Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геологическое моделирование для геолого-геофизического мониторинга объекта эксплуатации углеводородного сырья

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

Автореферат диссертации по теме "Геологическое моделирование для геолого-геофизического мониторинга объекта эксплуатации углеводородного сырья"

;ТЗ О» I а ьЛ и"

На правах рукописи

ЖАРДЕЦКИЙ Андрей Владиславович

Геологическое моделирование для геолого-геофизического мониторинга объекта эксплуатации углеводородного сырья

Специальность 04.00.17 - Геология, поиски в разведка нефтяных и газовых месторождений.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого- минералогических наук

Москва 2000

На правах рукописи

ЖАРДЕЦКИЙ Андрей Владиславович

Геологическое моделирование для геолого-геофизического мониторинга объекта эксплуатации углеводородного сырья

Специальность 04.00.17 - Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений.

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого- минералогических наук

Москва 2000

Рабата выполнена в НПФ «Центргазгеофизика» и ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ» ОАО «Газпром»

Научный руководитель- доктор геолого-минералогических наук, профессор

Фоменко В.Г.

Официальные оппоненты - доктор технических наук Ю.Н.Васильев,

кандидат геолого-минералогических наук В.Г.Драцов

Ведущее предприятие ОАО «Центральная геофизическая экспедиция»

г:я

Защита диссертации состоит:я _» 2000 г. в 13 час. 30 мин.

на заседании диссертационного совета Д 070.01.01 при ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ» по адресу:

142717, Московская область, Ленинский район, пос. Развилка, ООО «ВНИИГАЗ»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ООО «ВНИИГАЗа» Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор геолого-минералогических наук

Н.Н. Соловьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В современных условиях разведка и разработка месторождений нефти и газа, а в дальнейшем и использование их в качестве подземных хранилищ газа (ПХГ) невозможны без компьютерного геологического моделирования объекта эксплуатации. Развитие и совершенствование геомоделирования обусловлено как расширением круга решаемых задач, так и модернизацией технологии цифрового моделирования исследуемого объекта.

К настоящему времени геомоделирование претерпело существенные качественные изменения. В условиях его использования при эксплуатации месторождений и ПХГ резко возрос объем информации, ярко проявился эффект локальной гетерогенности геологической среды, возросли требования к интеграции геологических, геофизических, промысловых и технологических данных.

Исходными данными для создания цифровых геологических моделей объектов углеводородного (УВ) сырья служат данные разведочной (полевой) геофизики и геофизических исследований скважин (ГИС). Данные ГИС в силу их комплексности, информативности, детальности и высокой достоверности результатов решения обратной задачи (оценке геологических параметров) являются базовыми.

Единый подход к увязке и обобщению получаемой разнородной зачастую неполной геолого-геофизической информации во многих случаях отсутствует, что приводит к необоснованному упрощению модели объекта и увеличению погрешностей параметров.

Поэтому разработка методических основ и технологии создания цифровых моделей и геолого-геофизического мониторинга объектов УВ сырья для поиска оптимальных и экологически безопасных решений при эксплуатации месторождений и ПХГ является актуальной задачей исследований.

Цель работы. Научное обоснование и разработка основ геолого-геофизического мониторинга объекта эксплуатации углеводородного сырья для повышения достоверности определения начальных и текущих по нечетных параметров залежей и запасов углеводородного сырья.

Основные задачи исследований

1. Провести анализ эффективности компьютерных технологий по созданию цифровых постоянно действующих моделей объектов эксплуатации месторождений УВ сырья и ПХГ.

2. Разработать методические основы и компьютерные технологии создания цифровых геологических моделей и моделей флюидонасыгцения объектов УВ сырья.

3. Разработать научно-методические принципы и основы ведения геолого -геофизического мониторинга объекта УВ сырья.

Решение поставленных задач осуществлялось путем:

- систематизации, обобщения и анализа научно-технической информации и накопленного опыта по использованию полученных геолого-геофизических данных на основных газовых и газоконденсатных месторождениях ПХГ ОАО «Газпрома»;

- компьютерного моделирования геологических объектов;

- опробования разработанных компьютерных технологий при подсчете запасов и анализе результатов контроля за разработкой Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения и эксплуатацией Касимовского и Пунгинского ПХГ.

Научная новизна.

В работе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований, позволивших:

- научно обосновать и разработать основы компьютерного моделирования объектов эксплуатации углеводородного сырья;

- разработать и внедрить в производство компьютерную технологию статического (геолргического) и динамического (флюидонасыщения) моделирования для выработки и принятия оптимальных и экологических безопасных решений по эксплуатации объектов УВ.

