Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Интерпретация данных повторных электромагнитных измерений в скважине как основа оценки гидрофизических параметров терригенных пластов

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Интерпретация данных повторных электромагнитных измерений в скважине как основа оценки гидрофизических параметров терригенных пластов"

□□3475236

На правах рукописи

2 О АВГ 2009

НЕСТЕРОВА ГАЛИНА ВЛАДИМИРОВНА

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ПОВТОРНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В СКВАЖИНЕ КАК ОСНОВА ОЦЕНКИ ГИДРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТЕРРИГЕННЫХ ПЛАСТОВ

25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Новосибирск 2009

003475236

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН

Научный руководитель:

доктор технических наук Ельцов Игорь Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук Назарова Лариса Алексеевна

доктор технических наук Могилатов Владимир Сергеевич

Ведущая организация:

Институт геологии и геоинформатики Тюменского государственного нефтегазового университета

Защита состоится 10 сентября 2009 г. в 9 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 003.068.03 при Учреждении Российской академии наук Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука СО РАН, в конференц-зале

Адрес: пр-т ак. Коптюга, 3, Новосибирск, 630090 Факс:(383)333-25- 13 e-mail: YcltsovIN@ipgg.nsc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНГГ СО РАН

Автореферат разослан 7 августа 2009 г.

И.о. учёного секретаря диссертационного совета, доктор технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объектом исследования диссертационной работы являются терригенные пласты-коллекторы и изменение во времени их гидрофизических свойств в околоскважинном пространстве.

Актуальность работы определяется важностью разработки новых методов оценки фильтрационно-ёмкостных параметров пластов-коллекторов, в первую очередь, проницаемости, по данным электрического и электромагнитного каротажа. Стандартные методики подсчёта запасов и определения фильтрационно - ёмкостных свойств пластов-коллекторов основаны на анализе связи данных, полученных при изучении взятого из скважин керна, и данных геофизических исследований в скважине. Отбор керна довольно трудоёмкая операция и требует значительного времени. Заключения, сделанные по керну и по данным геофизических исследований в скважине (ГИС), также не всегда сопоставимы из-за разных масштабов исследований, неполного выноса керна и погрешностей в его привязке. Оценки пористости, проницаемости, водонасыщенности по геофизическим измерениям и геолого-технологическим исследованиям скважины (ГТИ) получаются более оперативно. При наличии опыта совместной геофизической и гидродинамической интерпретации и многократных измерений, реально отражающих динамику процессов в зоне влияния скважины, появляется возможность создания более надёжного и оперативного метода оценки фильтрационно-ёмкостных параметров пласта, что является актуальной и первоочередной задачей ГИС. Применение предложенной в диссертации методики на практике даёт возможность оперативно уточнять параметры пластов-коллекторов, в первую очередь, песчано-глинистых.

Цель исследования - повышение достоверности интерпретации скважинных геофизических измерений, улучшение качества и надёжности определения фильтрационно-ёмкостных свойств путем построения комплексной электрогидродинамической модели на основе данных многократных геофизических и геолого-технологических измерений.

Задача исследования - создать методику комплексной обработки и интерпретации данных повторных электромагнитных измерений в скважине и методику определения гидрофизических параметров пласта на основе электрогидродинамического моделирования.

Фактический материал и методы исследования. В работе проанализированы данные ГИС и ГТИ в четырёх скважинах Когалымского и Русскинского месторождений (Западная Сибирь). Данные предоставлены ЗАО "Лукойл-АИК" (по Когалымскому

месторождению) и ОАО «Сургутнефтегаз» (по Русскинскому месторождению). В исследовании использовались результаты изучения кернов, бурового раствора и пластовых флюидов. Для интерпретации данных применялись программные комплексы МФС ВИКИЗ, Select, EMF PRO (ИНГГ СО РАН), IDENTIF (ИГиЛ СО РАН). Для верификации результатов моделирования использовались программы двумерного моделирования показаний зондов ВИКИЗ и БКЗ, разработанные И.В. Суродиной (ИВМиМГ СО РАН) и В.Н. Глинских (ИНГГ СО РАН). При моделировании гидродинамических процессов в окрестности скважины использовались программы A.A. Кашеварова (ИГиЛ СО РАН).

Основной метод исследования - математическое моделирование электрических и электромагнитных каротажных диаграмм, процессов фильтрации, солепереноса, роста и разрушения глинистой корки, эффективной электропроводности гетерогенных сред. При решении обратных задач использовались методы минимизации невязки каротажных и синтетических данных (алгоритмы Нелдер-Мида, Ньютона).

При верификации полученных результатов использовались материалы заключений организаций, проводивших ГИС, определения петрофизических характеристик кернового материала (ЗАО "Лукойл-АИК", ОАО «Сургутнефтегаз»).

Защищаемые научные результаты:

1. Построенная на основе комплексной геоэлектрической и гидродинамической интерпретации данных повторных измерений в скважинах Когалымского месторождения с учётом результатов ГТИ электрогидродинамическая модель околоскважинного пространства корректно описывает эволюцию зоны проникновения и удовлетворяет комплексу электрических и электромагнитных измерений.

2. Согласованная электрогидродинамическая модель околоскважинного пространства позволяет определять фильтрационно-ёмкостные параметры пластов по данным многократных скважинных измерений методами ВИКИЗ и БКЗ без использования петрофизических зависимостей, определяемых на керне.

3. Теоретически, на основе математического моделирования гидродинамических процессов в прискважинном пространстве, обосновано, что при концентрации солей в буровом растворе, превосходящей таковую в пластовом флюиде, радиальный профиль УЭС может быть только монотонно возрастающим.

Научная новизна и личный вклад

Предложена методика определения гидрофизических параметров пласта на основе данных повторных электрических и электромагнитных исследований в скважине, ГТИ и комплексной электрогидродинамической интерпретации без использования данных измерений на керне.

На основе предложенной методики выполнена комплексная геофизическая и гидродинамическая интерпретация данных повторных измерений в скважинах Когалымского месторождения. Показано, что построенная электрогидродинамическая модель адекватно описывает эволюцию зоны проникновения на основных этапах работ в скважине и удовлетворяет комплексу электрических и электромагнитных измерений.

На основе анализа известных уравнений электропроводности двухкомпонентных сред соискателем обоснован выбор соотношения параметров гидродинамической модели - пористости, водонасыщенности, солёности пластовой жидкости и геоэлектрического параметра - удельного электрического сопротивления (Кашеваров и др., 2003). На конкретных примерах показано, что формула может эффективно использоваться в широком классе моделей терригенных коллекторов, вскрываемых скважинами, с применением пресных и солёных глинистых буровых растворов.

Созданная на основе предложенной в диссертационной работе методики электрогидродинамическая модель прискважинного пространства позволяет определить не только пористость и водо-нефтенасыщенность, но и оценить динамический параметр -проницаемость. Для изучаемых скважин была проведена оценка проницаемости пластов по результатам гидродинамического моделирования без привлечения данных измерений на кернах. Полученные значения проницаемости хорошо согласуются со значениями, взятыми из заключений сервисных компаний, определённых по всему комплексу ГИС с использованием результатов исследований кернового материала.

Предложена и программно реализована схема расчёта профилей удельного электрического сопротивления при различных концентрациях солей в буровом растворе. Проведённые расчёты позволяют обосновать характер радиального профиля УЭС при сильно проводящем буровом растворе. Выполнена комплексная электрогидродинамическая интерпретация данных ВИКИЗ по скважине Русскинского

месторождения, полученных при использовании сильнопроводящего бурового раствора.

Теоретическая и практическая значимость работы. Повторные геофизические измерения в скважине позволяют построить электрогидродинамическую модель прискважинной зоны. Учёт фактора времени в геоэлектрической модели делает возможным оценку проницаемости коллектора, что особенно значимо при отсутствии условий для отбора керна по всей толще продуктивных пластов. Количественная петрофизическая интерпретация данных каротажа, то есть определение пористости, проницаемости, водо- и нефтенасыщенности изучаемых пластов-коллекторов, только по результатам комплексной электрогидродинамической интерпретации повторных каротажей в скважине без привлечения измерений на керне намного оперативнее. Для скважин, пробуренных на сильнопроводящем буровом растворе, автором на основе математического моделирования обоснован известный из практики монотонный характер кривой радиального распределения УЭС.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных конференциях и конгрессах: Международном научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2008» (Новосибирск, 2008), Научно-практической конференции «Геомодель-2008» (Геленджик, 2008), Международной конференции «Математические методы в геофизике ММГ-2008» (Новосибирск, 2008), II Международной геолого-геофизической конференции и выставке «К эффективности через сотрудничество» (Тюмень, 2009), Международном научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2009» (Новосибирск, 2009).

