Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Повышение эффективности комплекса ГИС при изучении сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского нефтегазового месторождения

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности комплекса ГИС при изучении сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского нефтегазового месторождения"

На правах рукописи

ХЭ ЧАНЧУНЬ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСА ГИС ПРИ ИЗУЧЕНИИ СЛОЖНОПОСТРОЕННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ШЭНЛИСКОГО НЕФТЕГАЗОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ВОСТОЧНЫЙ КИТАЙ)

Специальность 25 00 10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата

геолого-минералогических наук

□03070293

Москва - 2007

003070293

Работа выполнена на кафедре геофизических методов исследования земной коры геологического факультета Московского Государственного Университета им МВ Ломоносова

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук,

профессор Вадим Александрович Богословский

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук,

профессор Алексей Алексеевич Никитин

кандидат геолого-минералогических наук доцент Андрей Викторович Ершов

Ведущая организация ООО «Нефтегазгеофизика»

Защита состоится 23 мая 2007 года в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д501 001 64 при Московском государственном университете им МВ Ломоносова по адресу 119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, зона «А», аудитория 308

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ (ГЗ МГУ, зона «А», 6-й этаж) Автореферат разослан «16» апреля 2007 г Ученый секретарь

диссертационного совета ^ Б А Никулин

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

В настоящий момент бурное развитие экономики Китая неразрывно связано с увеличением потребления углеводородного сырья В 2005 г годовая добыча нефти трёх мощных месторождений на востоке Китая составила половину от общего объема добычи в стране Такая добыча не обеспечивает сегодняшние потребности

Сегодня все нефтегазовые залежи относительно простого строения в Цзиянском бассейне (Шэнлиское месторождение) полностью разведаны, причем обводненность старых месторождений превышает 90% Все больше нефти и газа приходится извлекать из скрытых залежей По статистическим данным, относительная доля разведанных запасов скрытых залежей только раннего миоцена увеличилась с 20% в 1985-1990 годы до 60% в 1995-2000 годы, а в настоящее время превышает 70% от общих разведанных запасов

Обычно коллекторы скрытых залежей являются сложнопостроенными При их изучении возможности традиционных методов геофизических исследований скважин (ГИС) ограничены Это обусловливает необходимость включения в комплекс ГИС новых высокоинформативных методов - ядерно-магнитного каротажа (ЯМК), эпекгрического и акустического сканеров, которые позволяют повысить достоверность и расширить круг решаемых геолого-геофизических задач Цель работы

Разработка целевого комплекса ГИС, включающего методы ЯМК, сканеров и традиционного каротажа, с целью повышения эффективности изучения сложно-построенных терригенных (песчаники, конгломераты), карбонатных и магматических пород - коллекторов Шэнлиского нефтегазового месторождения Восточного Китая Основные задачи исследования

Разработка априорных физико-геологических моделей терригенных, карбонатных и магматических коллекторов Шэнлиского месторождения

Разработка методики определения коллекторских свойств сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения по данным метода ЯМК

Построение интерпретационных моделей для геологического истолкования данных электрического и акустического сканеров при изучении седиментологических, тектонических и фильтрационно-емкостных характеристик разреза Шэнлиского месторождения

Разработка рекомендаций по составу и условиям применения целевого компле

з

ГИС для повышения геологической и экономической эффективности изучения сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения Защищаемые положения

Сложнопостроенные коллекторы Шэнлиского месторождения могут быть разделены на пять априорных физико-геологических моделей (ФГМ), соответствующих различным литологическим, фильтрационно-емкостным и тектоническим характеристикам

При изучении Шэнлиского месторождения высокая информативность и достоверность оценки коллекторских параметров по данным ЯМК является петрофизическим обоснованием для исследования сложнопостроенных коллекторов Полученная зависимость между ртутным капиллярным давлением и распределением времени поперечной релаксации Т2 позволяет количественно определять размеры порового пространства песчано-глинистых пород, как на образцах керна, так и в коллекторах, выделяемых в разрезе скважин

Совместное применение методов ЯМК, электрического и акустического сканеров позволяет получать детальную информацию о литологическом составе, структуре порового пространства, седиментационных и тектонических особенностях сложно-построенных коллекторов Шэнлиского месторождения,

Геолого-экономическая эффективность изучения терригенных, карбонатных и магматических коллекторов Шэнлиского месторождения может быть повышена за счет включения в целевой комплекс ГИС новых методов, состав и условия применения целевого комплекса необходимо выбирать в соответствии с априорными ФГМ сложнопостроенных коллекторов Научная новизна

Впервые проведена классификация сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения и предложены 5 соответствующих ФГМ

Обоснована аналитическая зависимость между капиллярным давлением и распределением времени поперечной релаксации Т2 для количественной оценки структуры порового пространства песчано-глинистых пород Шэнлиского месторождения

Практически обоснованы возможности метода ЯМК при оценке сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения

Предложены интерпретационные модели для геолого-геофизического истолкования данных сканеров и разработана методика интерпретации терригенных, карбонатных и магматических коллекторов Шэнлиского месторождения

Предложен целевой комплекс ГИС для изучения разрезов скважин в соответствии с разработанной классификацией сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения Практическая значимость

Выполненные при участии автора исследования широко внедрены в практику нефтеразведочных работ С 2000 года при использовании разработанных автором новых технологий разведки количество поисковых и разведочных скважин Шэнлиского месторождения, удачно вскрывших продуктивные нефтегазовые залежи, увеличилось почти на 20% Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 статей на китайском и русском языках Апробация работы