Новизна результатов исследований определяется основными защищаемыми

>

научными положениями, состоящими в том, что автором впервые:

- сформулирована и реализована концепция новой компьютерной технологии, включающей базу данных геоииформации, системы обработки и интерпретации данных ГИС, систему моделирования геологического объекта;

- научно обоснованы и разработаны принципы создания баз данных и знаний для постоянно действующих цифровых моделей объектов эксплуатации на локальном и региональном уровнях интеграции геоинформации;

- разработана методика и компьютерная технология создания цифровой модели объекта, оценки его подсчетных параметров начальных и текущих запасов;

- разработана методика компьютерного газогидродинамического моделирования по данным ГИС-контроля;

- разработана компьютерная технология анализа результатов геофизического

С

контроля за эксплуатацией объекта УВ сырья.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработанная компьютерная технология создания геолого-геофизического мвниторинга объекта эксплуатации УВ сырья используется при научном обосновании систем контроля за эксплуатацией газовых залежей неоднородного строения в специфических географо-экономических и геолого-промысловых условиях их освоения.

Созданные компьютерные технологии ведения геолого-геофизического мониторинга внедрены в различных организациях ОАО «Газпром», таких как «Центргазгеофизика», «Севергазгеофизика», «Мосгазгеофизнка»,

«Ставропольгазгеофизика» и других.

Успешно опробуются и эксплуатируются в производственном режиме комплексы по контролю разработки месторождений и выработки решений па интенсификации притока в скважинах ООО «Уренгойгазпром» и «Ямбурггаздобыча».

Личный вклад автора.

В основу диссертации положены исследования, выполненные лично автором или под его руководством в НПФ «Центргазгеофизика» в 1978-1999 гг.

Автор являлся ответственным исполнителем научно - исследовательских работ в «Газпромгеофизика» или в «Газпроме» -по разработке алгоритмов компьютерных технологий создания и ведения базы данных, обработки и интерпретации данных ГИС, геомоделирования и геофизического контроля (мониторинга) эксплуатации месторождений и ПХГ.

Апробация работы Основные положения диссертационной работы докладывались:

- ежегодно с 1985 г. на заседаниях комиссии по месторождениям и ПХГ ОАО «Газпром»;

- ежегодно с 1980 г на НТС ДОАО «Газпромгеофизика»;

- на международной геофизической конференции и выставке (SEG), Москва, 1997.

- на секции «Геолого-разведочные работы и геофизические методы исследования скважин, разработка месторождений» НТС РАО «Газпром» (ВНИИГАЗ, 1995 г);

Публикации

Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы изложены в 21 печатной работе. Объем работы

Диссертация содержит четыре главы, введение и заключение. Список использованной литературы состоит из 69 наименований. Содержание изложено на 116 страницах машинописного текста, включая 39 рисунков и _5_таблиц.

Значительное влияние на уровень исследований и эффективность работ автора оказало сотрудничество в области геологии и геофизики с учеными и ведущими специалистами России: д.г-м.н., профессором Элланским М.М., д.т.н. Ароновым В.И., д.г-м.и., профессором Фоменко В.Г., д.г-м.н. Поляковым Е.Е., д.т.н., профессором Бузиновым С.Н., к.т.н. Орловым В.Н., к.т.н. Грачевой О.Н., к.т.н. Фельдманом А.Я., Николаевым А.Е., Либерманом Г.И. Сорокиным А.П., Арутюновым А.Е., которым автор искренне благодарен. 6

Автор выражает признательность и благодарность ведущим ученым и специалистам ДОАО «Газпромгеофизика»: к.т.н. Гергедава Ш.К., к.г-м.н. Пантелееву Г.Ф., к.г-м.н. Акентьеву Е.П., Кузину A.M., Романовской Н.С., Кораблевой Т.Н., коллективу единомышленников и сотрудников НПФ «Центргазгеофизика» - Гейвандовой H.A., Красоткиной В.В., Пучкову А.И., Моргунову Н.С., Топилиной В.В., к.г.-м.н. Полоудину Г.А., Моисееву П.В.,

Кузьминовой H.A., Скворцовой Г.Е., с которыми он работал все эти годы.

Автор благодарит специалистов и сотрудников отдела геофизики ВНИИГАЗа к.г.-м.н. Гудымову Т.В., к.г.-м.н. Гордасникова В.М., Николаеву Л.Е., Фомину Н.В., Грязнову Г.Г. за советы и помощь при подготовке диссертации.

Содержание работы

Во введении сформулированы актуальность проблемы геологического моделирования, цели и основные задачи исследований по теме диссертации.

В первой главе рассматриваются проблемы создания и ведения постоянно действующих моделей месторождений.

