. этим оперативного щ>иняг ~т решения. По мара применения и усовершенствования эти методы стали использоваться и для оценю! пористости, литологаческого расчленения и корреляции разрезов скважин•

Вопрссаш изучения геологического разреза в процессе бурения по технологическим параметрам занимались такие коследова-тели„ как В.I.Александров, А.Ф.Галагаяов, НГ.К.Гергадша.Р.Д. Длеваншир, В.'Л. Добрынин, А.А.Йманов, А.З.Левицкий, Э.Е.Лукьянов, Б.А.Матус, Ю.А.Мещеряков, И.А.Негода, Г.Н.Сэменцов, в.л.Серебряков, В.И.Славин, В.В.Стрельченко, В.И.Урманчеев, В.А.Хазов, Н.Ю.Хаяялоз, В.В.Шезердяэв, Г.М.Эфендиов и др. Среда зарубежных авторов иожяо отметить работы Р.Беллоти, Д.Е.Буна, А.Т.Бургой-на, Г.Д.Вьяьсона, Дк.В.Глена, Д.Е.Ддерардз, Д.Р.Дкордена, М.Заморы, ВЛС.Золле-ра, Д.Л.Кеннеди, Р.Иаккяендока, Д.Мэрфи, а.А. Симпсона, У.Х.Фертля, Дж.Е.Фонтенота, В.Е.Хебертя, Ф.С.Янга и друга.

Анализ современного состояния проблемы изучения геологического разреза скважин по технологкчесгсим данным бурения позволил сформулировать основные задачи и принципы исследования,

- 10 -

приведенные в общей характеристике работы. Для решения поставленных задач наш были использованы методы сигш-каротака и

д? -экспоненты. Эти метода при своей сравнительной простоте отличаются высокой -точностью и оперативностью. Исходными дня них являются технологические показателя бурения: осевая нагрузка на долото ( & ), частота вращения породоразрушаккцего инструмента ( А ), плотность бурового раствора ). механическая скорость ( Угн ), диаметр долота ( V )• Эти данные явились базой наших исследований.

Объектами наших исследований явились месторождения Кйшо-Каспийского нефтегазоносного бассейна - Апазерон»-Хазри, Арзу, Вонешли, Азери, Кяпаз, им. Барикова,. банка Губкина (Апшерояо-Дрибалханская зона поднятия), Умэд (Бакинский архипелаг), им.Ферсмана (Юго-Восточиый аельф). '. »

Вопроса^! изучения строения к нефтегазоносностк этого региона занимались ышогие исследователи, среда ш Н.А.Акперов, А.Й.Алиев, А.К.Алиев, А.А.Ализаде, Э.Н.Алихаков, А.М.Ахмедов, Г.А.Ахмедов, Б-К.Бабазадо, ТЛО.Багаров, Ф.Н.Багир-заде, Б.А.Ба-гиров, З.А.Буниаг-задэ, Д.А.БуряковсккЁ, й.М.Губкш;, Ф.Г-Дада-шев, И.С.Дкафаров, Р.Д.Ддеваншзр,, В ЛЭ. Керимов, К.Н.Кэршов, Ю.М.Кондрушкин, Ш.Ф.Мехткев, Л.А.Нариманов, А.Л.Путкарадае, С.Г.Салаев, Ф.Й.Самедов, Н.Ю.Халилов, М.Б.Хеиров, Ч.М.ШеГщаев, Х.Б.Юсуф-еаде к др.

• В работе дае'.^я подробное описание геодаго-геатесках условий проводки сквакзш на рассматрнЕЭ екых месторогденшп:; тектоника, дЕтостратиграфия, нефтагазокоснооть, последовагыш-нссть бурения. Анализ показал, что процесс цроводгл скванкк йдесъ существенно затрудняется из-за осложнешостк условий, связанных с различными проявлениями аномально высоких геофядшдаяь-

них давлений, характерных для Кнно-ХасииНского нефтегазоносного бассейна, садам фактом бурения, в основном, с плавучих технических средств, при глубине моря, достигающей 150 к более мот-ров.

Это обстоятельство требует своевременного получения необходимой геологической, геофизической, типологической информация, использования нетрадиционных подходе }< а оперативного принятия решения.