Основные положения и результаты работы представлялись на 12-м Всекитайском симпозиуме «Технология ГИС» (Дунинь, 2001), на научной конференции «Новые технологии изображения» корпорации СИНОПЕК (Пекин, 2002), и на многих семинарах, проводимых этой корпорацией для подготовки специалистов и администраторов Шэнлиского административного бюро и других компаний (с 1998 по 2003 гг) Объём работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 115 страниц текста, 83 рисунка, 20 таблиц Библиография содержит 73 наименований Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность всем своим коллегам, помогавшим в сборе и первичной обработке геолого-геофизических материалов, а также своему научному руководителю и консультантам, давших много ценных советов по теме диссертации

доктору геолого-минералогических наук, профессору В А Богословскому, кандидату физико-математических наук А А Никитину,

директору Центра обработки и интерпретации данных ГИС Шэнлиской каротажной компании СИНОПЕК Чжу Люфану

Автор благодарит также своих коллег, преподавателей геологического факультета и русского языка, обеспечивших редакцию материалов диссертации и сделавших много конструктивных замечаний

Автор благодарит свою жену и дочку за крепкую поддержку во время обучения в России

Содержание работы

Введение

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цель работы и основные задачи исследования, изложена практическая значимость полученных результатов

Глава 1. Геологическое строение Шэнлиского месторождения нефти и газа

Шэнлиское месторождение нефти и газа расположено на суше и в акватории Бохайского залива восточного Китая По названию геологической структуры Шэнлиское месторождение нефти и газа называется также Цзиянским бассейном Оно является типичным кратоническим терригенным рифтовым бассейном третичной системы и характеризуется сложными структурами, богатыми запасами и разнообразными типами залежей нефти и газа

С момента получения первого промышленного притока в апреле 1961 года, было открыто много нефтяных и газовых залежей в стратиграфическом диапазоне от архея (метаморфические породы) до четвертичной системы (пески и песчаники) Горизонты обломочных пород речной фации третичной системы являются основными продуктивными коллекторами месторождения

После многолетней разведки и эксплуатации огромные нефтегазовые месторождения относительно простой структуры в Цзиянском бассейне были практически полностью разведаны, и скрытые, трудно обнаруживаемые залежи стали основными объектами разведки на Шэнлиском месторождении

Скрытая залежь является относительным понятием, которое отражает степень геологической изученности на разных этапах разведки при различных технологических условиях По принятой в компании СИНОПЕК классификации скрытые залежи в Цзиянском бассейне разделяются на четыре группы по литологии коллекторов обломочную, карбонатную, изверженных и метаморфических пород, трещиноватых аргиллитов

Обломочные скрытые залежи

В Цзиянском бассейне сформированы различные типы песчаных тел, отличающихся по размерам, форме и глубине залегания К ним относятся аллювиальный конус выноса, дельта, речное песчаное тело, веерообразная дельта, подводной конус, вал, бар Состав, структура и текстура коллекторов этих тел различны

Карбонатные скрытые залежи

В Цзиянском бассейне карбонатные скрытые залежи приурочены к отложениям нижнего отдела палеозойской эры и палеогена озерной фации

Карбонатные отложения палеогена озерной фации развиты широко, но неравномерно из-за сложного палеорельефа Преобладают известняки и доломиты скелетные, зернистые и глинисто-кристаллические Развиты первичная и вторичная пористость, выделяется поровая, трещинная и каверновая емкости

Карбонатные скрытые залежи погребенного выступа сложены породами кембрийского (конгломератно-обломочные, оолитовые, глинистые известняки, а также доломиты) и ордовикского (доломиты и известняки) возраста Развиты поровые, трещинные, кавернозные и смешанные коллекторы, но основную емкость порового пространства формирует разнообразная вторичная пористость Характерна значительная неоднородность пород

Скрытая нефтегазовая залежь изверженных пород

Изверженные породы третичной системы Цзиянского бассейна приурочены к трём крупным разрушенным полосам, имеющим преимущественно северо-восточное, северо-западное и широтное направления Главными типами пород являются габбро, диабаз, базальт, основная вулканическая обломочная порода, андезит Поровое пространство коллекторов включает первичную и вторичную пористость, развиты поровые, трещинные, кавернозные и смешанные коллекторы

Скрытые нефтегазовые залежи архейских метаморфических пород и трещиноватых аргиллитов

В Цзиянском бассейне основными перспективными на коллекторские свойства архейскими породами являются граниты, разнообразные гнейсы, кварцевые сланцы Типы коллекторов — поровый и трещинный

Задачи оценки большинства скрытых залежей Шэнлиского месторождения методами ГИС можно рассматривать как проблемы оценки сложнопостроенных коллекторов, включающие выделение коллекторов, определение их типов, коллекторских параметров и флюидонасыщенности Для решения этих проблем необходимо применять новые методы, такие как ЯМК и сканеры С другой стороны, разнообразие коллекторских характеристик пород разных типов скрытых залежей диктует необходимость оптимизации состава комплекса ГИС для конкретных геолого-технологических условий по информационным и экономическим соображениям Для этого необходимо обобщить информацию по ГИС, классифицировать их в несколько типичных групп, обосновать типовые модели для каждой группы и выбрать

соответствующий оптимальный состав комплекса ГИС

Глава 2. Физико-геологические модели сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского нефтегазового месторождения