Ускоренное развитие и внедрение новых геофизических методов исследования нефтегазовых скважин (PK, AK, ЯМК, ИК и др.), начавшееся в 60х годах XX века, привели к существенному увеличению объема получаемой информации и расширили возможности ГИС при подсчете запасов УВ.

Необходимость обработки большого объема информации ГИС потребовало применения ЭВМ. Большой вклад в развитие этого направления внесли отечественные ученые и специалисты Н.Н.Сохранов, С.М. Аксельрод, Я.Н. Басин, В.Г. Ингерман, С.М. Зунделевич, М.Г. Злотников, А .Я. Фельдман, Е.В. Чаадаев, П.И. Козлов, Г.Н.Зверев, Р.Х. Еникеева, В.А. Аракелян, В.С.Афанасьев и многие другие. В последние годы 20 века в различных организациях России и стран ближнего зарубежья: ВНИГИК, ВНИИГеосистем, ВНИИГеофизика, ВНИИГИС, ЦГЭ, ЗапСибнефтегеофизика, Центргазгеофизика, ЗапСибНИИгеофизика, УкрНИГРИ, БелНИГРИ и других были разработаны различные системы обработки ГИС на персональных компьютерах. По геофизическим организациям была оперативно

распространена, разработанная во ВНИГИКе сисгема «ГИНТЕЛ», ориентированная, в основном, на выдачу оперативных заключений по данным ГИС. Повышению эффективности эксплуатации объекта способствует интеграция совокупности геолого-геофизической информации, получаемой на всех стадиях освоения месторождения (доразведка, проектирование разработки, контроль эксплуатации) или ПХГ в единую модель объекта.

Основные эффекты при обобщении геоинформации достигаются применением интегрированного программного обеспечения. Такой подход частично был реализован на базе ПЭВМ PC/AT 286, 386, 486, 586 в системе «Подсчет», объединяющей АРМы ГИС-Подсчет, СпецГИС-ИННК, Акустика, Геомодель, Сапфир, Лаборатория и другие. Созданием АРМов, входящих в систему «Подсчет» занимались Ф.З. Хафизов, Е.Е. Поляков, П.Г. Гильберштейн, В.Х. Ахияров, А Я. Фельдман, Я.Н. Басин, С.А. Каплан, В.И. Петерсилье, В.А. Аракелян, И.А. Мартьянов, Л.И.Орлов, В.Г. Топорков и другие ученые и специалисты России.

Как правило, разрабатываемые АРМы були направлены на решение частных задач. Отдельные АРМы обработки данных ГИС, промысловых исследований, подсчета запасов, контроля разработки; обработки данных сейсморазведки, анализа керна и т.п. создавались без учета взаимосвязи с базой знаний, накопленных за предыдущие годы. Зарубежные системы CHARISMA (Норвегия), INTEGRAL (Франция), TIGRESS (Великобритания), система фирмы LAND MARK (США) и

I

компании Schlumberger (США) превосхрдят российских аналогов интегрированных систем в техническом и технологическом плане, но зачастую уступают им по алгоритмическим решениям, наукоемкости и адаптивности к российской аппаратуре и методическому режиму исследования месторождений.

. Кроме того, реально невозможно оснащение всех геофизических предприятий России в целом и газовой отрасли в частности зарубежными системами обработки геоинформации.

Учитывая, что основная по информативности,, качеству и достоверности информация об объекте УВ сырья относится к скважине (а значит к данным ГИС)

геофизические предприятия должны подготавливать кондиционную для цифрового моделирования геологическую информацию. Это возможно при комплексной интерпретации данных ГИС с учетом информации по имеющемуся фонду скважин. Автором рекомендуется геологическое моделирование объекта подразделять на два уровня: 1 - в геофизической службе; 2 - в газодобывающем предприятии.

На первом уровне интеграции данных достаточно использовать разработанное, при участии автора, программно-методическое обеспечение ДОАО «Газпромгеофизика».

На втором уровне интеграции данных в настоящее время приемлемо применение зарубежных систем (в основном фирм Шлюмберже, Лэндмарк), которые в дальнейшем целесообразно заменить отечественными аналогами.

Для интеграции обширной информации необходимо было разработать методику и технологию моделирования геологических объектов как основу геолого-геофизического мониторинга объекта эксплуатации углеводородного сырья.

Во второй главе излагаются результаты исследований, полученные при разработке технологии трехмерного цифрового моделирования различных параметров, необходимых для оптимальной эксплуатации объектов УВ.

В авторском понимании «геологическая модель» это интегрированная совокупность геологических, геофизических и промысловых данных, объемно имитирующая объект исследований (резервуар УВ) и позволяющая исследовать его геологическое строение и процессы, происходящие при его эксплуатации. Геологическая модель объекта, представляет собой логическое сочетание детерминированной и стохастической составляющих.