Вследствли специфики и високос стоимости геолого-разьо-дочных работ при буряты скважин, поисках и разводке морских месторождений вообще и {¡¡шо-К'-опиЯскон впадины, в частности, важную роль, по няыеч,/ мноиив, домны сцграть технологически« методы изучения разрезов, яогорыгз в комплексе с геолого-геофд-зическлмл, ; игут значительно повмигсь информативность доннах о свойствах горних порочь

Это объясняет наш ^ ибор месторождений Юхно-Кагппйскаго нефтегазоносного бассейна в качестве объектов исследования п реализации методов а методически приемов, предяояешгех а настоящей работе.

угорая глава посвящена анализу результатов оценок литоло-го-емкостных характеристик геолох'ических р^резов и вурмоовя-зей а!езду .штологачесиимя характеристиками, олрел?лешшмя по гйолого-гоофизическим и технологическим данным.

Отмечештз вайе методы d -экспонента я енгма-каротализ позволяют оценить лятолого-коялектеро¡аа свойства пород, а тяк-2£> поровие давления как качественно, так z коллчвотванло с то-«опуа показвтая&й буралости, раитзггашшх. соответственно по следуиим внраяэаиям:

il)

- 12 -» О ■ г-*"

При оценке пористости авторы метода сигма-каротажа - сотрудники итальянской фирмы "Ацжип" - предлагают попользовать эмпирические выражения отдельно для глин и песчаников. Проведенное сравнение расчетных значений пористости по этим выражения« в изучаемом нагла регионе с результатами интерпретации геофизических исследований скважин показало их несоответствие. Наш к результате анализа установлено, что причиной больших погрешностей пра таких оценках является неоднородность датшх, используемых для построения зависимостей. Путем вцдолеякя в результате классификации однородных групп разрезов можно исключить влияние факторов, исканаюачх результаты оценок к построить искомые зависимости в пределах полученных однородных групп разре •

230В к

В связи со сказанным, наш бнлх проведонн классификашг разрезов по геолого-геофазическш признака:.? Судебное- электрг,— ческоэ сопротивление , коэффициент снижения потенциал?,

самопроизвольной поляризации н глинистость) и класег;-'--

кация по буримося; . Классификация проводилась по прея-

раше иеиерархичоского кластер-анализа, составленной в ИПГНГМ АН Азербайджана.

Сравнение результатов двух классификаций показало, что выделенные однородные группы разрезов по ним не совпадают. Дело в том, что геофизические признаки характеризуют лишь породу (объект разрушения), а буримость, кроме этого, также и технологический процесс. Именно разница в'технологии бурения и привела к отмеченному несоответствию. Данное обстоятельство, по-видимому, является причиной также и того, что две скЕалпаы, про-

- 13 -

буренные па одной и том же месторождении, попали в разные группы в результате классификации по признаку бурямости.

Сравнение технологии бурения (способ, реяимы) скважин, попавших в разные группы, подтвердило отмсчонпое предположение: технология бурения заметно различалась кш{ по способу, так и режимным параметрам.

Таким образом, причиной несоответствия результатов классификаций ¡¡о геофизическим я технологическим признакам является различив в технологии бурения. В связи с этим, нами для дальнейшей оценки пористости приняты результаты классификации раз-резоЕ по буриг.тоста.

Детальное изучение геологических разрезов требует анализа объективно существующих, выявлении на практике, качественных и количественных взаимоотношений различных факторов, блия-ещях на процесс бурения,' изучения взаимосвязей между геологическими, геофизическими, механическими и технологическими харак-

л

теристи;сзш оазре?а. Получзгог таких закономерностей позволит порыс/ть точность оцеяиваегтзс параметров, расширить круг определяемых характеристик.

Показано, что меаду механической скоростью проходки и параметром с(пс , который выбран в качестве показателя литологии, существует четкая сеязь: чем болиде значение параметра

, т.е. чем меньше глинистость породы, тем вше механическая скорость. Наличие подобной связи создает предпосылки для про?л-;ешя хлтотогкческого расчленения ра-ре^а.

. Авторы чег^да сигма-кяротааа г. тдлдгтг проводить диалогическое расчленение разреза /о крл ->;• сигма-харотала (кривой бурпмсста), построив ее* е несколько измененном масштабе, исхо-дл из того, что "правые" точки харткте;;гаув7 гл«гаистно, "левые"

- песчаные порода.