Проведенная автором классификация сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения позволила выделить 5 физико-геологических моделей (ФГМ), включающих 22 типов коллекторов, которые отличаются по литологическим, фильтрационно-емкостным, петрофизическим и геофизическим характеристикам Классификация позволяет выполнять физико-геологическое обоснование интерпретационных моделей, применяемых для изучения различных типов коллекторов по данным ГИС, выбор оптимального состава ГИС, обоснование рекомендаций по развитию методов каротажа при изучении сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения

ФГМ 1 Коллекторы обломочных пород

ФГМ 1 1 Низкоомньге песчано-глинистые продуктивные коллекторы

Низкоомные продуктивные коллекторы Цзиянского бассейна разделены по удельному электрическому сопротивлению на следующие типы

1 Продуктивные нефтесодержащие коллекторы с сопротивлением меньше 3 Омм (минимальное -1,4 Омм),

2 Продуктивные нефтесодержащие коллекторы с сопротивлением ниже, чем сопротивление вмещающихся пород,

3 Продуктивные нефтесодержащие коллекторы с сопротивлением близким к сопротивлению водоносных пластов,

4 Тонкослоистые нефтесодержащие коллекторы (переслаивание глины и песчаника) низкого сопротивления

ФГМ 1 2 Низкопроницаемые песчано-глинистые коллекторы

Коллекторы представлены мелкозернистыми песчаниками и алевролитами Коэффициент пористости около 15%, проницаемость - 10-50 мД Коллекторы характеризуются большой отрицательной аномалией ПС и положительной разностью кривых микрозондов Сопротивление коллекторов изменяется в пределах 1,4-9,5 Омм

ФГМ 1 3 Ультра'низкопроницаемые песчано-глинистые коллекторы

Коллекторами являются мелкообломочные полевошпатовые песчаники Коэффициент пористости изменяется в пределах 6-25% при среднем значении 14,8% Коэффициент проницаемости меньше 10,0 мД Сопротивление продуктивных коллекторов обычно выше 3 Омм Кривые ПС и ГК имеют нормальную аномалию в

песчаных коллекторах Кривые микрозондов имеют положительную разность

ФГМ 14 Песчано-глинистые нефтеносные коллекторы, имеющие значения сопротивлений, близкие к сопротивлению водоносных коллекторов

Сопротивление нефтеносных коллекторов близко к сопротивлению водоносных коллекторов и имеет среднее значение ФГМ 1 5 Обводненные коллекторы

Обводненные коллекторы отличаются от необводненных следующими характеристиками (1) увеличением коэффициента пористости и относительной проницаемости для воды и уменьшением относительной проницаемости для нефти, (2) смещением базовой линии ПС, (3) изменением сопротивления, интервального времени и радиоактивности

На Шэнлиском месторождении по степени обводненности эти коллекторы разделяются на 5 классов, имеющих различные характеристики по ГИС ФГМ 1 6 Плотный песчано-конгломератный коллектор

Коллекторы залегают на большой глубине (свыше 2500 м) В породах содержится большое количество известнякового цемента Коэффициент пористости и проницаемости меньше 9% и ЮмД соответственно Сопротивление изменяется от 30 до 200 Омм Показания АК, АК, ГГК-П и ННК меняются в пределах 60-70 мкс/фт, 2,5-2,61г/см, 5-14% соответственно Вследствие отсутствия аномалий ПС и малой амплитуды ГК трудно выделить проницаемые коллекторы

ФГМ 1 7 Рыхлый песчано-конгломератный коллектор, содержащий высоковязкую нефть

Коллекторы залегают на незначительной глубине (меньше 1500 м) и имеют большую радиоактивность, причем кривая ГК практически не изменяется Показания АК, ГГК-П и ННК изменяются в пределах 105-115 мкс/фт, 2,15-2,25г/см, 30-35% соответственно Сопротивление продуктивных коллекторов превышает 7 Омм Скважины обычно бурятся на соленом буровом растворе, при этом кривые микрозондов практически совпадают, а кривая ПС не имеет аномалии

3 ФГМ 18 Склоновый песчано-конгломератный коллектор с внутренней неоднородностью

Коэффициенты пористости и проницаемости коллекторов изменяются в значительных пределах Большинство коллекторов являются низкопроницаемыми, а часть коллекторов - высокопористыми и высокопроницаемыми ФГМ 2 Карбонатные коллекторы ФГМ 2 1 Скечетный карбонатный коллектор

Породами-коллекторами являются различные типы известняков и доломитов Коэффициент пористости изменяется от 10 до 57%, а коэффициент проницаемости -от нескольких десятков до нескольких тысяч мД

Коллекторы имеют нормальные аномалии ПС, низкие показания ГК и средние или высокие значения микро-каротажа Кривые микрозондов имеют иззубренную форму, их сопротивление выше, чем в песчаниках ФГМ 2 2 Межзерновой карбонатный коллектор

Породами-коллекторами являются известняки и доломиты Коэффициент пористости меняется от 2 до 32%, коэффициент проницаемости - от нескольких десятков до нескольких сотен мД Характеристики ГИС похожи на характеристики скелетных карбонатных коллекторов

ФГМ2 3 Глинисто-кристаллические карбонатные коллекторы Глинисто-кристаллические карбонаты преимущественно состоят из тонкослоистых известняков и доломитов Емкость сформирована межзерновыми и межкристаллическими порами, межслойными трещинами и кавернами Коллекторы являются низкопористыми и низкопроницаемыми со средней пористостью 7% и проницаемостью 9,6 мД