Основные результаты опубликованы в 9 печатных работах, из них в ведущих научных рецензируемых журналах, определённых Высшей аттестационной комиссией - 3 (Каротажник, № 1, 2008; № 9, № 10, 2009).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложения и списка использованной литературы (110 наименований). Работа изложена на 173 страницах, включая 52 рисунка и 14 таблиц.

Автор благодарен д.ф.-м.н. A.A. Кашеварову за содержательные и плодотворные обсуждения, предоставленные программы и большую помощь при выполнении работы.

Автор благодарит ЗАО "Лукойл-АИК" и лично В.Ю. Матусевича, ОАО «Сургутнефтегаз» и НПП ГА «Луч» за предоставленные материалы.

Соискатель выражает благодарность д.т.н. Ю.Н. Антонову, к.г.-м.н. Л.М. Дорогиницкой, к.т.н. H.A. Голикову, к.ф.-м.н. Н.К. Корсаковой, к.г.-м.н. М.А. Павловой и д.ф.-м.н. В.И. Пеньковскому за обсуждения и сотрудничество. Автор благодарен к.ф.-м.н. В.Н. Глинских, к.т.н. А.Ю. Соболеву, к.ф.-м.н. И.В. Суродиной за предоставленные программы и внимание к работе.

Автор глубоко признателен научному руководителю д.т.н. И.Н. Ельцову за ценные идеи, постоянное внимание к работе, участие и поддержку.

Автор глубоко благодарен академику РАН М.И. Эпову, оказавшему большое влияние на формирование научных взглядов соискателя.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

Во введении определены объект, цель и задача исследования, сформулированы основные полученные результаты, актуальность и научная новизна работы.

Глава 1. ОСНОВНЫЕ МОДЕЛЬНЫЕ БЛОКИ - ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ, ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЙ

В первой главе изложена методика построения электрогидродинамической модели околоскважинного пространства. На рис. 1 приведена поэтапная схема комплексной обработки данных с элементами одномерного и двумерного моделирования.

Она включает одномерную геоэлектрическую интерпретацию повторных электрических и электромагнитных измерений в скважине, одномерную гидродинамическую интерпретацию и двумерное гидродинамическое моделирование процессов, происходящих в окрестности скважины (двухфазная фильтрация, перенос солей, рост и разрушение глинистой корки). Связь между модельными блоками осуществляется через уравнение связи гидродинамических параметров (пористости, водонасыщенности, концентрации солей) и удельного электрического сопротивления, обобщающее уравнение Арчи.

Рис. 1. Схема комплексной поэтапной интерпретации данных многократных наблюдений в скважине

Завершающим этапом является верификация построенной модели прискважинного пространства сравнением каротажных диаграмм ВИКИЗ и БКЗ и синтетических диаграмм, полученных двумерным моделированием показаний зондов ВИКИЗ и БКЗ.

Далее в данной главе приведено описание всех этапов построения электрогидродинамической модели прискважинного пространства. В работе описаны используемые геоэлектрические модели и особенности одномерного (1D) и двумерного (2D) моделирования показаний зондов ВИКИЗ и БКЗ.

Двухфазная фильтрация несмешивающихся жидкостей описывается уравнениями Баклея-Леверетта. Для моделирования солепереноса используется уравнение переноса консервативной примеси. Скорость роста глинистой корки на стенке скважины пропорциональна расходу бурового раствора в пласт. Варьируемыми параметрами являются параметры пласта, характеристики флюидов (концентрация солей, вязкость, параметры в формуле, задающей значения фазовых проницаемостей), параметры глинистой корки. Параметры распределения флюидов в зоне проникновения подбираются так, чтобы минимизировать среднеквадратичное отклонение удельной электропроводности, полученной при гидродинамической интерпретации, от удельной электропроводности, соответствующей геоэлектрической модели среды, полученной при геоэлектрической интерпретации данных ГИС.

Был проведён анализ петрофизических моделей эффективной электропроводности гетерогенных сред: формулы Овчинникова, Glover'a, модели на основе теории эффективной среды (А.К. Вейнберг, A.C. Семенов, P. Sen, М. Cohen, F. Yonezava, С. Scala, К. Mendelson, А. Bussian, L. Scwartz), модель баллистического осаждения (R. Dasgupta, S. Roy, S. Tarafdar), имитирующая формирование анизотропной среды. Проанализированы перколяционные сетевые модели эффективной электропроводности (J. Bigalke, P. Wong, J. Koplik, J. Tomanic, M. Jonas, J.R. Scopper, J.H Schon), а также фрактальные модели (A. Katz, A. Thompson, S. Roy, S. Tarafdar, R.R. Nigmatullin), которые задают параметры в формуле Арчи через фрактальные размерности образца породы. Значения эффективной электропроводности, рассчитанные по программам, разработанным соискателем, сравниваются с результатами расчётов по формуле Арчи. На основе анализа известных моделей электропроводности двухкомпонентных сред обоснован выбор

уравнения связи параметров гидродинамической модели - пористости, водонасыщенности, солёности пластовой жидкости, с геоэлектрическим параметром - УЭС (Кашеваров и др., 2003).

Выполнен обзор работ в области совместного анализа данных скважинных измерений и гидродинамических процессов в околоскважинном пространстве (И.Г. Ярмахов, С.Б. Попов, А.А. Кашеваров, И.Н. Ельцов, М.И. Эпов, Н.К. Корсакова, В.И. Пеньковский, D. Tobola, S. Holditch, С. Yao, J-h. Zhang, Z-h. Li, S. Li, L. Shen, F. Alpak, C. Torres-Verdin, D. Navaro, R. Liu, K. Moharty, G. Li, C. Zhou, Ch. Li, P. Worlington, F. Costa, L. Loures, F. Moraes). Эти работы отличаются прежде всего по типу скважинных электрических и электромагнитных измерений, поскольку они производятся различными видами приборов. Используются AIT (Schlumberger Array Induction Imager Tools), Dual Induction Log (диаграммы двухзондового индукционного каротажа), Dual Lateral Log (диаграммы двухзондового бокового каротажа), совместная интерпретация диаграмм двухзондового индукционного каротажа и БКЗ.

Особенность настоящей работы - использование индукционного прибора ВИКИЗ в сочетании с высокочастотными зондами БКЗ. Прибор ВИКИЗ обладает более высокой разрешающей способностью, чем перечисленные инструменты, а совместная интерпретация измерений ВИКИЗ и БКЗ позволяет более детально определять профиль удельного электрического сопротивления в прискважинной области. Другие отличия нашего подхода связаны с предлагаемыми способами моделирования процессов фильтрации и переноса солей, в частности, в некоторых работах используется только одномерное моделирование гидродинамических процессов, разные модели образования и разрушения глинистой корки и т.д. В большинстве работ используется также другая форма уравнения связи гидродинамических параметров и УЭС.

Основными составляющими предложенной в диссертационной работе методики комплексной интерпретации являются: совместная интерпретация данных ВИКИЗ, БКЗ и кавернометрии; сочетание послойной одномерной интерпретации и двумерного моделирования; подбор параметров в результате сравнения геоэлектрических моделей УЭС и распределения УЭС, полученного в результате гидродинамического моделирования распределений солёности и водонасыщенности; согласование разновременных геоэлектрических моделей распределения УЭС посредством использования гидродинамической модели, в которой распределение

водонасыщенности, солёности, УЭС изменяется со временем; верификация построенной модели УЭС околоскважинного пространства сравнением синтетических и каротажных диаграмм ВИКИЗ и БКЗ с учётом реальной точности зондирующих систем.