Детерминированная составляющая характеризует геологическое строение объекта. Здесь каждый узел интерполяционной сетки содержит значения фильтрационно- емкостных свойств пород. Стохастическая составляющая аналитически описывает методики определения различных свойств объекта, например, методику оценки коэффициентов газонасыщенности коллекторов в переходной зоне или в зоне обводнения.

Объемное представление объекта исследований состоит, как минимум, из следующих трехмерных моделей: каркасной, литолого-фациальной и флюидонасыщения.

Каркасная геомодель представляет композицию из условно однородных пластов и создается, как правило, по стратиграфическим комплексам согласного залегания пород (седиментационным циклам).

Литолого-фациальная геомодель представляет собой детальную модель геологических параметров пластов и прослоев. Результатом анализа литолого-фациальной модели является:

- выделение генетических типов отложений;

- выделение в объеме резервуара проницаемых пластов-коллекторов, коллекторов с начальным градиентом давления и непроницаемых перемычек;

воссоздание палеоструктурных, палеогеографических и палеогеоморфологических особенностей осадконакопления.

В геомодели флюидонасыщения производится оценка характера газонасыщения коллекторов: параметров и запасов газа, находящихся в подземном резервуаре в целом, по отдельным зонам и районам.

Интегрируя геолого - геофизическую информацию в единую модель объекта, специалист получает новую информацию об объекте исследования, используемую в дальнейшем для уточнения тектоники, циклов осадконакопления, фаций, гидродинамических блоков, зон и других элементов модели.

Автором определен и формализован состав данных из позиций необходимых для создания геологической модели объекта. Эти данные, в частности, включают стратиграфию и структурные особенности объекта, результаты седиментологического анализа, нсфтегазоносность, результаты исследования пластовых вод, газа, конденсата, нефти, результаты петрофизических исследований керна, диаграммы ГИС - бурения и результаты их геологической интерпретации данных ГИС - бурения, данные опробования и испытаний пластов, результаты полевой геофизики, геохимических, дистанционных, радиоволнового прослушивания, электроразведки и других специальных методов исследования.

Информационное обеспечение анализа объекта эксплуатации позволяет решать задачи от оценки текущих запасов УВ до выдачи рекомендаций по повышению производительности скважин. Определен основной состав информации, необходимой для учета й контроля за эксплуатацией объекта.

Это промысловые данные: состояние фонда скважин; режимы работы скважины; пластовое и забойное давление; сведения о выносе пластовых вод и частиц породы; сведения о капремонте скважин; продуктивность (приемистость) скважин; накопленную добычу, объемы отобранного и закаченного газа - и результаты геофизического контроля, включающие оценки дифференциальных дебитов и состава притока флюида в скважину, пластового давления, температуры, текущего значения газонефтенасыщенности, текущего технического состояния колонн и крепления скважины, утечек, перетоков, заколонных скоплений газа и т.п.

Подготовка исходных данных для геомоделирования включает в себя следующие операции: 1) создание базы данных; 2) проверку- полноты исходных данных; 3) проверку достоверности исходных данных.

Контроль качества, достоверности исходных данных весьма значим при интеграции геоинформации в модель объекта по двум причинам: 1) любой параметр находит отражение в геологическом строении объекта; 2) выявление и устранение погрешности в исходных данных после создания цифровой модели приводит к необходимости ее пересчета. Как правило до 10% и более информации ■корректируется непосредственно в процессе моделирования.. Если ошибок много и они обнаруживаются только в конечном результате, то геомоделирование переходит в итерационный процесс с непредсказуемым временем завершения.

Любая технология интеграции геоинформацин должна обладать развитой (и развиваемой) системой контроля достоверности значений отдельного параметра и их . совокупности по логическим и физическим связям.

База данных формируется из рабочих баз. Исходные данные могут заноситься вручную с бумажных носителей и программно в специальных форматах: exl, .dbf, - АРМГ, KT ОИГИС, АРМ ГИС «Подсчет», LAS.

Важнейшим этайом формирования БД является контроль полноты, качества и достоверности данных. Полнота данных по скважине определяется задачей и объемом информации. Для задач построения каркасной модели часть информации должна быть обязательной, для дальнейших работ она зависит от требуемой степени детализации модели.

В реализованном диссертантом БД широко развит компьютерный анализ полноты и качества информации для конкретно решаемых задач. Проверка достоверности исходных данных, в силу многообразных причин погрешностей, их величин и форм проявлений, представляет собой сложную задачу. Практически все погрешности в данных являются случайными (описки, ошибки ввода данных и т.д.) или методическими (в стратиграфической разбивке, в оценке характера флюидонасыщения и т.д.). По величине и форме, проявления ошибки могут быть грубыми (ураганными) и «вероятными». Первые из них выявляются уверенно; для выявления вторых необходимо использовать сложные методические Приемы. В авторском БД независимо от вида проявления проверяются и контролируются погрешности по каждому используемому параметру.