ФГМ 2 4 Коллекторы малоглубинного погребенного выступа, содержащего нефть с большой вязкостью

Коллекторы погребённого выступа этого типа залегают на глубинах 600-1000 м Породами-коллекторами являются известняки и доломиты Емкость формируется порами, трещинами и кавернами По характеристикам ГИС делятся на три класса

Класс А сопротивление меньше 600 Омм (минимальное - 20 Омм), большое интервальное время или наличие периодических скачков, большие показания ННК и низкая плотность Характерен увеличенный диаметр скважины

Класс Б сопротивление 600-1000 Омм и средние показания других методов каротажа

Класс В сопротивление свыше 1000 Омм, а показания ГГК-П, АК и ННК близки к показаниям в скелете пород

ФГМ 2 5 Карбонатные коллекторы глубинных погребенных выступов, в которых содержится нефть смолой вязкостью

Коллекторы залегают на глубинах 3000-5500 м и представлены преимущественно известняками и доломитами Фильтрационно-емкостные свойства формируются порами, трещинами, кавернами и каналами Показания ГК составляют 10-30 АР1 Сопротивление коллекторов изменяется в пределах 20-800000 Омм

На основе анализа данных сканеров по степени развития пор, каверн и трещин коллекторы делятся на четыре группы (А) Поровый и кавернозный (Б) Трещиновато-поровый (В) Порово-трещиноватый (Д) Трещиноватый

ФГМ 3 Коллекторы изверженных пород

Изверженными породами третичной системы в Цзиянском бассейне являются базальт, диабаз, туф, вулканические обломочные породы К этой же группе примыкают и метаморфические породы Фильтрационно-емкостные свойства формируются порами и трещинами По происхождению эти компоненты делятся на первичные и вторичные

По литологии и фильтрационно-емкостному пространству коллекторы изверженных пород делятся на четыре группы трещиноватый коллектор, трещиновато-поровый коллектор в комплексе интрузивных и метаморфических пород, поровый коллектор вулканических обломочных пород, трещиновато-поровый коллектор вулканических пород Данные ГИС этих коллекторов значительно различаются

ФГМ4 Коллекторы метаморфических пород архейской эры

Продуктивными коллекторами метаморфических пород в Цзиянском бассейне преимущественно являются гнейсы Емкость и пути фильтрации формируются трещинами и порами Коллекторы образуются в зонах выветривания и зонах развития трещиноватости

ФГМ 5 Коллекторы трещиноватых аргиллитов

Коллекторы трещиноватых аргиллитов в Цзиянском бассейне разделяются на три класса по литологии, акустической скорости и радиоактивности пород Среди рассмотренных типов коллекторов автора наиболее интересуют конгломератные, трещиноватые карбонатные, низкоомные песчано-глинистые коллекторы и коллекторы изверженных пород

Ниже рассмотрены задачи, решаемые методами ЯМК и сканеров, и их преимущества при изучении этих сложнопостроенных коллекторов по сравнению с традиционными методами

Глава 3. Применение ядерно-магнитного каротажа (ЯМК) для повышения информативности традиционного комплекса ГИС

Применение технологии ЯМК в Китае началось в середине 1990х годов В настоящее время на Шэнлиском месторождении применяются три типа приборов ЯМК на кабеле - СМЯ-РШв, ММЬ-С и МШЬ-Р

На основе данных ЯМК при изучении сложнопостроенных коллекторов была получена новая информация, которая позволила решить ряд геолого-геофизических задач выделение песчано-коншомератных коллекторов, определение коллекторских параметров, качественное и количественное описание порового пространства, определение типа флюидов.

Автором проведен цикл исследований с целью петрофизического обоснования возможностей метода ЯМК при исследовании разрезов Шэнлиского месторождения Количественное определение структуры поровых каналов Традиционный метод изучения поровой структуры - ртутная порометрия имеет экологические (ртуть ядовита), технологические (образцы керна разрушаются) и методические (отсутствует метод - аналог в комплексе ГИС) недостатки

В связи с этим автор и его коллеги попытались количественно оценить поровую характеристику пород методом ядерно-магнитного резонанса с использованием петрофизической калибровки по данным ртутной порометрии На основе экспериментов на кернах песчано-глинистых коллекторов Шэнлиского месторождения с учетом положений теории капиллярного давления и ЯМР была обоснована зависимость между ртутным капиллярным давлением и распределением времени поперечной релаксации Тг

Р=Сх

1

С =

0 735 р2 х Л

Где ^ - коэффициент поровой формы, р2 - коэффициент поверхностной релаксации породы

Таким образом, можно трансформировать распределение Т2 ЯМК в псевдо-кривую капиллярного давления с последующей оценкой распределения пористости по размерам пор

На рис 3 1 представлена сходимость расчетных распределений диаметров поровых каналов образцов керна, полученных по ртутной порометрии, и распределений Т2 (по измерениям на лабораторном ЯМР - релаксометре) Эти результаты доказывают, что по полученным в лаборатории распределениям Т% можно количественно определять поровую

[р

К<ря К* 1} [К ■п ъ

Л| —

Дав»« я»■•

Рис 3 1 Распределения диаметров поровых каналов (Нижний - из распределений 7ъ верхний - из кривой капиллярного давления)

характеристику пород Учитывая единую физическую основу лабораторных и

скважинных измерений эффекта ЯМР, можно использовать полевые данные ЯМК для оценки структуры пор коллекторов в скважинах