Глава 2. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ МНОГОКРАТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

На основе описанной в первой главе методики была проведена комплексная интерпретация данных повторных измерений ВИКИЗ и БКЗ в трёх скважинах Когалымского месторождения. В результате построены согласованные электрогидродинамические модели УЭС околоскважинного пространства. На рис. 2 приведена геоэлектрическая динамическая модель для скважины № 1, в которой был проведён уникальный натурный эксперимент: сделаны четыре разновременных каротажа ВИКИЗ, а в моменты первого, третьего и четвертого измерений дополнительно выполнялись другие виды каротажа, в частности БКЗ. Для этой скважины полно представлены данные других скважинных измерений, результаты исследований отобранного на изучаемом интервале керна, дано подробное описание проводимых в скважине операций. Такая информация важна для детального изучения процессов в околоскважинном пространстве. Для практического использования, как было показано на других скважинах, для создания электрогидродинамической модели достаточно двух разнесённых по времени измерений. Поскольку процессы фильтрации существенно нелинейны, то повторные измерения необходимы для хорошей настройки гидродинамической модели, что, в свою очередь, улучшает точность определения фильтрационно-ёмкостных параметров пластов.

В скважине № 1 между измерениями выполнялись работы, которые существенно изменяли гидродинамическую ситуация в скважине; по журналу бурения проанализированы операции на скважине между моментами проводимых измерений и суммарное по времени гидродинамическое воздействие на пласт. Распределения УЭС, представленные на рис. 2, соответствуют моментам проведённых в скважине измерений и получены в результате применения описанной методики.

Во второй главе также обсуждаются вопросы построения детальных одномерных моделей радиального распределения УЭС, влияние детализации на качество моделирования; сравниваются результаты

одномерной гидродинамическои интерпретации гидродинамического моделирования.

и двумерного

0,2 0,4 0,6 0,8

Расстояние от скважины, м

Рис. 2. Эволюция распределения УЭС в окрестности скважины № I на продуктивном интервале (пласт БС11-26), Т- время после вскрытия пласта (час.), а) момент первого измерения; б) момент второго измерения; в) момент третьего измерения; г) момент четвёртого измерения

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Расстояние от скважины, м

б)

Т=40

Таким образом, для трёх скважин Когалымского месторождения построены электрогидродинамические модели околоскважинного пространства, для чего были использованы математические модели процессов различной физической природы: двухфазной фильтрации несмешивающихся жидкостей, солепереноса, роста и разрушения глинистой корки, распространения электрического и электромагнитного полей, учтены технологические данные бурения. Это позволило связать разновременные наблюдения в единый динамический процесс изменения водонасыщенности, солёности и удельного электрического сопротивления в околоскважинном пространстве.

Глава 3. ОЦЕНКА ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТА

Важным практическим результатом построения электрогидродинамической модели околоскважинного пространства является петрофизическая интерпретация данных каротажа, то есть определение фильтрационно-ёмкостных свойств (пористости, проницаемости и нефтенасыщенности) изучаемого пласта. Совместная гидродинамическая и геофизическая интерпретация разновременных наблюдений восполняет отсутствие или неполноту исследований кернового материала.

Традиционно по данным ГИС определяются пористость, нефтенасыщенность и эффективная мощность продуктивного пласта, т.е. статические характеристики, необходимые для подсчёта запасов. В типовом комплексе ГИС для прогнозирования проницаемости используются различные варианты корреляционных зависимостей. Важным приложением построенной по предложенной в диссертации методике электрогидродинамической модели является возможность оценки проницаемости пластов по результатам комплексного электрогидродинамического моделирования.

Для оценки проницаемости используется подход, основанный на расчёте объёма фильтрата бурового раствора поступившего в пласт:

где (2 _< - приведённый объем фильтрата бурового раствора, гь -

радиус скважины, кс - коэффициент проницаемости глинистой корки,

-о.5<202=^(-

гьк 601п(РЧ) «г *„[$;'+/4,0-^)"=]

а =

3{\ + §)

(1 -тс)гь

шс - пористость глинистой корки, 6 - доля глинистых

частиц в буровом растворе, £> _ ^ ~ радиус влияния скважины, к0

- проницаемость слоя, Sf - водонасыщенность неизменённой части пласта, показатели степени п1 (вода) и п2 (нефть) меняются от 2 до 3.5,

М0=м»/. ' Я' Мои - вязкости воды и нефти, /т(Г)='г/>Л

/ "<м7 ^

, Рь ~

превышение давления в скважине над пластовым давлением.

На рис. 3 приведено сравнение значений проницаемости, полученных по стандартной методике по комплексу ГИС с использованием результатов исследований кернов, и значений, рассчитанных по предложенной в диссертации методике.

100 90 80 70 60 50 40 30201 10 0

Ж]

□ Данные заключения Н1 измерение

□ 2 измерение

□ 3 измерение__

Номер слоя

Рис. 3. Проницаемость слоев, определённая по повторным измерениям и взятая из заключений организаций, проводивших ГИС. Скважина № 1 Когалымского

месторождения

Расчётные значения проницаемости для трёх разных измерений достаточно хорошо согласуются между собой. Абсолютные значения проницаемости различаются, но совершенно бесспорно выделяются хорошо, средне и плохо проницаемые коллектора. Таким образом, можно

говорить о полуколичественной оценке проницаемости по данным многократных измерений и электрогидродинамического моделирования.

Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОНИКНОВЕНИЯ В ПЛАСТ СИЛЬНОПРОВОДЯЩЕГО БУРОВОГО РАСТВОРА

Использование биополимерных растворов на водной основе с высокой концентрацией солей и, соответственно, низким УЭС (0.02-^0.06 Ом-м) влияет на каротажные диаграммы и кривые зондирования. Методика совместной электрогидродинамической интерпретации применена для обработки данных измерений в скважине Русскинского месторождения, пробуренной на сильнопроводящем буровом растворе.

В диссертации проанализировано влияние концентрации солей в буровом растворе на свойства зоны проникновения и каротажные диаграммы зондов ВИКИЗ. Предложен метод, который позволяет по результатам проведённого двумерного гидродинамического моделирования рассчитать синтетические кривые радиального распределения УЭС при любой солёности бурового раствора. Для пересчёта используется формула:

где С/(г,г) - рассчитанный в результате двумерного гидродинамического моделирования массив концентрации солей при концентрации солей в буровом растворе Г > С2(г,1) - поле концентрации солей при буровом

растворе концентрации £ ; С,, Сс - концентрации солей в пластовом

"1 /1 /2

флюиде. По одному расчёту можно воспроизвести пространственное распределение С(г,г) при любом соотношении концентраций солей в буровом растворе и пластовом флюиде.

На рис. 4 представлены результаты расчёта синтетических кривых радиального распределения УЭС в середине хорошо проницаемого, нефтенасыщенного слоя с параметрами: пористость Кп=21.3%, проницаемость Кпр=87.6 мД, нефтенасыщенность Кн=70.8% для значений концентраций бурового раствора 1 г/л, 5 г/л, 10 г/л, 21 г/л, 50 г/л, 100 г/л, 250 г/л при постоянной концентрации солей в пластовом флюиде 21 г/л.

Расстояние от скважины, м

Рис. 4. Радиальное распределение УЭС, рассчитанное для различных концентраций солей в буровом растворе. Хорошо проницаемый нефтенасыщенный слой

По программе двумерного моделирования рассчитаны синтетические диаграммы ВИКИЗ, соответствующие различным распределением концентраций солей. Как и следовало ожидать, наибольшее влияние низкое сопротивление фильтрата бурового раствора оказывает на показания короткого зонда. Диаграммы длинного зонда ВИКИЗ различаются значительно меньше.

Для скважин, пробуренных на сильнопроводящем буровом растворе, теоретически обоснован известный из практики характер кривой радиального распределения УЭС: при концентрации солей в буровом растворе, превышающем концентрацию солей в пластовом флюиде, радиальный профиль распределения УЭС становится монотонно возрастающим (понижающее проникновение). Этот вывод подтверждён результатами интерпретации данных для скважины № 4 Русскинского месторождения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными результатами диссертационной работы являются новые методики интерпретации данных повторных электрических и электромагнитных измерений в скважине и определения гидрофизических параметров пласта, основанные на комплексном

поэтапном анализе данных геофизических и геолого-технологических измерений. По разработанной методике выполнена обработка данных повторных измерений ВИКИЗ и БКЗ в четырёх вертикальных скважинах Когалымского и Русскинского месторождений. Показано, что построенная электрогидродинамическая модель прискважинной зоны с гидродинамических позиций адекватно описывает эволюцию зоны проникновения на основных этапах работ на скважине и удовлетворяет комплексу электрических и электромагнитных исследований.

На основе анализа известных моделей электропроводности двухкомпонентных сред обоснован выбор соотношения параметров гидродинамической модели - пористости, водонасыщенности, солёности пластовой жидкости, с удельным электрическим сопротивлением. На конкретных примерах показано, что такая форма соотношения может эффективно использоваться в широком классе моделей терригенных коллекторов, вскрываемых скважинами с пресным и солёным глинистым буровым раствором.