В этой же главе излагается выбранная автором в качестве оптимальной методика построения структурных карт, карт пористости, газонасыщенности, эффективных толщин, флюидальных контактов. Наилучшим образом решение задачи интерполяции параметров осуществляется с помощью программы «Геофит», разработанной д.ф.-м.н. В.И. Ароновым на основе гармонических функций. Этот комплекс обладает возможностью получения устойчивых интерполяционных решений, высокой точностью интерполяции, равномерной аппроксимацией в исходных узлах, автоматическим учетом изменений структуры и плотности размещения исходных данных, возможностью определения дисперсии случайной компоненты поля и ошибки интерполяции и другими достоинствами.

В условиях "неравномерного расположения скважин чрезвычайно сложной задачей является интерполяция параметров.

Использование процесса интерполяции на всех стадиях вычислений позволяет выработать единый методический подход к вычислению ошибки интерполяции.

В качестве такого подхода предлагается использовать два различных способа: 1) по результатам определения в "контрольных" скважинах, 2) по величине случайных компонент карты.

Первый способ наиболее традиционен в практике геолого-геофизических работ. Он отличается "наглядной" достоверностью, но требует большого объема дополнительных вычислений и наличия "контрольных" скважин. Наиболее успешно такой способ может быть реализован при эксплуатации месторождения.

Показателем точности построения структурных карт является величина погрешности, представляющая собой отклонение расчетного значения на карте от истинного значения. Под истинным понимается значение, полученное после построения карты. На этом алгоритме построен способ определения погрешности. Из всего фонда скважин «п» исключается «ш» контрольных скважин и по оставшемуся фонду «п - т» строится карта. Величина среднеквадратического отклонения в «т» точках принимается за величину погрешности интерполяции параметра - по величине случайной компоненты.

При анализе получаемых результатов используются статистический и графический методы контроля.

При статистическом контроле оцениваются следующие критерии: исходные данные (корреляционная взаимоувязанность параметров; уменьшение плотности и объема информации с глубиной по любой скважине); качество геометризации (точность построения структурных карт," моделирование толщин); качество моделирования ФЕС; качество динамического моделирования (построение карт контуров, соответствие модели флюидонаеыщения результатам ГИС-контроля). При графическом контроле анализируются различные карты и разрезы.

Технология создания геологической модели объекта носит итерационный характер. Интеграция геоданных в модель позволяет провести детальное исследование особенностей геологического строения объекта. Это, как правило, позволяет выделить блоки, циклы, зональные интервалы, флюидальные контакты и т.п. и тем самым определить необходимость пересмотра геологической интерпретации геофизических данных в отдельных районах, скважинах.

Компьютерная реализация методики и технологии геомоделирования организационно проводится в три этапа. На первом проводится опробование алгоритмов и программ, реализующих различные методические приемы моделирования (например, интерполяция с априорной поверхностью и т.д.). На втором - создаются компьютерные технологии решения таких задач, как расчет карт эффективных толщин., пористости, насыщенности и т.д.

Компьютерная технология геомоделирования включает следующие основные этапы работ: геометризацию реперов (построение структурного каркаса модели объекта), геометризацию пластов и прослоев (построение детальной геометрической модели объекта) и моделирование геологических параметров в детальной геометрической модели объекта (создание детальной геологической модели объекта).

Технология создания цифровой модели состоит из следующих основных процедур:

1. Создание цифровой геологической модели объекта эксплуатации (по выбранному фонду скважин);

2. Создание цифровой модели флюидонасыщения;

3. Анализ неоднородности и геологического строения объекта по его геомодели, принятие решения о развитии и совершенствовании геологической модели объекта;

4. Анализ достоверности моделирования текущего состояния объекта и подготовка предложений по оптимизации системы контроля его эксплуатации, уточнению цифровой модели.

При подсчете запасов объемным методом наиболее чувствительными являются параметры, характеризующие геометрический объем залежи: эффективная толщина и площадь. Структурные карты кровли и подошвы пласта и карты поверхностей контактов определяют контуры ГВК, ГНК, ВНК.

Карта эффективных толщин залежи традиционно рассчитывается путем интерполяции исходных данных по скважинам. При этом не учитываются неоднородность и геологические особенности разреза. По разработанной автором

методике эффективные толщины рассчитываются принципиально иным путем -основываясь на детальном геологическом строении объекта. Учитывая, что компьютерная технология детального геомоделирования обеспечивает геометрическое построение всех прослоев (в том числе относящихся к коллекторам и неколлекторам), решение задачи расчета карт эффективных толщин сводится к суммированию толщин коллекторов по цифровой моделе исследуемого объекта.