Качественное определение структуры порового пространства Форма распределений Т2 с двухмодальными спектрами отражает однородность порового пространства Прерывистая форма спектров, увеличенная амплитуда на больших временах Г2, резкое изменение формы спектров по вертикали указывают на неоднородность порового пространства (каверны больших размеров, трещиноватость) Эти особенности коллекторов по спектрам ЯМК доказаны автором по визуальному анализу колонок керна и измерениям электрическим сканером на Шэнлиском месторождении

Точное определение коллекторских параметров

Выполненное автором сопоставление «ЯМК - керн» по значениям коэффициентов общей пористости и абсолютной проницаемости (в диапазонах 10 -25% и 0,1 - 1000 мД соответственно) показало высокую степень сходимости Это является петрофизическим доказательством достоверности оценки коллекторских свойств по ЯМК для разреза Шэнлиского месторождения При сравнении с данными керна установлено, что ЯМК имеет более высокую точность определения коллекторских параметров по сравнению с их оценкой по традиционным методикам ГИС

Таким образом, при сопоставлении с прямыми определениями по керну доказана высокая информативность и достоверность оценок по ЯМК как дифференциальных (распределение пористости), так и интегральных (коэффициенты пористости и проницаемости) коллекторских параметров Это является петрофизическим обоснованием для исследования сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения по ЯМК

В диссертации рассматривается решение ряда геолого-промысловых задач по данным ЯМК

Оценка неоднородных коллекторов в конгломератах

Зоны развития конгломератов являются важнейшими продуктивными интервалами на Шэнлиском месторождении Разрез представлен чередованием рыхлых проницаемых и плотных непроницаемых прослоев Кривые ГК и ПС обычно слабо дифференцированы и выделить проницаемые интервалы по стандартным данным ГИС трудно Сложный и изменчивый минералогический состав конгломератов затрудняет оценку пористости и насыщенности по традиционному комплексу ГИС Применение ЯМК позволяет получить независимую от литологии

оценку общей пористости по всему разрезу. Т.к. увеличенные времена на распределениях Т2 ЯМК отражают присутствие эффективных пор больших размеров со свободным флюидом, удается надежно выделить проницаемые прослои в толще конгломератов. Нефтенасыщенные коллекторы с легкой нефтью характеризуются увеличенными временами на распределениях Т2 по сравнению с водоносными пластами, что позволило выделить продуктивные коллекторы по ЯМК. Эффективность ЯМК в разрезах конгломератов была доказана получением притоков нефти при испытаниях.

Оценка покрышек и экранирующих горизонтов

В разрезах Цзи янекого бассейна часто отмечается залегание водонасыщенных пластов, расположенных на незначительном расстоянии выше

нефтенасыщенных. При этом по данным стандартного ГИС нет надежных признаков присутствия между ними экранирующего горизонта. Например, на рис.3.2 в интервале выше )364м залегает водоносный коллектор с сопротивлением 3-4 Омм, а ниже 1384 м - нефтеносный с сопротивлением 7 - 20 Омм. Характеристика интервала 1364 - 1384м по стандартному ГИС неоднозначна. По спектрам ЯМК этот интервал является экранирующим, г.к, он характеризуется небольшими временами Т2, и, соответственно, порами небольших размеров, заполненных капиллярно-связанным флюидом.

Выделение горизонтов с высоковязкими углеводородами

В разрезах Цз няне ко го бассейна отмечаются нестандартные ситуации, когда в толще низкоомного водоносного коллектора появляется интервал высокого сопротивления с признаками пефтенасыщсния по керну. Исследования ЯМК показали, что эти интервалы характеризуются короткими распределениями Г2 и практически не содержат свободного флюида. По результатам ЯМК нефть имеет очень высокую вязкость и не может участвовать в фильтрации при стандартных условиях испытаний. Это позволило отказаться от нерентабельных испытаний

Рис 3.2 Оценка покрышек и экранирующего пласта

подобных объектов

Оценка флюидонаеыщенности в коллекторах различных типов

Петрофизические параметры ЯМК (водородосодержание, время продольной и поперечной релаксации, коэффициент диффузии) для пластовых вод, нефтей и газа Шэнлиского месторождения различаются Это позволяет использовать ЯМК как независимый метод для оценки флюидонаеыщенности коллекторов Так, коллекторы, насыщенные легкой нефтью, имеют более длинные распределения Т2 по сравнению с водоносными пластами, что позволяет даже по качественной характеристике ЯМК прогнозировать нефтенасыщение разреза Анализ показал, что применение ЯМК особенно эффективно, когда водонасыщенные и продуктивные пласты нивелированы по удельному электрическому сопротивлению и традиционный подход к оценке нефтенасыщенности по данным электрического каротажа ограничен На Шэнлиском месторождении это отмечается в следующих ситуациях

- продуктивные коллекторы низкого сопротивления (ФГМ 13 1),

- слоистые песчано-глинистые коллекторы (ФГМ 1 1 4),

- слабая дифференциация водо- и нефтенасыщенных коллекторов (ФГМ 1 4),

- слабая дифференциация обводненных и необводненных коллекторов (ФГМ 1 5),

- неоднородные конгломератные коллекторы (ФГМ 1 8)

В таких ситуациях показана эффективность применения ЯМК, позволяющего оценить присутствие подвижной нефти на отличной от электрического каротажа физической основе и, соответственно, резко сузить область эквивалентных решений при оценке нефтенасыщенности