Теоретически, на основе математического моделирования обоснован вывод о характере радиального профиля распределения УЭС при использовании сильнопроводящего бурового раствора. Методика совместной интерпретации применена для обработки данных измерений в скважине Русскинского месторождения, пробуренной на сильнопроводящем буровом растворе.

Соискателем показана возможность установить зависимость между измеряемыми в скважине электрическими (БКЗ) и электромагнитными (ВИКИЗ) характеристиками и фильтрационно-ёмкостными свойствами среды, окружающей пробуренную скважину, без дополнительного анализа керна посредством обработки многократных измерений, отражающих эволюцию зоны проникновения, а также комплексирования методов анализа данных.

Практическое применение разработанной методики может дать экономический эффект, особенно на разведочных скважинах, где возможно проведение повторных наблюдений в оптимальные моменты эволюции зоны проникновения. Затраты на проведение работ по предложенной методике существенно меньше по сравнению с традиционными, использующими анализ керна. Существенно выше и оперативность получения оценок.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Нестерова Г.В., A.A. Кашеваров, И.Н. Ельцов. Эволюция зоны проникновения по данным повторного каротажа и математического моделирования // Каротажник. - 2008. -№ 1. - С. 52-68.

2. Нестерова Г.В., Кашеваров A.A., Ельцов И.Н. Оценка параметров пласта по данным повторных измерений в скважине // Материалы VI международного научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2008». Новосибирск: CITA, 22-24 апреля 2008 г. - С. 186-189.

3. Нестерова Г.В., Кашеваров A.A., Ельцов И.Н. Моделирование проникновения сильнопроводящего бурового раствора в пласт // Каротажник. - 2008. -№ 9. _с. 45-60.

4. Ельцов И.Н., Кашеваров A.A., Нестерова Г.В. Распределение электропроводности в околоскважинном пространстве при различных солёностях бурового раствора. // Материалы конференции «Геомодель 2008». Геленджик, 21 - 26 сентября 2008.-4 с. - Электронный ресурс. -1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

5. Нестерова Г.В. Математические модели электропроводности двухкомпонентных сред и формула Арчи (по материалам публикаций) // Каротажник. -2008. -№ Ю. -С. 81-101.

6. Нестерова Г.В., Суродина И.В. Интерпретация диаграмм зондов ВИКИЗ и БКЗ на основе 2D математического моделирования // Международная конференция «Математические методы в геофизике ММГ-2008». -13-15 октября 2008. - 6 с. - Режим доступа: URL: http://www.sscc.ru/Conf/mmg2008/index.html, свободный.

7. Ельцов И.Н., Нестерова Г.В., Кашеваров A.A. Интерпретация данных повторных электромагнитных измерений в скважине и оценка гидрофизических параметров пласта // II Международная геолого-геофизическая конференция и выставка «К эффективности через сотрудничество». - Тюмень, 2-5 марта 2009. -4 с. - Электронный ресурс. 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

8. Нестерова Г.В., Суродина И.В. Верификация моделей околоскважинного пространства на основе синтетических двумерных диаграмм ВИКИЗ и БКЗ // Международный научный конгресс «ГЕО-Сибирь-2009». -Новосибирск: СГТА, 20-24 апреля 2009 г. - С. 65-68.

9. Нестерова Г.В., Ельцов И.Н., Кашеваров A.A. Методика комплексной обработки данных повторного электрического и электромагнитного каротажа // Международный научный конгресс «ГЕО-Сибирь-2009». -Новосибирск: СГГА, 20-24 апреля 2009 г. - С. 60-64.

_Технический редактор О.М.Вараксина_

Подписано в печать 16.07.2009 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Тайме

_Печ. л. 0,9. Тираж 150. Зак. № 29_

ИНГГ СО РАН, ОИТ, пр-т Ак. Коптюга, 3, Новосибирск, 630090

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Нестерова, Галина Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ МОДЕЛЬНЫЕ БЛОКИ —

ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ, ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЙ.

1.1. Понятие эквивалентности моделей.

1.2. Методика построения электрогидродинамической модели околоскважинного пространства.

1.3. Геоэлектрические модели.

1.4. Гидродинамические модели.

1.5. Связь гидрофизических и геоэлектрических параметров. Обобщённая формула Арчи. Петрофизические модели электропроводности.

1.6. Гидродинамические модели прискважинной области и петрофизическая интерпретация данных скважинных наблюдений.

ГЛАВА 2. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ МНОГОКРАТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В СКВАЖИНЕ.

2.1. Характеристика фактического материала.

2.2. Характеристика данных электрического комплекса ГИС.

2.3. Динамические модели на примере водо- и нефтенасыщенных слоёв-коллекторов.

2.4. Верификация моделей УЭС синтетическими диаграммами зондов ВИКИЗ и БКЗ.

2.5. Сравнение результатов одномерной гидродинамической интерпретации и двумерного гидродинамического моделирования.

2.6. Детализация модели радиального распределения

2.7. Интерпретация данных двукратных измерений (каротаж — воздействие — каротаж).

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ПЛАСТА.

3.1. Сравнение расчётных фильтрационно-ёмкостных характеристик слоя (пористости Кп, проницаемости Кпр, нефтенасыщенности Кн), полученных по разным измерениям.

3.2. Оценка проницаемости пластов по результатам гидродинамического моделирования.

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОНИКНОВЕНИЯ В ПЛАСТ СИЛЬНОПРОВОДЯЩЕГО БУРОВОГО РАСТВОРА.

4.1. Сильнопроводящие буровые растворы. Моделирование разных типов проникновения бурового раствора в пласт.

4.2. Совместная электрогидродинамическая интерпретации результатов измерений ВИКИЗ в скважине, пробуренной на сильнопроводящем солёном буровом растворе.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Интерпретация данных повторных электромагнитных измерений в скважине как основа оценки гидрофизических параметров терригенных пластов"

Объектом исследования диссертационной работы являются терригенные пласты-коллекторы и изменение со временем их электро- и гидрофизических свойств в околоскважинном пространстве.

В процессе бурения и других работ на скважине из-за внедрения в пласт бурового раствора (иного состава и свойств, чем пластовые жидкости), изменяется пространственное распределение водонасыщенности и концентрации солей в пластах вокруг скважины. Это приводит к изменению распределения удельного электрического сопротивления (УЭС) в пластах-коллекторах, а, значит, отражается в данных электрических и электромагнитных измерений методами электрометрии (ВИКИЗ, БКЗ, ИК и др.). В работе используется моделирование процессов разной физической природы (гидродинамические, в первую очередь, фильтрационные процессы; распространение в геологической среде постоянного и переменного тока). Это позволяет более полно, адекватно и надёжно определять свойства интересующих объектов - пластов-коллекторов.

Проводимые в скважине геофизические измерения фиксируют состояние околоскважинного пространства в момент измерения. Интерпретация этих данных даёт не однозначное решение, а множество моделей пространственного распределения УЭС. Сузить область эквивалентности позволяет привлечение дополнительных сведений: априорной информации, данных комплекса методов и т.д. Один из возможных путей - это сочетание геофизических (ГИС) и геолого-технологических исследований (ГТИ) в скважине.

В работах [16, 17, 20, 21, 57, 72] была представлена методика совместной интерпретации данных электрического и электромагнитного каротажа (БКЗ, ИК, ВИКИЗ) и ГТИ на основе комплексной геофизической и гидродинамической модели. Эта модель связывает геоэлектрические характеристики, полученные по данным каротажа скважины, и гидрофизические параметры, контролирующие фильтрационные процессы в пласте. Свойства пласта, их изменение в зоне проникновения вследствие перераспределения флюидов включаются в геофизические и гидродинамические модели пласта и, таким образом, область неоднозначности при решении обратной задачи сужается. Комплексная электрогидродинамическая модель, включающая одновременно гидродинамические и геоэлектрические параметры прискважинной зоны, более полно характеризует резервуар.