Расчет карт общих, и нефтегазонасыщенных эффективных толщин по детальной геологической модели четко формализуется, учитывает геологическую неоднородность объекта и должен стать основным базовым методом построения таких карт.

Третья глава посвящена результатам геомоделирования на примере Уренгойского НГКМ, Касимовского и Пунгинского ПХГ.

С учетом конкретных геологических условий и уникальных масштабов Уренгойского месторождения автором были сформулированы и реализованы основные требования к модели, а именно: 1) исключение эффектов осреднения и интерполяции параметров в пространстве между узлами сетки, т.е. полное соответствие компьютерной модели фактическим данным в каждой конкретной скважине; 2) наряду с характеристикой газо-нефте-водяных контактов должны быть выделены продуктивные зоны и зоны недонасыщения по нефти и газу. В соответствии с этими требованиями были разработаны методика и технология компьютерного моделирования месторождения, позволяющие получать разнообразные разрезы и карты и осуществлять планомерный мониторинг за эксплуатацией Уренгойского месторождения.

Рассмотрен вопрос о точности определения глубин кустовых скважин. Погрешности измерения глубин обусловлены искривлением скважин, технологическими, конструкторскими и другими причинами и наиболее резко проявляются при моделировании в условиях кустового разбуривания.

По Касимовскому ПХГ по данным 415 скважин построена детальная модель эксплуатационного пласта (нижнещигровского горизонта) и карты текущих ГВК, за

период 1990-1996 г.г. Создание компьютерной модели дает возможность, используя разнообразные карты параметров, оценивать текущие запасы и подсчетные параметры как по объекту в целом, так и по отдельным пластам, анализировать динамику искусственной залежи и т.д.

Созданная детальная модель Пунгинского ПХГ позволит оценить эффективность вскрытия и эксплуатации объекта. Одной из основных задач при разведке и эксплуатации залежей является оценка потенциальной продуктивности скважин. Основываясь на выявленных корреляционных зависимостях и уравнениях связи, были рассчитаны карты потенциальных дебитов в целом для объекта, для зоны перфорации и для зоны фактического дренирования залежи.

В четвёртой главе приводится описание геолого-геофизического мониторинга объекта эксплуатации УВ сырья на основе его геологической модели.

Геолого-геофизический мониторинг объекта УВ сырья - информационная система, банк данных и компьютерные технологии интегрированной обработки фактической информации с целью оценки состояния и выдачи прогноза технологического процесса формирования (для ПХГ), истощения газовой залежи и влияния на окружающие природные среды (геосферу, гидросферу, атмосферу).

Основными целями геолого-геофизического мониторинга являются:

1. Информационное обеспечение технологических процедур: подготовка предложений по повышению продуктивности скважин; подготовка предложений по повышению эффективности эксплуатации объекта в целом; создание и ведение цифровых моделей объекта; оперативный сбор и обработка геофизической, геолого-промысловой и технологической информации; оценка текущих запасов газа в объекте.

2. Контроль за экологической безопасностью эксплуатации объекта: оценка технического состояния скважин, информационное обеспечение сертификации скважин (эксплуатационных колонн и НКТ); контроль содержания газа и солевого состава в пластовых водах; контроль содержания газа в приповерхностных слоях.

Результаты мониторинга используются: газодобывающими и газотранспортными предприятиями с целью оптимизации технологических процессов

и повышения экологической безопасности эксплуатации объектов; авторами технологических проектов в процессе авторского надзора и корректировок проектных разработок; геофизическими предприятиями при анализе текущего состояния объекта, подготовке рекомендаций по повышению эффективности эксплуатации и совершенствованию системы контроля за объектом углеводородного сырья.

Основными комплексными параметрами газовой залежи являются запасы газа, продуктивность скважин, а также фильтрационная модель залежи, позволяющая прогнозировать процесс извлечения углеводородов при разных режимах эксплуатации.

При проектировании системы разработки газовой, а также нефтегазовой залежи, обычно она принимается гидродинамически единой (кроме тектонически экранированных залежей) и квазиоднородной по филырационно. - емкостным свойствам. Лишь в отдельных случаях учитывается неоднородность залежи по ФЕС, но при этом она также считается гидродинамически единой. Недостатки применения такой модели проявляются в значительных потерях углеводородов и в неэффективном использовании пластовой энергии на газовых залежах.

Методические основы компьютерного анализа геологического строения объекта и его текущего состояния в процессе эксплуатации реализованы: в виде формирования (по геомодели) различных карт параметров как по объекту в целом, так его районам, зонам и т.д.; в виде оперативного доступа к информации о текущем состоянии объекта, представленного в графическом (на геологическом разрезе) и табличном видах.