ДпИстгитмьио, в результате анализа большого объема гео-л'*го-гео$яз!тлской к технологической информации наш была получена зависимость между с(пс и бурнмостьв для терри-гечного резрезэ (по данным лтиартаого электрического.карота-яя и бурения оке.100 мест/роздения Бозсй, Коми). Характер полу-чс-чной сшгаи oopaniLcí: прочность породы уменьшается с увеличением параметра . При с.{ мнении кривых стандартного элект-рпчосхого кароттта и кркроЛ бураиозти, построенной наш по дан-нгм о каздех 0,5 м проходки скв.ЮО месторождения Возей, показано, что характер п?менеяия кривых по стволу в целой одинаков: границы литологпчоских разностей по кривой сигма-каротана отбиваются в соответствии с криви«: стандартного электрического.ка-ротала.

Однако, как показал аязлиз, в условиях частого чередования пород (ram, песков), что характерно для разрезов Южного Касшя, такая оценка литология не юегдз приводит к полоаситель-результатам. отмечечних условий более четкого расчленения разреза доби^ьоч с помощь» относительной характеристика, которая поз"-..'.«;:г учесть кодобаиая значений буршости, сг-язаниие с ч.-.-тн\! переслаиванием пород. Нагш предлагается производить ./¿лтолохмческое распознавание пород с использованием относительного разностного параметра сиггла-кяротака ¿S&q , численно равного -тношенизо размаха точек на сигма-карота&е к н.мболы5.му зи •«ежа у^ , характерному для глинистых по-

АСГ - ^ГА-^ОПК таком случи«, поскольку правые крайние, т.е. максималь-

- 15 -

но удаленные точка на кривой УёГр , характеризуют глина, для глин л= 0 , Чегл больше значение Л (э0 , тем ближе порода к песчанику. Относительный разностный параметр А , как показал анализ геолого-геофизическгос и технологических материалов по месторождениям Возей (Коми) и Лдоптшскоэ (Северный Сахалин), находится в тесной связи с геолого-геофизяческими показателей литологии с(яе и глинистостью. Наг© были определены количественные пределы изменения А<э~0 для глин (0-t-0.II), песчано-глиннстых пород (0,11*0,26) к для песчаников ( &<зд > 0,26).

Сравнение кривых изиене-г.л разностного параметра &<за и показателя бурямости с данными геофизических исследований скв.5,16 месторождения Гюне;нли л скв.З месторождения Одоптин-ское подтвердило справедливость сделанного наш вывода о том, что в виду наличия отмеченных связей параглетр а £>0 - можно принять в качестве литологлческой характеристики пород, слагающих разрез з:сследуё'г>й скважины, и использовать его для решения различных геолого-геофшгческих и технологических задач.

Третья глава посвящена разработке методов оценки характеристик геологического разреза ао данным бурения скважина.

Вше бнло отмечено, что параметр буримостй Уб^ , определяемый по методу .сигма-каротажа, сея?чн с литологией и пористостью разбуриваемых пород, и поэтому принят авторами за основу при оценке лятолого-емкостных характеристик разреза.

По предложенным авторами метода эмпирическим выражениям были рассчитаны коэффициенты пористости с учетом относительного разностного параметра шгига-мрота..;': ¿<о0 . Полученные значения бога сравнены с результатами интерпретации методов ГДС (электрические, ноптронный-гакда я акустически'!} по данным

скв.ЕДС (местороядение Гюиешш), 5,11 (месторождение банка Губкина), 4 (площадь им.Баранова), 40 (месторождение Авшероч), 3 (месторождение Кяпэз), а такге обобщенны;,! данным по месторождениям Бахар и Прикуринской низменности. В целом, сровяивае,ше значения не совпадают.

В результате классификации по признаку буримостя, проведенной во второй главе, были получены четыре, группы разрезов, однородное по бурллости. Б пределах этих групп с учетом параметра д (¡у были построены зависимости коэффициента пористости от буримости.

Обработка была осуществлена путей реализации.программы корреляционного анализа на ЭВМ. Алгоритм предусматривает анализ 14 различных зависимостей, расчет статистических оценок и параметров уравнений.

■ В результате анализа в пределах каждой категории пород, отнесенной к той или другой группе, получены корреляционные зависимости коэффициента пористости от буримости. Доя глинистых пород получена лине^-ая связь вида /J -h gy^, Для пес-

чзно-глинистых пород я песчаников - гиперболическая вида К ~ Af + ' гдв А , & , А, к - коэффициенты,

меняющиеся в зависимости от категории тюроды и принадлежности разреза к той или иной из- четырех групп по буримости.