Однако практическое применение зависящей от времени электрогидродинамической модели околоскважинного пространства наиболее эффективно при наличии нескольких разнесённых по времени измерений. Такие измерения соответствуют разному интегральному воздействию на пласт, а значит и разному распределению пластовых флюидов, что даёт дополнительную информацию для решения обратных задач. Внедрение в пласт фильтрата бурового раствора не меняет- петрофизические характеристики пласта, а изменяет только состав подвижных пластовых флюидов. Следовательно, можно принять неизменными проницаемость, пористость и нефтенасыщенность пласта, а распределение пластовых флюидов считать изменяющимся в прискважинной зоне. Это подтверждают данных повторных измерений, на которых видно изменение характеристик прискважинной зоны как результат перераспределения подвижных пластовых флюидов.

Именно повторные измерения позволяют подробно изучить явления, происходящие в пласте в процессе бурения и сопровождающих его работ в скважине. Первое по времени измерение соответствует наименьшему гидродинамическому воздействию на пласт, поэтому по его данным точнее определяется УЭС неизменённой части пласта. Поскольку сопротивление неизменённой части пласта не меняется при последующих измерениях, то этот параметр фиксируется при подборе для всех остальных измерений, тем самым для повторных измерений количество варьируемых параметров уменьшается. Многократные измерения позволяют проследить эволюцию зоны проникновения во времени, создать динамический образ объекта - вскрытого скважиной коллектора.

На основе разработанной в диссертации методики выполнена обработка повторных измерений ВИКИЗ и БКЗ в вертикальных скважинах № 1, 2, 3 (номера условные) Когалымского месторождения и скважине № 4 Русскинского месторождения. Показано, что построенная электрогидродинамическая модель адекватно с гидродинамических позиций описывает эволюцию зоны проникновения на основных этапах работ в скважине и удовлетворяет комплексу электрических и электромагнитных измерений. В работе выделены стадии проникновения фильтрата бурового раствора в коллектор, соответствующие активным и пассивным процессам (бурение, циркуляция, гидростатика, отбор керна). Показана эффективность методики для обработки данных многократного каротажа.

Актуальность исследования.

Актуальность работы определяется важностью разработки новых методов оценки фильтрационно-ёмкостных параметров пластов-коллекторов, в первую очередь, проницаемости, по данным электрического и электромагнитного каротажа. Стандартные методики подсчёта запасов и определения фильтрационно-ёмкостных свойств пластов-коллекторов основаны на анализе связи данных, полученных при изучении взятого из скважин керна, и данных геофизических исследований. Отбор керна довольно трудоёмкая операция и требует значительного времени. Заключения, сделанные по керну и по ГИС, также не всегда сопоставимы из-за разных масштабов исследований, неполного выноса керна и погрешностей в его привязке. Оценки пористости, проницаемости, водонасыщенности по геофизическим измерениям и данным ГТИ получаются более оперативно. При наличии опыта совместной геофизической и гидродинамической интерпретации и многократных измерений, реально отражающих динамику процессов в зоне влияния скважины, появляется возможность создания более надёжного и оперативного метода оценки фильтрационно-ёмкостных параметров пласта, что во все времена являлось актуальной и первоочередной задачей ГИС. Применение такой методики на практике даёт возможность также оперативно уточнять параметры пластов-коллекторов, в первую очередь, песчано-глинистых.

Цель исследования - повышение достоверности интерпретации скважинных геофизических измерений, улучшение качества и надёжности определения фильтрационно-ёмкостных свойств путем построения комплексной электрогидродинамической модели на основе данных многократных геофизических и геолого-технологических измерений.

Задача исследования - создать методику комплексной обработки и интерпретации данных повторных электромагнитных измерений в скважине и методику определения гидрофизических параметров пласта на основе электрогидродинамического моделирования.

Защищаемые научные результаты:

1. Построенная на основе комплексной геоэлектрической и гидродинамической интерпретации данных повторных наблюдений в скважинах Когалымского месторождения с учётом результатов ГТИ электрогидродинамическая модель околоскважинного пространства корректно описывает эволюцию зоны проникновения и удовлетворяет комплексу электрических и электромагнитных измерений.

2. Согласованная электрогидродинамическая модель околоскважинного пространства позволяет определять фильтрационно-ёмкостные параметры пластов по данным многократных скважинных измерений методами ВИКИЗ и БКЗ без петрофизических зависимостей, определяемых на керне.

3. Теоретически, на основе математического моделирования гидродинамических процессов в прискважинном пространстве, обосновано, что при концентрации солей в буровом растворе, превосходящей таковую в пластовом флюиде, радиальный профиль УЭС может быть только монотонно возрастающим.

Научная новизна и личный вклад

Предложена методика определения гидрофизических параметров пласта на основе данных повторных электрических и электромагнитных исследований в скважине, ГТИ и комплексной электродинамической модели без использования данных измерений на керне.

На основе предложенной методики выполнена комплексная геофизическая и гидродинамическая интерпретация данных повторных измерений в скважинах Когалымского месторождения.

Выделены стадии проникновения фильтрата бурового раствора в коллектор, соответствующие активным и пассивным процессам (бурение, циркуляция, гидростатика, отбор керна). Показано, что построенная электрогидродинамическая модель корректно описывает эволюцию зоны проникновения на основных этапах работ в скважине и удовлетворяет комплексу электрических и электромагнитных измерений.

На основе анализа известных моделей электропроводности двухкомпонентных сред обоснован выбор соотношения, ранее предложенного в работе [24], параметров гидродинамической модели - пористости, водонасыщенности, солёности пластовой жидкости, и геоэлектрического параметра - УЭС. Выбранное нами соотношение, обобщающее формулу Арчи [62, 63], может эффективно использоваться в широком классе моделей терригенных коллекторов, вскрываемых скважинами с пресным и солёным глинистым буровым раствором, что показано на многочисленных конкретных примерах.

Созданная на основе предложенной в диссертационной работе методики электрогидродинамическая модель прискважинного пространства даёт возможность определения не только пористости и водо-нефтенасыщенности, но и оценки «динамического» параметра -проницаемости. Для изучаемых скважин была проведена оценка проницаемости пластов по результатам гидродинамического моделирования, без привлечения данных измерений на керновом материале. Полученные значения согласуются со значениями, взятыми из заключений сервисных компаний, определённых по всему комплексу ГИС с использованием результатов исследований кернового материала.

Предложена и программно реализована схема расчёта профилей радиального распределения удельного электрического сопротивления для разных соотношений солёности бурового раствора и пластового флюида. На основе математического моделирования обоснован вывод о характере радиального профиля УЭС при сильно проводящем буровом растворе. Выполнена комплексная электрогидродинамическая интерпретация для данных ВИКИЗ по скважине Русскинского месторождения, полученных при использовании сильнопроводящего бурового раствора.

Апробация работы:

1. Международный научный конгресс «ГЕО-Сибирь-2008». 22-24 апреля 2008 г., Новосибирск. «Оценка параметров пласта по данным повторных измерений в скважине».

2. Научно-практическая конференция «Геомодель-2008». 21-26 сентября 2008, Геленджик. «Распределение электропроводности в околоскважинном пространстве при различных солёностях бурового раствора».

3. Международная конференция «Математические методы в геофизике - ММГ-2008». 13-15 октября 2008, Новосибирск. «Интерпретация диаграмм зондов ВИКИЗ и БКЗ на основе 2D математического моделирования».

4. II Международная геолого-геофизической конференция и выставка «К эффективности через сотрудничество». 2-5 марта 2009, Тюмень. «Интерпретация данных повторных электромагнитных измерений в скважине и оценка гидрофизических параметров пласта».

5. Международный научный конгресс «ГЕО-Сибирь-2009». 20-24 апреля 2009 г., Новосибирск. «Методика комплексной обработки данных повторного электрического и электромагнитного каротажа».

6. Международный научный конгресс «ГЕО-Сибирь-2009». 20-24 апреля 2009 г., Новосибирск. «Верификация моделей околоскважинного пространства на основе синтетических двумерных диаграмм ВИКИЗ и БКЗ».

По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе: 3 статьи в ведущих российских рецензируемых научных журналах, определённых ВАК, 6 публикаций в трудах и материалах научных конференций.

Благодарности. Автор благодарен д.ф.-м.н. А.А. Кашеварову за содержательные и плодотворные обсуждения, предоставленные программы и большую помощь при выполнении работы.

Автор благодарит ЗАО "Лукойл-АИК" и лично В.Ю. Матусевича, ОАО «Сургутнефтегаз» и НПП ГА «Луч» за предоставленные материалы.