Оценка флюидонаеыщенности по специальным методикам измерений ЯМК

Технология ЯМК позволяет проводить серию независимых измерений при различных временах поляризации породы и раздвижки между импульсами Реакция пластовых флюидов (вода, нефть, газ) на вариацию параметров измерений будет различна из-за отличия их ЯМР-характеристик Это позволяет оценивать присутствие и тип углеводородов по специальным методикам измерений и обработки данных ЯМК Автором исследована эффективность такого подхода для условий Шэнлиского месторождения

Оценка фчюидонасыщенности по методу разности спектров Т2 Автор показал, что разность двух спектральных картин ЯМК, полученных по независимым измерениям при большом и малом временах поляризации, позволяет выделить коллекторы с легкой нефтью Эффективность подхода обусловлена высоким содержанием растворенного газа в нефти в пластовых условиях Шэнлиского

месторождения

Оценка флюидонасыщенности по методу смещения спектров Т2 Автор показал, что анализ двух спектральных картин ЯМК, полученных по независимым измерениям при малой и большой временной раздвижке между импульсами, позволяет выделить коллекторы с присутствием нефти средней вязкости Эффективность подхода обусловлена сложным поликомпонентным составом нефтей Шэнлиского месторождения и различием воды и нефти по вязкости в пластовых условиях

Сочетание двух описанных способов повышает достоверность прогноза нефтенасыщенности Ограничением подходов является слабая чувствительность к высоковязким нефтям, однако их выделение, как показано выше, также возможно по форме спектральной картины ЯМК

Таким образом, применение ЯМК позволяет существенно повысить эффективность ГИС при решении задач выделения сложнопостроенных коллекторов, оценки их фильтрационно-емкостных свойств и насыщенности

Глава 4. Геологические задачи, решаемые методами пластового микроэлектрического и акустического сканеров

Методы пластового микроэлектрического и акустического сканеров за счет высокого вертикального разрешения, сопоставимого с данными керна, и обзорной оценки стенок скважины позволяют получить уникальную для практики ГИС информацию о

- сложнопостроенных коллекторах (выделение и характеристика микрогоризонтов, определение типов трещин и параметров трещиноватости, оценка проницаемости по раскрытости и плотности трещин, определение истиной эффективной толщины, привязка глубины отбора и ориентировки кернов ),

- структуре месторождения (определение углов падения и азимутов простирания, структурных несогласий, тектонических нарушений),

- седиментологических особенностях (направление полеотечения, фации и циклы),

- направлении стрессов

Построение геолого-геофизических моделей

Геологические объекты отличаются по характеристикам на диаграммах (имиджах) электрического и акустического сканеров, полученных после обработки исходных данных Поэтому требуется построение моделей интерпретации для согласования геологических особенностей объектов с их электрическими и акустическими

образами (имиджами). Сравнивая имиджи стенки скважины с колонками керна, автор построил типичные модели сканеров для определения литологии пород, характеристик залегания пластов и трещин, характеристик каверн.

На основе предложенных автором моделей имиджей, была проведена интерпретация данных сканеров для решения геологических задач для трёх типов разрезов - песчанр-конгломератного, трещиноватого карбонатного и трещиноватого в изверженных породах.

Изучение песчано-конгломератных коллекторов

Автором показано, что по данным электрического сканера можно определять тип пород, состав и размер галек, а также изучать седи ментационые фации коллекторов. По с едим ентац ионной характеристике имиджей выделено 4 типа отложений:

(A). Конгломератные отложения с нормальным порядком зерен. Снизу вверх размер галек уменьшается, (рис 4.1-а),

(Б). Конгломератные отложения с обратным порядком зерен. Снизу вверх размер галек увеличивается (Рис.4,1-6).

(B). Конгломератные отложения без выраженного порядка зерен. По размерам гальки в толще распределены хаотично (рис. 4.1-в).

(Г). Переслаивание конгломерата. Алевролита И глинистой породы, (рис. 4.1-г).

Эти модели характеризуют отложения конуса выноса: А, Б - корня, В - средней части, Г - фронтальной части конуса. По направлению от корневой к фронтальной части конуса постепенно уменьшается размер зерен и мощность тел конгломератов, увеличивается доля песчаных и глинистых отложений.

На контактах между циклами конгломератных пластов происходит изменение содержания и размера галек, что позволяет анализировать вертикальную цикличность по данным сканеров, Дальнейшее комплексирование с данными сейсморазведки позволяет прогнозировать распределение тел циклитов по площади.

По направлениям ]ранио циклов, хребетной (осевой) линии промытой поверхности галек и ориентированному размещению галек (рис 4.2 а, б и в) на имиджах электрического сканера можно определить направление палеотечения

1 гмрив*

Рис 4,1 Седименташшнные характеристики конглумератиыг; пород

конгломератных тел. На рис.4.2. показано, что палеотечение направлено с северо-востока на юго-запад. Корреляция данных ГИС по скважинам этого района тоже показывает, что источник сноса материала расположен на

северо-востоке.

Распределение коллекторских характеристик конгломератов по площади зависит от

седиментации иных. фаций и ухудшается по направлению от корневой к фронтальной части конуса. Основные продуктивные коллекторы

Рис4.2 Определение направления пале стечения

находятся в корневой и средней частях

конусообразного тела, поэтому одной из главных задач разведки является поиск перспективных седиментацйОнных фаций. Эта задача эффективно решается при комплексном использовании сканеров и ЯМК.

Итучыше карбонатных и граншо-гнейсаых коллекторов погребённого выступа

Для этих коллекторов характерно разнообразие типов, неоднородность и анизотропия, что затрудняет их оценку и диктует необходимость совместной интерпретации данных сканеров, ЯМК и традиционного комплекса ГИС.