В перспективе планируется на основе геомодели и единой БД развивать систему компьютерного анализа геологической неоднородности объекта, его потенциальных продуктивных возможностей, текущего -. и Динамического флюидального насыщения по фактической геолого - геофизической и промысловой информации. Анализ геологического строения проводится по каждой

гидродинамически изолированной залежи с учетом возможных геологических и техногенных взаимосвязей.

Цифровая геологическая модель постоянно развивается за счет получения дополнительной информации в процессе освоения объекта, его эксплуатации и используется при принятии практически всех решений по объекту эксплуатации: составление и развитие технологических схем эксплуатации; контроль за эксплуатацией; подготовка решений по повышению эффективности эксплуатации объекта в целом, повышению производительности скважин, совершенствованию системы контроля эксплуатации; анализ экологической безопасности эксплуатации объекта; анализ текущего состояния объекта.

Учитывая многофанность использования цифровой модели, она создается на основе всей имеющейся совокупности геолого-геофизической информации и содержит параметры по литотипам, выделяемым с максимально возможной степенью дифференциации по комплексу методов ГИС (до 0,2 м по толщине прослоев). В то же время решение ряда задач (анализ циклов осадконакопления, фильтрационное моделирование и т.д.) удобнее проводить после группирования пород в разрезе по определенным признакам.

В качестве основного признака группирования пластов в слои (пачки) целесообразно использовать проницаемость.

Исходя из этого, в качестве типового группирования пород предлагается использовать следующую дифференциацию пластов по их проницаемости:

Группы пород Начальный градиент давления Проницаемость фм2 Цветовое отображение пластов в зависимости от его насыщения

газ нефть вода

1. Суперколлектор 0 > 1000 бледно-желтый черный светло-голубой

2. Коллектор (с хорошими свойствами) 0 1000 ±10 желтый т/серый голубой

3. Коллектор (с ухудшенными свойствами) >0 10 ±0,1 бледно коричневый (серо желтый) серый синий

4. Глина >0 <0,1 коричневый

5. Плотные >0 <0,1 оранжевый

В ряде задач коллектор второй группы разделяется на два класса (А.А. Ханин): Кпр = 1000 100 мЭ; Кпр = 100 * 10 мО. Для конкретных геологических условий по результатам исследований керна градация пород по фильтрационным свойствам может изменяться, особенно на границе коллектор - неколлектор.

Под исследованием неоднородности геологического строения объекта подразумевается: проведение палеотектонического анализа и обоснование данных для модели слоистой структуры (пликативной или дизъюнктивной); обоснование блоковой фильтрационной модели объекта (тектонической, фациальной - замещение коллекторов или разграничение блоков породами с начальным градиентом давления); выделение зон замещения, выклинивания, слияния продуктивных пород; построение карт, характеризующих неоднородность и ФЕС объекта (Нэфф, Кп, Нэф х Кпр, Нэфф х Кп х Кнг, Кнеод и т.д.); отображение в плане зон распространения литотипов, групп коллекторов; выделение пород с начальным градиентом давления, установление зон их непрерывного распространения; исследование вертикальной неоднородности разреза (по слоям); анализ распределения запасов в целом по объекту и дифференциально; анализ динамики запасов в процессе эксплуатации; анализ потенциальной продуктивности пластов залежи; анализ фактической продуктивности и добротности вскрытия пластов в скважинах.

Практически все вышеперечисленные задачи решаются путем построения геологических разрезов по произвольным направлениям; интегрирования параметров детальной геологической модели в заданном геометрическом пространстве, ограниченном структурными поверхностями, разделяющими породы с заданными фильтрационно-емкостными свойствами и т.д.; построения в исследуемом геометрическом пространстве карт параметров объекта (структурных, эффективных общих и газонефтенасыщенных толщин, песчанистости, пористости, газонефтенасыщенности, линейных запасов, неоднородности, проницаемости, продуктивности, обводнения и т.д.).

Таким образом, постоянно действующая и развиваемая геологическая модель информационно обеспечивает: подготовку рекомендаций по повышению эффективности эксплуатации объекта в целом; подготовку рекомендаций по

повышению производительности скважин; подготовку рекомендаций по совершенствованию системы контроля за эксплуатацией УВ сырья.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы. Автором разработаны:

* Методики и технологии оценки качества исходных данных для создания цифровых моделей объекта.

* Компьютерные технологии создания геологической модели и модели флюидонасыщения объекта эксплуатации месторождения УВ сырья, ПХГ.

* Компьютерная технология геологической интерпретации данных Ьтс-бурение с использованием цифровой модели объекта исследования.