Соискатель выражает благодарность д.т.н. Ю.Н. Антонову, к.г.-м.н. Л.М. Дорогиницкой, к.т.н. Н.А. Голикову, к.ф.-м.н. Н.К. Корсаковой, к.г.-м.н. М.А. Павловой и д.ф.-м.н. В.И. Пеньковскому за обсуждения и сотрудничество. Автор благодарен к.ф.-м.н. В.Н. Глинских, к.т.н. А.Ю. Соболеву, к.ф.-м.н. И.В. Суродиной за предоставленные программы и внимание к работе.

Автор глубоко признателен научному руководителю д.т.н. И.Н. Ельцову за ценные идеи, постоянное внимание к работе, участие и поддержку.

Автор глубоко благодарен академику РАН М.И. Эпову, оказавшему большое влияние на формирование научных взглядов соискателя.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Нестерова, Галина Владимировна

Выводы, сделанные при комплексной интерпретации данных по скважине № 1, в которой имелись представительные данные ГИС, позволяющие подробно изучить эволюцию зоны проникновения, были проверены для двух других скважин, в которых были проведены двукратные измерения ВИКИЗ и БКЗ. Оказалось, что при практическом применении методики вполне достаточно двух разновременных каротажей. Поскольку процессы фильтрации существенно нелинейны, то два измерения необходимы для хорошей настройки гидродинамической модели, что в свою очередь улучшает точность определения фильтрационно-ёмкостных параметров пластов. В скважине с условным номером 2 первое зондирование было проведено через 5 часов после окончания разбуривания целевого пласта. Повторный каротаж методом ВИКИЗ был проведен сразу же после окончания первого измерения (примерно через 45-50 минут). Поэтому каротажные кривые отличаются мало (рис. 33). Совместная интерпретация показала незначительное изменение зоны проникновения. Результаты интерпретации (распределение УЭС в прискважинной зоне) приведены в табл. 8 и на рис. 34.

Кажущееся сопротивление, Ом-м. Зонд 0.5 м. Кажущееся сопротивление, Ом-м. Зонд 2.0 м.

0 10 20 30 40 0 10 20 30 40

1 измерение

2 измерение

Рис. 33. Диаграммы зондов ВИКИЗ для двух времён измерений, скважина № 2. а) зонд 0.5 м, б) зонд 2.0 м.

Кажущееся сопротивление, Ом-м О 10 20 30

2456

2496

Зона проникновения Окаймляющая зона

Пласт

0 0.5 1

Расстояние от скважины, м

Рис. 34. Модель УЭС прискважинной зоны для скважины №2. а) УЭС для зоны проникновения, окаймляющей зоны и пласта; б) Расстояние от скважины границ зон.

Геоэлектрическая интерпретационная модель по показаниям зондов ВИКИЗ и БКЗ в скважине № 2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе соискателем предложены новые методики интерпретации данных повторных электрических (БКЗ) и электромагнитных (ВИКИЗ) изменений в скважине и определения гидрофизических параметров пласта, основанные на комплексном поэтапном анализе данных геофизических и геолого-технологических исследований. На основе разработанной методики выполнена обработка данных повторных измерений ВИКИЗ и БКЗ в вертикальных скважинах Когалымского и Русскинского месторождений. Показано, что построенная электрогидродинамическая модель прискважинной зоны с гидродинамических позиций корректно описывает эволюцию зоны проникновения на основных этапах работ на скважине и удовлетворяет комплексу электрических и электромагнитных исследований.

На основе анализа моделей электропроводности двухкомпонентных сред, предложенных различными авторами, обоснован выбор соотношения параметров гидродинамической модели - пористости, водонасыщенности, солёности пластовой жидкости, с геоэлектрическим параметром - УЭС. На конкретных примерах показано, что такая форма соотношения может эффективно использоваться в широком классе моделей терригенных коллекторов, вскрываемых скважинами с пресным и солёным глинистым буровым раствором.

Соискателем предложена и программно реализована схема расчёта профилей удельного электрического сопротивления для разных соотношений солёности бурового раствора и пластового флюида. Теоретически обоснован вывод о характере радиального профиля распределения УЭС при использовании сильнопроводящего бурового раствора. Методика совместной интерпретации применена соискателем для обработки данных измерений в скважине Русскинского месторождения, пробуренной на сильнопроводящем буровом растворе.

Соискателем показана возможность установить зависимость между измеряемыми в скважине электрическими и электромагнитными характеристиками электромагнитных полей и фильтрационно-ёмкостными свойствами среды, окружающей пробуренную скважину, без дополнительного анализа керна, за счёт наличия многократных измерений, отражающих эволюцию зоны проникновения, и комплексирования методов анализа данных. Это позволяет проводить оценку фильтрационно-ёмкостных характеристик пластов по геофизическим измерениям в скважине и геолого-технологическим данным.

Практическое применение разработанной методики может иметь экономический эффект, особенно на разведочных скважинах, где возможно проведение повторных наблюдений в оптимальные моменты времени. Затраты на проведение оценки параметров пласта, использующие предложенную методику, меньше по сравнению с традиционными методиками, использующими отбор и анализ керна. Существенно выше и оперативность получения оценок.

Соискателем разработаны программы расчета эффективной электропроводности по различным петрофизическим моделям гетерогенных сред, программы пересчёта распределения УЭС для разных концентраций солей в буровом растворе, программы оценки проницаемости по результатам гидродинамического моделирования, программы детализации радиального профиля УЭС.

Поскольку при определении проницаемости ключевую роль играет определение объёма фильтрата бурового раствора, проникающего в пласт, то уточнение этой характеристики приведёт и к повышению точности определения проницаемости. С этой целью предполагается включить в двумерную модель модуль, описывающий переток флюида из плохо проницаемого в соседние хорошо проницаемые прослои, использовать более сложную модель глинистой корки. Возможность выбора оптимального времени повторных измерений в скважине, которое можно оценивать заранее, используя предлагаемую методику, улучшит результаты оценки параметров пласта.

Основные усилия в дальнейшей работе предполагается направить на подбор и применение в изложенной схеме комплексной интерпретации более сложных петрофизических моделей электропроводности гетерогенных сред. Использование моделей, учитывающих поверхностную электропроводность, сильно влияющую на показания зондов ВИКИЗ, может улучшить согласование данных ВИКИЗ и БКЗ и результаты интерпретации в целом.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Нестерова, Галина Владимировна, Новосибирск

1. Антонов Ю.Н., Кривопутский B.C. Моделирование радиального градиента электропроводности в задачах каротажа // Геология и геофизика. - 1980. - № 8. - С. 96-101.

2. Антонов Ю.Н, Эпов М.И. Каюров К.Н. Практика ВИКИЗ в горизонтальных скважинах с солевыми биополимерными растворами // Каротажник. 2006. - № 9. - С. 3-21.

3. Антонов Ю.Н, Эпов М.И. Каюров К.Н. Теоретическое моделирование ВИКИЗ в горизонтальных скважинах с солевыми растворами // Каротажник. 2007. - № 1. - С. 36-51.

4. Амикс Дж., Бас Д., Уайтинг Р. Физика нефтяного пласта. М.: Гостоптехиздат, 1962. - 562 с.

5. Вейнберг А.К. Магнитная проницаемость, электропроводность, диэлектрическая проницаемость и теплопроводность среды, содержащей сферические и эллипсоидальные включения // Доклады Академии наук СССР. 1966. - Т. 169. - № 3. - С. 543546.

6. Власов А.А., Малеева Л.В., Пудова М.А., Ельцов И.Н. Система комплексной интерпретации каротажных данных EMF PRO // Материалы VI международного научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2008». Новосибирск: СГТА, 22-24 апреля 2008 г. - С. 132-137.

7. Глинских В.Н. Многомерное моделирование диаграмм электромагнитного и индукционного каротажа // Геофизический вестник. 2001. - № 10. - С. 11-14.

8. Гуфранов М.Г. О динамике изменения свойств породы в прискважинной области // Каротажник. 2000. - Вып. 77. - С. 75-79.

9. Дахнов В.Н. Геофизические методы определения коллекторных свойств и нефтегазонасыщения горных пород. М.: Недра. - 1985. - 310 с.

10. Дашевский Ю.А., Суродина И.В., Эпов М.И. Квазитрехмерное математическое моделирование диаграмм неосесимметриных зондов постоянного тока в анизотропных средах // Сибирский журнал индустриальной математики. Т. 5.-№3.-2002.-С. 76-91.

11. Дворецкий П.И., Ярмахов И.Г. Проблемы фильтрации и электродинамики при геофизических исследованиях горизонтальных нефтяных скважин // Доклады Академии Наук. 1995. - Т. 343. - № 5. - С. 684-686.