Выполненные автором анализ и обобщение показали, что по данным сканеров коллекторы погребенного выступа можно разделить на несколько типов; поровый, трещинный, трещинно-поровый и трещин но-кавернозный Также удается определить угол и азимут падения пластов и трещин. По анализу индуцированных трещин и ориен тировки каверн ствола скважины в рассматриваемом разрезе удается определить направление максимального действующего стресса. Возможна количественная оценка трещиноватости; раскрытость, плотность, длина трещин, кажущаяся трещинная пористость.

Общая и эффективная пористости, полученные по данным ЯМК, мог>!т использоваться для настройки методик определения пористости и насыщенности но традиционным методам ГИС в тех скважинах того же района, где ЯМК не выполнялся. Для определения проницаемости трещиноватых карбонатных коллекторов сначала вычисляется поровая проницаемость, а затем - трещинная, в соответствии с различными типами трещин. Затем рассчитывается интегральная проницаемость.

Сопоставление с данными керна показало, что разработанный подход позволяет

Рис4.2 Определение направления пале стечения

получить достоверные оценки пористости и н е фтен асы ще н носта. Проницаемость, вычисленная по традиционным данным, как правило, больше проницаемости по керну. Наиболее вероятно, что это связано с проявлением масштабного эффекта, но методика определения коэффициента проницаемости нуждается в дальнейшем совершенствовании

Изучение изверженных коллекторов

По данным сканеров установлено, что емкость изверженных пород формируют 4 вида пустот', межзеровые поры, эрозионные поры и каверны, газовые поры, трещины. Основными путями фильтрации являются разнонаправленные трещины. Выявлены следующие закономерности: субгоризонтальные и сетевые трещины обычно появляются в середине, а вертикальные и субвертикальные - в кровле и подошве горизонтов изверженных пород. Коллекторы изверженных порол по пористости и густоте трещин разделены ватри класса.

Анализ индуцированных трещин (рис. 4.3) показал, что максимальный стресс направлен на восток.

Методики определения пористости, проницаемости и насыщенности изверженных пород аналогичны применяемым для карбонатных коллекторов.

Полученные результаты применения методов сканеров расширяют область применения каротажного комплекса методов и повышают эффективность решения геологических задач.

Глааа 5. Рекомендации по повышению эффективности комплекса ГИС при изучении сложнепостроенных коллекторов Шэнлиекого месторождения

В КНР каротажные услуги обеспечиваются, в основном, государственными каротажными компаниями с помошью отечественных приборов, в меньшей степени, -компанией "Шлюмберже", и в еше меньшей степени - частными китайскими фирмами. Для интерпретации каротажных данных используются как китайское, так и зарубежное программное обеспечение.

На основе опыта многолетних работ по ГИС министерством нефтегазовой промышленности КНР в 1998 г, введены стандарты проведения каротажа в скважинах.

В связи с тем, что регламентируемый стандартами комплекс ГИС не привязан к

Рис. 4.3 Индуцируемые трещины

конкретным условиям, часто геофизические и геологические задачи решаются им либо не эффективно, либо не экономично

Автор считает, при изучении и оценке сложнопостроенных коллекторов нужно добиваться максимальной геолого-экономической эффективности комплекса ГИС При оптимизации комплекса ГИС необходимо учитывать геологические условия района, скважинные условия, а также технические характеристики приборов и возможность выполнения измерений Важнейшими целями оптимизации являются эффективность и экономичность конкретных комплексов, поэтому лучше использовать одинаковый комплекс для проведения каротажа в данном районе, чтобы легко осуществлять корреляцию при интерпретации данных ГИС и дальнейшем исследовании этого района Иногда в выбранные комплексы необходимо вводить новые высокоинформативные методы

На основе классификации коллекторов, приведенных во второй главе и результатам исследований, изложенных в главах 3 и 4, автор предлагает целевой комплекс ГИС в зависимости от типа и особенностей строения коллекторов (таблица 5 1)

Таб 5 1 Рекомендуемый целевой комплекс каротажа для проведения

исследований в разрезах сложного строения

Модели коллекторов Особенности коллекторов Рекомендующие целевой комплекс ГИС Примечание

Коллекторы обломочных пород Низко-проницаемый песчано-глинистый Традиционный каротаж + ЯМК

Ультра-низко-проницаемы й песчано-глинистый Традиционный каротаж + ЯМК

Низкоомный песчано-глинистый Традиционный каротаж + ЯМК Исключение ЯМК при рн/Рв>3

С малым контрастом сопротивлений между нефте- и водоносными коллекторами Традиционный каротаж + ЯМК

Обводненный и водозаводненный Традиционный каротаж Проведение ЯМК при необходимости

Рыхлый конгломератный Традиционный каротаж + ЯМК Бурение на соленом растворе

Плотный конгломератный Традиционный каротаж + ЯМК+ электрический сканер Сканер только в поисковых и разведочных скважинах

конгломератный с большой неоднородностью Традиционный каротаж + ЯМК + электрический сканер

Карбонатные коллекторы Карбонатный коллектор озерной фации Традиционный каротаж

Карбонатный коллектор погребенного выступа малой глубинности Традиционный каротаж Наличие расширения скважин

Карбонатный коллектор погребенного выступа на большой глубине Традиционный каротаж + ЯМК + электрический и акустический сканеры

Коллекторы изверженных пород Традиционный каротаж + ЯМК + электрический и акустический сканеры