Учет литологии и буримости позволил нам погасить точность 1,^огнозных оценок пористости по данным о технологических показателях бурения. При сравнении расчетных значений пористости с фактическими (пп данным ГИС) на месторождениях Гшешли, Апшз-рон, Кяпаз, банка Губкина, площади им.Баранова относительная погряияоеть в оценках варьировз^а т * д,

результаты изучения закономерностей процесса разрушения

- 17 -

горних пород сввдб-изчьстЕуют о больших потенциальных возможностях техиологичс-зянх методов оценки параметров геологического разреза. В частности', представляется возможной в процессе бурения оценка тахоП важной фильтрационной характеры-гики, как проницаемость пород.

В исследованиях Н.Л.Колесникова, ГЛ.Р.Мавлюгова, Е.И.Ко-ролько, Р.У.ЭЗгелеса, Г.В.Аддерсона, Е.Ф.Бенита, Н.Х.Вац-Лшге-на, Д.Е.Вадраина, А.ЗМарньо, Д.Мэрфи и др. отмечено влияние проницаемости на механизм разрушения пород при действии дифференциального давления.

Как известно, о возникновением ¡¡опоаательяого перепада дагления 2 зоне разрушения значительно снюхается механическая скорость бурения. Причем, эффект этого влияния в значительно?, степени ваьксит от свойств пород, я сильнее всего проявляется при разс/«тчткнш« глшвджх, непроницаемых пород, а при йуршпга тр-ердк; пород о высоко;* проницаемостью дифференциальное да&те-нао почти ко оказывает влияния нч механическую скорость.

Изменение мехашпосий скорости проходки в зависимости от дифференциального давления мо;?ло представить в вниз:

где ^ - механическая скорость при равновесии, т.е. нулевом перепаде давления; зР - величина дифференциального давления; Д ~ коэффициент, характеризующий темп снияения механической скорости я ззеисвдий от фильтрационной и прочностной та-рактеристик породы, а также фильтрационной характеристика буро-рого раствора. Таким образом, параметр П является функцией проницаемости, прочности гордых пород и водоотдачи бурового раствора.

- 18 -

Для оценки проницаемости пород нами обобщен накопленный опыт исследований влияния дифференциального давления на механическую скорость. В результате были найдены частные зависимости параметра & от проницаемости пород ( ), ранжированного показателя фильтрационной способности бурового раствора [2 )> отношения прочности пород при равновесии к прочности при действии дифференциального давления, рассчитанных по данным бурения скважины ( Р ). Была исследована связь параметра а и параметра' ^ , который представляет собой функцию выравнивания дифференциального давления в забойных условиях и опрэде-ляется согласно методу сигыа-каротаяа. 1(роме того, по фактическим-опыпым данным о проницаемости пород была получёиа зависимость коэффициента проницаемости от глубины.

В результате обобщения частных зависимостей получено следующее выражение для оценки проницаемости в процессе бурения скваакны: , -цд

• ^г{тпт) • (5)

Значение постоянной С меняется в пределах от 0,003' до 0,007 д,яя месторождений' изучаемого региона.

На предложенный способ определения проницаемости получено авторское свидетельство за й 1640397. рассчитанные таким образом значения коэффициента проницаемости сравнивалась с реэульта-*аш' определения Н^ в лабораторных условиях по'кернам (месторождения Хавра, йшешш, Базар, банка Губкина и др.). Погреэ-' ность в оценках менялась от 2 до 50£.

':'V:ЧУ-) С ^йкьв.шдагояш зон АВЩ, и оценка поров;« давлений по 'М>шш бурцвш. скьакян наш «гаккв вник- приманены и усовершенствованы ыагодн рсвновеоЕой ¿в -окснснадти й ситма-ааротааа,,

- 19 -

что позволило повысить их точность я оперативность.

Црк этом для выявления зон ЛВГЩ строятся кривые изйенешш с(0 -экспоненты и параметра буримости с глубиной, оп-

ределяется линия нормального изменения параметров с глубиной, гош лиши тренда. Отклонение точек крягулс от линии тренда свидетельствует о наличии зоны АВ1Щ..

Ир:« оценке поровнх давлений методом равновесной 4В -экспоненту предлагается схема расчетов, которая учитывает закономерности разрушения пород в условиях дифференциального давленая. 'Для оценки положения линия тренда используются точки, соответствующее глинистым породам на кривой -экспонента.'

При оценке норовых давлений методом сигма-каротажа существенные трудности: возникают' прл определении точек, соответствующих гллнясгям породам, а такие отыскании положения линий тренда 5 характеризующих нормальное уплотнение глга в различных интервалам. Эти задачи'решаются в предложенном намн подходе автоматически, при этом исключается ручная интерпретация.