12. Дорогиницкая JI.M., Дергачёва Т.Н. и др. Количественная оценка добывных характеристик коллекторов нефти и газа по петрофизическим данным и материалам ГИС. Томск: SST. -2007.-277 с.

13. Екимова О.А., Соболев А.Ю., Ельцов И.Н. Инверсия данных электромагнитного каротажа в классе моделей с непрерывным распределением УЭС // Каротажник. 2008. -№2.-С. 53-58.

14. Ельцов И.Н., Кашеваров А.А., Эпов М.И. Обобщение формулы Арчи и типы радиального распределения удельного электрического сопротивления в прискважинной зоне // Геофизический вестник. 2004. - №7. - С. 9-14.

15. Ельцов И.Н., Эпов М.И., Кашеваров А.А. Комплексная геоэлектрическая и гидродинамическая модель зоны проникновения // Геофизический вестник. 2004. - № 4. - С. 13-19.

16. Ельцов И.Н., Эпов М.И., Кашеваров А.А. Новый системный подход к интерпретации данных ГИС и ГТИ на основе комплексных геофизических и гидродинамических моделей // Технологии ТЭК. 2005. - №5. - С. 12-19.

17. Кашеваров А.А., Ельцов И.Н., Эпов М.И. Гидродинамическая модель формирования зоны проникновения при бурении скважин // Прикладная механика и техническая физика. 2003. -Т. 44.-№6.-С. 148-157.

18. Кобранова В.Н. Физические свойства горных пород. М.: Гостоптехиздат, 1962. - 378 с.

19. Мартаков С.В., Эпов М.И. Прямые двумерные задачи электромагнитного каротажа // Геология и геофизика. 1999. -Т. 40.-№2.-С. 249-254.

20. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 8: Электродинамика сплошных сред. - М.: Наука, 1992. - 3-е изд. - 664 с.

21. Лукьянов Э.Е. Расширение методических возможностей ГТИ // Каротажник. 2008. - № 5. - С. 42-59.

22. Меркулов В.П., Посысоев А.А. Оценка пластовых свойств и оперативный анализ каротажных диаграмм. Томск: STT, 2004. -159 с.

23. Нестерова Г.В., А.А. Кашеваров, И.Н. Ельцов. Эволюция зоны проникновения по данным повторного каротажа и математического моделирования // Каротажник. 2008. — № 1. -С. 52-68.

24. Нестерова Г.В., Кашеваров А.А., Ельцов И.Н. Моделирование проникновения сильнопроводящего бурового раствора в пласт. Каротажник. 2008. -№ 9. - С. 45-60.

25. Нестерова Г.В. Математические модели электропроводности двухкомпонентных сред и формула Арчи (по материалам публикаций) // Каротажник. -2008. -№ 10. -С. 81-101.

26. Нестерова Г.В., Кашеваров А.А., Ельцов И.Н. Оценка параметров пласта по данным повторных измерений в скважине. // Материалы VI международного научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2008». Новосибирск: СГГА, 22-24 апреля 2008 г. - С. 186-189.

27. Нестерова Г.В., Суродина И.В. Верификация моделей околоскважинного пространства на основе синтетическихдвумерных диаграмм ВИКИЗ и БКЗ // Международный научный конгресс «ГЕС)-Сибирь-2009». Новосибирск: СГГА, 20-24 апреля 2009 г. - С. 65-68.

28. Нестерова Г.В., Ельцов И.Н., Кашеваров А.А. Методика комплексной обработки данных повторного электрического и электромагнитного каротажа // Международный научный конгресс «ГЕО-Сибирь-2009» . Новосибирск: СГГА, 20-24 апреля 2009 г. - С. 60-64.

29. Овчинников И.К. Теория электроразведки квазистационарным током и применение её к поискам слабопроводящих руд. Тр. Всесоюзн. н.-и. инст. разведочной геол. . - 1950. -№ 3. - С. 33.

30. Оделевский В.И. Расчёт обобщённой проводимости гетерогенных систем // ЖТФ . 1951. - Т.21, № 6. - С. 667677.

31. Ожован М.И., Дмитриев И.Е., Батюхнова О.Г. Фрактальная структура пор глинистого грунта // Атом, энергия. 1993. - Т. 74. -№ 3. - С. 256-258.

32. Пирсон С.Д. Учение о нефтяном пласте. М: Гостоптехиздат, 1961. -579 с.

33. Пирсон С.Д. Справочник по интерпретации данных каротажа. -М.: Недра, 1966, 412 с.

34. Поляков Е.А. Исследование электрического сопротивления и плотности водных растворов солей при высоких давлениях и температурах // Прикладная геофизика. М.: Недра, 1965. -вып. 41.-С. 163-181.

35. Попов С.Б., Ярмахов И.Г. Влияние зоны проникновения фильтрата полимерной промывочной жидкости на результатыиндукционного каротажа // Каротажник. 2005. - № 1. - С. 101-109.

36. Романов В.Г., Кабанихин С.И. Обратные задачи . -М.: Наука, 1991.-303 с.

37. Семёнов А.С. Влияние структуры на удельное сопротивление агрегатов // Материалы ВСЕГЕИ, Геофизика. 1948. -№ 12. -С. 43-61.

38. Табаровский JI.A., Эпов М.И., Сосунов О.Г. Оценка разрешающей способности электромагнитных методов и подавление помех в системах многократного наблюдения (теория, алгоритмы, программы). Новосибирск: Препринт ИГиГ СО АН СССР. - 1985. -№ 7. -48 с.

39. Технология исследования нефтегазовых скважин на основе ВИКИЗ. Методическое руководство / Ельцов И.Н., Жмаев С.С., Петров А.Н. и др. / под ред. М.И. Эпова, Ю.Н. Антонова. -Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН. -2000. 121 с.

40. Федер Е. Фракталы. -М.: Мир, 1991.-261 с.

41. Хабаров А.В., Фёдоров П.К. Методика определения проницаемости по данным ГИС с учётом типизации пород-коллекторов // Каротажник. 2006. - № 5. - С. 77-83.

42. Шнурман И.Г. Определение фазовой проницаемости терригенных коллекторов по материалам геофизических исследований Электронный ресурс. // Материалыконференции «Геомодель 2008». Геленжик, 21-26 сентября 2008.-4 е.- 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

43. Элланский М.М. Петрофизические связи и комплексная интерпретация данных промысловой геофизики. М.: Недра, 1978.-215 с.

44. Элланский М.М., Еникеев Б.Н. Использование многомерных связей в нефтегазовой геологии. -М.: «Недра», 1991. -205 с.

45. Элланский М.М. Петрофизические основы комплексной интерпретации данных геофизических исследований скважин. -М.: Изд. ГЕРС, 2001.-229 с.

46. Эпов М.И., Глинских В.Н. Быстрое двумерное моделирование высокочастотного электромагнитного поля для задач каротажа. // Геология и геофизика. 2003. - Т. 44. -№9.-С. 942-952.

47. Эпов М.И., Никитенко М.Н. Система одномерной интерпретации данных высокочастотных индукционных каротажных зондирований // Геология и геофизика. 1993. -№2.-С. 124-130.

48. Эпов М.И., Ельцов И.Н., Кашеваров А.А., Соболев А.Ю., Ульянов В.Н. Эволюция зоны проникновения по данным электромагнитного каротажа и гидродинамического моделирования // Геология и геофизика. 2004. - Т. 45. - № 8. -С. 1031-1042.

49. Ярмахов И.Г., Попов С.Б. Комплексный метод гидродинамики околоскважинного пространства и индукционного диэлектрического каротажа при изучении нефтегазовых скважин // Каротажник. 2003, вып. 110. - С. 63-82.

50. Alpak F. О., Habashy Т. M., Torres-Verdm С., Dussan E.B. Joint inversion of Transient-Pressure and Time-lapse electromagnetic Logging Measurements // Petrophysics. 2004. -V. 45.-No 3.-P. 251-267.

51. Alpak F. O., Torres-Verdm C., Habashy Т. M. Petrophysical inversion of borehole array-induction logs: Part I — Numerical examples // Geophysics. 2006. - V. 71. - No. 4. - P. F101-F119.

52. Antonov Yu.N., Epov M.I, Kayurov K.N. Electical measurements in horizontal boreholes with saline biopolimer drilling mud (positive and negative aspects) // DEW Journal. 2007. -September. - P. 37-42.