Компьютерные технологии геологической интерпретации данных ГИС внедрены в производственных предприятиях ДО АО «Газпромгеофизика».

Компьютерные технологии геологической интерпретации ГИС, геологического и динамического моделирования, система компьютерного контроля за эксплуатацией объектов углеводородного сырья используются при освоении сеноманских и неокомских залежей Уренгойского, Ям бурге кого месторождений, а также Касимовского, Путинского и Северо-Ставропольского ПХГ.

Основные опубликованные работы по теме диссертации.

1. Ш.К. Гергедава, А.В.Жардецкий, JI.A. Овчаров и др. «Формирование структуры геоинформации подсистемы «ГАЗ»». М. ВНИИЭГазпром.1992.(Сер. Экономика, организация и управление производством в газовой промышленности).

2. Ш.К. Гергедава, А.В.Жардецкий, Г.Ф. Пантелеев «Применение геофизических и гидрогеохимических методов для обеспечения экологического контроля за эксплуатацией подземных хранилищ газа». Доклад на международной научной конференции «Геофизика и современный мир». М.. 1993.

3. О.Н. Гатауллин, A.A. Новожилов, А.В.Жардецкий «Выделение и оценка терригенных коллекторов Северо-Солёнинского ГКМ с применением персональной ЭВМ». Северо-Солёнинского ГКМ с применением персональной ЭВМ». Научно техн. достижения и передов, опыт в обл. геол. и разведки недр: Научн,- техн. информ. сб. МГП «Геоинформмарк». М. 1993. Вып.З.

4. Ш.К. Гергедава, А.В.Жардецкий «Сбор и обработка данных в системе АРМГ-ГАЗ». Газовая промышленность. Обзорная информация. Серия: Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений. М.1994.

5. Ш.К.Гергедава, О.Н.Гатауллин, П.М.Моисеев, С.Г.Горьков, А.В.Жардецкий «База знаний автоматизированной обрабатывающей системы АРМ-Газ». Геологическое изучение и использование недр: Научн.-техн. информ.сб. АОЗТ «Геоинформмарк». М. 1996. Вып.6.

6. А.В.Жардецкий, О.Н.Гатауллин, С.Г. Горькое, П.В. Моисеев «Специальный язык - геофизический интерпретатор данных для компьютерной технологии обработки данных ГИС». Геологическое изучение и использование недр: Научно техн. информ. сб. АОЗТ «Геоинформмарк». М. 1997. Вып.1.

7. А.В.Жардецкий, О.Н.Гатауллин «Разработка методики разделения нефтегазонасыщенных коллекторов по данным ГИС в неокомской залежи Уренгойского НГКМ. М. ИРЦ Газпром, НТС «Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений на суше и на шельфе». 1997.

8. Ш.К.Гергедава, О.Н.Гатауллин, А.В.Жардецкий, П.В.Моисеев «Типовой проект компьютерной технологии обработки и интерпретации данных ГИС в системе АРМ-Газ (на примере неокомских отложений Уренгойского НГКМ). Геологическое изучение и использование недр: Научн.-техн. Информ. сб. АОЗТ «Геоинформмарк».-М.1997 Вып.З. стр .56-62

9. Поляков Е.Е., Фельдман АЛ., Ахияров В.Х., Жардецкий A.B. «Компьютеризированная технология подсчёта запасов». АИС «Каротажник», вып.34, 1997,стр. 34-38.

10. Жардецкий A.B., Акентьев Е.П. Полоудин Г.А. «Интеграция геолого -геофизической информации как путь повышения эффективности эксплуатации ПХГ». ИРЦ Газпром. Материалы НТС ОАО «Газпром», май, 1998.

11. Жардецкий A.B. «Формирование баз данных геолого-геофизической информации по объектам УВС». АИС «Каротажник», вып.43,1998,стр93-95.

12. Жардецкий A.B. « Банк геоданных при решении промыслово -геофизических задач». АИС «Каротажник», вып.44,1 998, стрЮЗ-107.

13. О.Н. Гатауллин, А.В.Жардецкий, H.H. Иванова «Контроль за эксплуатацией Путинского подземного хранилища газа методами ГИС». Ж. «Геология нефти и газа», № 7-8 , 1999. М. ЗАО «Геоинформмарк».

14. Жардецкий A.B., Полоудин Г.А., Пучков А.И. «Цифровая модель ПХГ». Ж. «Газовая промышленность», август, 1999.М. «Газоилпресс».

15. Жардецкий A.B., Полоудин Г.А., Красоткина В.В., Моисеев П.В. «Геолого-геофизический мониторинг подземного хранилища газа». АИС «Каротажник», вып.65, 1999, стр. 65-68.

Соискатель

Жардецкий A.B.