Дифференциальное давление ( ¿Р ) рассчитывается по вырэ-

йеяиа

ги-Р) * (5)

известному из метода сигма-каротажа. Дале^ градиенты поровых яаотеазй ( ^ ) рассчитав адатся по следующему вирапании

В работе показано, что метод сигма-каротажа, в силу своей высопй чувствительности, дггт более точные результаты оценок поровых давлений при использовании стач^дй геолого-технологяче-ского контроля я получении непрерывной информации через кадцнй

- 20 -

один метр проходки. При наличии данных о буровых параметрах, средних эа долбление, несколько более эффективным является метод -экспоненты, что подтверждает проведенное сравнение результатов оценю: поровых давлений по методу равновесной ¿¿0 -экспоненты и методам ТИС на месторождениях изучаемого региона.

В работе предлагается при оценке пористости глинистых пород в зонах с аномально высокими поровшш давлениями вносить поправку на влияние пороеого давления, поскольку, как известно, в зонах с высокими значениями поровых давлений глинистые порода менее уплотнены и, соответственно, имеют более высокую-пористость . Выражение для учета влияния порового давления имеет следуиций вид

к,-¡С + 81!Я~Ю(8)

где - коэффициент пористости глин ъ зоне нормального уп-

лотнения, - градиент нормального гидростатического дав-

ления.

Разработанные методы, а именно методы оценки литологии,1 пористости, проницаемости и поровых давлений легли в основу системы автоматизированного расчета характеристик геологического разреза, описание которой приводятся в четвертой главе.

Исходный массив дяя этой цели включает глубину, осевую нагрузку, частоту вращения породоразрувавдего инструмента, даа-мс?р долота, плотность бурового раствора» механическую скорость.

По этим данным производятся расчеты равновесной й' -экспоненты ( (¿й ), сигма-каротака, пористости, проницаемости, градиента норового давления по ¿4 -экспоненте, ,рздкснта порового давления по сигма-каротажу, коэффициента Пуассона, гра-дпентч давления гидроразрьша, необходимой плотности бурового раствора. Система предусматривает расчет ({,. -экспоненты.

- 21 -

онгш-яаротама, ¿¡х сглаживание, усгановлонпо положения линий нормального изменения зтях параметров, определение интервалов АВЦЦ. Система функционирует путем реализации программы, составленной в ИПГНГМ АН Азербайджана.

Предложенная в работе система автоматизированного расчета характеристик геологического разреза по технологической информации, поступающей в процессе проводки сквэяины, реализована на месторождениях Хазри (скв.4), Арзу (скв.2), Апшерои (снв.40, 50), Гюноали (схз.5,16), Аз ери '.ста.5), Кяпаз (скв.1,3), банка Губкина '(013.5,11), площадях Умид (сив,4,9), шл.Баринова (скв. 4,8), им.Ферсмана (скв.2) Южно-Каспийского нефтегазоносного бассейна.

При иироком использовании возможностей станций -гсолого-технологического контроля, позволяющих получать непрерывную информацию о параметрах бурения, описанная система автоштизиро-ванпого расчета позволяет оперативно решать целый комплекс вопросов, связанных с изучением геологических разрезов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложен иовнй подход к оценке литологии пород разреза бурящейся скважины, заключающийся в использовании относительного разностного параметра сигма-каротажа.

2. Установлен« взаимосвязи модцу .патологическими характеристиками пород, определяемыми по данным геофизических исследований и бурения скважин.

3. Установлены причины неадекватности существующих моделей для оценки пористости по сиг ла-каротагс/ и получены новые зависимости, позволяющие по тсхжгогичнеким данным бурения оце -нивать пористость пород, однородных по бурности и литологии.

- 22 -

4. Првдлолсен способ и соответствующая зависимость для оценки проницаемости пород по данным бурения с квакш (A.c. № 1640397.).

5. Усовершенствованы методы d -экспоненты и сигма-ка-ротала с целью более•оперативного и точного расчета. пороЕшс давлений и показаны пути юс применения в зависимости от характера исходной информации.*

6. Предложена зависимость, учитывающая влияние порового давления па пористость глин в условиях высоких пор.вых давлений.

7. Разработана и реализована для разрезов кесторовдений Южпо-КасшИской впадины сястела автоматизированного расчета характеристик геологического разреза по'данным бурения'сквагаш.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Оценка пористости горных пород разреза месторождения имени 28 Апреля-методом сигма-каротажа. Материалы 1У научн.-тео-рет.конф. молодых ученых и специалистов по развитии научных основ разработки местороздешШ нефти я газа. - Баку. 1988. - 45.с. (в соавторстве с .'Л.А.Казиевой, М.А.АбасовоЛ).