53. Archie G.E. The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics // Transactions of the AIME. 1942. -V. 146.-P. 54-62.

54. Archie G.E. Classification of carbonate reservoir rocks and petrophysical considerations // Bulletin of the American Association of Petroleum Geologists. 1952. - V. 36. - P. 278298.

55. Bale H.D., Schmidt P.W. Small-angle x-ray-scattering investigation of submicroscopic porosity with fractal properties // Physical Review Letters. 1984. -V. 53. - No 6. - P. 596-599.

56. Balossino P., Pampuri F., Bruni C., Ebzhasarova K. An integrated approach to obtain reliable rermeability profiles from logs in a carbonate reservoir // SPE Reservoir Evaluation & Engineering. -2008. V. 11. - No 4. - P. 726-734.

57. Barak P., Seybold C.A., McSweeney. Self-similitude and fractal dimension of sand grains // Soil Science Socicty of America Journal. 1996. -V. 60. - P. 72-76.

58. Bigalke J. Investigation of conductivity of random networks // Physica A. 1999. -V. A 272 - P. 281-293.

59. Bussian A.E. Electrical conductance in a porous medium // Geophysics. 1983. -V. 48. - No 9. - P. 1258-1268.

60. Costa E.F., Moraes F. F., Loures L.G. An automatic porosity and saturation evaluation based on inversion of multiple well logs // Petrophysics. -2008. V. 49. - No 3. - P. 261-270.

61. Dasgupta R., Roy S., Tarafdar S. Correlation between porosity, conductivity and permeability of sedimentary rocks a ballistic deposition model // Physica A. - 2000. - V. A275. - P. 22-32.

62. Dresser Atlas Inc. Well Logging and Interpretation Techniques, Chap. 3. Dressier Industries, USA. - 1982.

63. Epov M.I., Yeltsov I.N., Kashevarov A.A. Integrated Resistivity and Invasion Model of Invaded Zone // Petrophysics. 2004. -Vol. 46.-No 2.-P. 198.

64. Gill P.E., Murray, W., Wright, M.H. Practical Optimization. -Academic Press, London, 1981. -346 c.

65. Glover P.W.J., Hole M.J., Pous J. A modified Archie's law for two conducting phases // Earth and Planetary Science Letters. 2000. - V. 180. - No 3-4. - P. 369-383.

66. Holwech I., Nost B. Dielectric dispersion measurements of solt -water saturated porous glass // Physical Review B. - 1989. - V. 39.-P. 12 845-12 852.

67. Jonas M., Scopper J.R., Schon J.H. Mathematical-physical reappraisal of Archie's first equation on the basis of a statistical Network Model // Transport in Porous Media. 2000. - V. 40. - P. 243-280.

68. Katz A.J., Thompson A.H. Fractal sandstone pores: Implications for conductivity and pore formation // Physical Review Letters. -1985.-V. 54.-No 12.-P. 1325-1328.

69. Krohn C.E. Sandstone fractal and Euclidian pore volume distributions. Journal of Geophysical Research. 1993. - V. B4. -P. 3286-3296.

70. Krohn C.E. Fractal measurements of sandstones, shales and carbonates. Journal of Geophysical Research. 1993. - V. B4. - P. 3297-3305.

71. Kuijjper A., Sandor R.K., Hofman J.P., Waal J.A. Conductivity of two-component systems // Geophysics. 1996. - Vol. 6. - No 1. -P. 162-168.

72. Li S., Shen L.C. Dynamic invasion profiles and time-lapse electrical log Электронный ресурс. // SPWLA 44th Annual Logging Symposium. 2003. - P. 1-13. - Режим доступа: http://www.spwla.org/cgi-bin/shop.pl?choice=display;itemid=2603.

73. Loures L.G.C.L. and Moraes F. S. Porosity inference and classification of silicaclastic rock from multiple data sets // Geophysics. V. 71. - No 5. - P. 65-76.

74. Mendelson K., Cohen M.H. The effect of grain anisotropy on the electrical properties of sedimentary rocks // Geophysics. 1982. -V. 47.-P. 257-263.

75. Nigmatullin, R.R., Dissado, L.A., Soutougin, N.N. A Fractal Pore Model for Archie's Law in Sedimentary Rocks // Journal of Physics D: Applied Physics. 1992. - Vol. 25. - P. 32-37.

76. Nelder, J.A., Mead R. A simplex method for function minimization // Computer Journal. 1965. - V. 7. - P. 308-313.

77. Ramakrishnan T.S., Wilkinson DJ. Formation producibility and fractinal flow curves from radial resistivity variation caused by drilling fluid invasion // Physics of Fluids. 1997. - V. 9. - No 4. -P. 833-844.

78. Revil A., Glover P.WJ. Nature of surface electrical conductivity in natural sands, sandstones, and clays // Geophysical Research Letteres. 1998. - V. 25. - No 5. - P. 691-694.

79. Roy S., Tarafdar S. Archie's law from a fractal model for porous rocks // Physical Review B. 1997. - V.55. - P. 8038-8041.

80. Sauer V.C. Jr., Southwick H.F., Wyllie M.R.J. Electrical conductance of porous plug // Industrial Engineering Chemistry. -1955. V. 47. - P. 2187-2193.

81. Schlueter E.M., Zimmerman R.W., Witherspoon P.A., Cook N.G.W. The fractal dimension of pores in sedimentary rocks and its influence on permeability // Engineering Geology. 1997. - V. 48, No 3-4.-P. 199-215.

82. Schwartz L.M. Effective medium theory of electrical conduction in two-component anisotropic composites // Physica A. 1994. -V. 207.-P. 131-136.

83. Sen P.N., Scala C., Cohen M.H. A self-similar model for sedimentary rocks with applications to the dielectric constant of fused glass beads // Geophysics. 1981. - V. 46. - No 5. - P. 781795.

84. Sen P.N. Grain shape effects on dielectric electrical properties of rocks // Geophysics. 1984. - V. 49. - No 5. - P. 586-587.

85. Sen D., Mazumder S., Tarafdar S. Pore morphology and pore surface roughening in rocks: a small-angle neutron scattering investigation // Journal of Materials Science. 2002. - V. 37. - P. 941-947.

86. Stratton J.A. Electromagnetic theory. New York: McCraw-Hill Book Co, Inc. 1941.

87. Tobola D.P., Holditch S.A. Determination of reservoir permeability from repeated induction logging // SPE Formation Evaluation. 1991. - March. - P. 20-26.

88. Torres-Verdfn C., George B.K., Delshad M., Sigal R., Zouioeche F., Anderson B. Assesment of IN-Situ Hydrocarbon Saturation in the Presence of Deep Invasion and Highly Saline Connate Water // Petrophysics. 2004. - V. 45. - No 2. - P. 141156.

89. Torres-Verdin C., Alpak F. O., Habashy Т. M. Petrophysical inversion of borehole array-induction logs: Part II — Field data examples // Geophysics. 2006. - V. 71. - No. 5. - P. G261-G268.

90. Tsallis C., Curado E.M.F., Desouza M.D., Elias V.L., Bettini C. Scuta M.S. Beer R. Generalized Archie Law Application to Petroleum Reservoirs // Physica A. - 1992. - V. 191. - No 1-4. -P. 277-283.

91. Wong P.Z., Koplik J. and Tomanic J.P. Conductivity and permeability of rocks // Physical Review B. 1984. - V. 30. - № 11.-P. 6606-6614.

92. Worlington P.F. Petrophysical type curves for identifying the electrical character of petroleum reservoirs // SPE Reservoir Evaluation & Engineering. 2007. - P. 711-729.

93. Yao C.Y., Holditch S.A. Reservoir permeability estimation from time-lapse log data // SPE Formation Evaluation. 1996. -V. 11.-P. 69-74.

94. Yonezava F., Cohen V.Y. Granular effective medium approximation // Journal of Applied Physics. 1997. - V. 54. - P. 2895-2899.

95. Zhang J-h., Hu Q., Liu Z-h. A method to evaluate reservoirs and estimate saturation by dynamic responses of dual-induction logging tools // Journal Petroleum Science Engineering. 1998. -V. 19.-P. 233-240.

96. Zhang J-h., Hu Q., Liu Z-h. Estimation of true resistivity and water saturation with a time-lapse induction logging method // The Log Analyst. 1999. - V. 40. - No 2. - P. 138-148.