2. 0 взаимосвязях между параметрами и характеристиками геологического разреза, используемых в процессе бурения. Тез. докл.Всесоюз.нонф. "Механика горных-пород при бурении". - Гроз-пый-Агой,' 1988. - C.II-I2 (в соавторстве с р.Д.Дасеванширом,-Г.М.Эфендиевым).

3. Лдтологическое расчленение и оценка пористости породы ггологичеокого разреза в процессе, бурения сквакины. Тез.докл. Зсесоюз.конф. "Механика горных пород при бурении". - Грозный-Агой, 1980. - С.13-14 (в соавторстве с Р.Д.Ддеванпиром, Г.М. Зфендиезым).

- 23 -

4. К вопросу оценки пористости пород геологического рас -реза с помощы) технологической информации. Тез.докл. Мурманской областной паучи.-практич.конф. по проблемам освоения шельфа. -Мурманск, 1988. - 37 с. (в соавторатпп п г.Ч.Эфевдиевш).

5. Система использования технолог,- информации для оценки характеристик геологического разреза в процессе бурения скважин. Тез.докл.научно-практического совещания "Методы прогнозирования ЛВГЩ при поясках и разведке месторождений нефти и газа". - Мурманск, 1980, - 34 с. (в соавторстве с Р.Д.Джеван-широм, Н.М.Дкафаровой, Г.М.Бфендиевым).

6. Оценка пористости горных пород па основе изменения эффективности их разрушения в процессе бурения. Азербайджанское нефтяное хозяйство. - 1990. - й 4. - С.16-19 (в соавторстве с р.Д.Джзвашгарогл, Н.М.Джафаровой, Г.М.Зфендиевым).

7. Оперативная оценка яоровых давлений по данный бурения скважин. Нефтяное хозяйство. - 1990. - й II. - 71 с. (в соавторстве о Р.Д.Дяеваншром, П.М.Диафаровой, Г.?|.Эфендяевн!л).

8. Прогнозирование прроЕого давления по данным бурения скважин на месторождениях имени 28 Апреля и имени Ферсмана. Материалы У науч.-теорет.конф. молодых учеяшс и специалистов по развитию научных основ разработки месторождений нефти и газа. - Баку, 1990. --20 с.

9. Сочетание геолого-гэофизлческой и технологической ин-фортацяя для построения геологического разреза месторождений. Тез.докл. У Всесош .научи.-техяич.конф. "Разруазяле горних пород при бурении сква-зга". - Уфа, 1990. - Том I. - С.21-21 (в соавторстве с Р.Д.Джезашпром, Г.М.^-.даеэам, В.Т.Хувшшм).

10. Система катодов оценки АЖШ, я параметров неФгегазо-гг.тйпсги/пс перед техпояоютеским покайатэдгг? бурэ?в!л. Тез.

- 24 _ -

докл. I Всесоюз.науч.-яракт.конф. "Аномально высокие пластовые давления я нефтегаэоносность недр". - Л., 1990. - С.116-117 (в соавторстве с р.Д.Джеваиширом, Г.М.Эфендиевнм, Н.М.Джафаро-вой).

11. Метод определения коеффицаента проницаемости агорянх пород в процессе бурения с учетом пластовых и забойнш: условий. Тез.докл. ущ Всесоиз. совещания по физическим'свойствам горных пород при высоких давлениях п температурах. '- Уфа, 1990. -4.2. - С.54-55 (в соавторстве с Р.Д.Диеваншром, Г.М.Зфендие-внгл).

12. А.с. 1640397, СССР, Е 21 В 49/100. Способ•определения проницаемости горних пород геологического разреза исследуемой скважгаа /Р.Д.Дяеванлшр, Г.М.Эфеядиов, К.К.Юоуфова (СССР).-

13. Системный подход к геолого^техяЬдогнческоцу прогнозированию в бурешш. Тез.докл.Мездуиар.конф. "Механика горных пород при бурении". - ровный, 1991. - 74 с. (Ь соавторстве с Р.Д.Дяованжиром. Г.М. Эфендиовнм, Н.М.Дкафарсвой).

14'. Особенности оценки характеристик геологического разреза по данным бурешш скважин ка месторождениях Ккао-Кастайской впадашы. Материалы научной конференции аспирантов Академии наук Азербайджана. - Баку, Изд~во "Зл,ч", 1992.