Коллекторы метаморфиче ских пород Традиционный каротаж + ЯМК + электрический и акустический сканеры

трещиноваты е коллекторы глинистых пород Традиционный каротаж + электрический и акустический сканеры

Автор предполагает следующую последовательность реализации рекомендуемых

комплексов на производстве

1 Традиционный комплекс должен проводиться в проектируемых интервалах всех скважин Затем в соответствии с целями разведки, геологическими условиями и геофизической информацией, полученной традиционными методами, выбираются скважины и интервалы глубин, в которых необходимо провести методы ЯМК и сканеров

2 Для некоторых геологических условий целевой комплекс ГИС можно упростить

3. Выбор режимов проведения ЯМК должен определяться решаемой геологической задачей

4 Выбор модификаций приборов для проведения каротажа в различных скважинах должен учитывать технологические условия проведения измерений

В процессе обработки и интерпретации целевого комплекса ГИС необходимо сочетать традиционные методы и методы ЯМК и сканеров с целью повышения достоверности результатов исследования сложнопостроенных коллекторов

1 При интерпретации данных ЯМК рекомендуется использовать полученные на кернах граничные значения Т2 и константы С для определения проницаемости

2 При интерпретации данных сканеров необходимо, помимо предложенных автором моделей имиджей, использовать дополнительную геологическую информацию с целью повышения эффективности решения геологических задач

Заключение

По итогам выполненных работ можно сделать следующие выводы

1 В Цзиянском бассейне широко развиты разнообразные залежи нефти и газа со сложнопостроенными коллекторами, являющимися основными объектами разведки Традиционный комплекс ГИС часто недостаточен для их объективной оценки

2 Сложнопостроенные коллекторы Цзиянского бассейна различаются по литологии, фильтрационно-емкостным характеристикам и по результатам ГИС Автором выделено 5 физико-геологических моделей, включающих 22 типов коллекторов Для оценки этих коллекторов необходимо применять новые методы ЯМК, электрический и акустический сканеры

3 Автором показано, что в условиях Шэнлиского месторождения метод ЯМК позволяет выделить сложнопостроенные коллекторы, качественно и количественно оценить структуру порового пространства, достоверно определить фильтрационно-емкостные свойства и характер флюидонасыщенности

4 Автором исследованы возможности метода электрического сканера для определения литологического состава и размера галек конгломератных коллекторов, выделения фаций и циклов седиментации, определения направления палеотечения и действующего горизонтального стресса, определения формы и направления трещин

5 Показано, что методы электрического и акустического сканеров позволяют определять направление пластов и трещин массивных трещиноватых залежей, с коллекторами карбонатных и изверженных пород, выделять различные по морфологии компоненты емкости (поры, каверны, трещины), определять направление действующего горизонтального стресса

6 Обоснованы типы геологических разрезов, для изучения которых традиционный комплекс ГИС должен дополняться измерениями сканеров и ЯМК с выполнением комплексной интерпретации полученных результатов

Публикации по теме диссертации

1 Хэ Чанчунь, Чжао Бэньцзе, Оценка коллекторов с помощью метода ЯМК, Сборник 12-ого всекитайского симпозиума "Технология ГИС" (на кит яз) Издательство нефтяной промышленности,2001 г, с 47-59

2. Юань Цзугуй, Чжао Веньцзе, Хэ Чанчунь, Оценка залежей передовым методом ЯМК (на кит яз) Технология ядерной электроники и детектирования, 2003, Vol 23 №3,р 204-207

3 Мэн Сяншуш, Хэ Чанчунь, Го Юйфэнь, Оценка газоносных плотных песчаниковых коллекторов методом ЯМК (на кит яз), Технология ГИС, 2003 Vol 27 №1 р 1-4

4 Юнь Хуаюнъ, Хэ Чанчунь, Применение технологии оценки тонкослоистых коллекторов в Шэнлиском месторождении (на кит яз) Технология ГИС, 1999, vol 23 №6,р 441-445

5 АнА Никитин, Хэ Чанчунь, Современное состояние ГИС в Китайской Народной Республике Геофизический вестник, 12/2006, с 11-15

6 Хэ Чанчунь, Применение пластового микроэлектрического и акустического сканеров при изучении сложнопостроенных конгломератных коллекторов (на примере Шэнлиского нефтегазового месторождения) Вестник Московского университета, серия 4 Геология №4, 2007 (в печати)

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж ЮО экз Заказ № §

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Хэ Чанчунь

Введение.

Глава 1. Геологическоеение Шэнлиского месторождения нефти и газа.

1.1. Общие сведения о Шэнлиском месторождении

1.2. Типы скрытых залежей

1.2.1. Обломочные скрытые залежи

1.2.2. Карбонатные скрытые зал ежи

1.2.3. Скрытые нефтегазовые залежи изверженных горных пород

1.2.4. Скрытые нефтегазовые залежи метаморфических и трещиноватых аргиллитов

Выводы

Глава 2. Физико-геологические модели (ФГМ) сложиопостроенных коллекторов Шинлиского нефтегазового месторождения

2.1. ФГМ 1: Коллекторы обломочных пород

2.1.1. ФГМ 1.1 Низкоомные песчано-глинистые продуктивные коллекторы

2.1.2. Низко-проницаемые и ультра-низко-проницаемые песчано-глинистые коллекторы (ФГМ 1.2 и1.3)

2.1.3. ФГМ 1.4: Песчано-глинистые нефтеносные коллекторы, имеющие значения сопротивлений, близкие к сопротивлению водоносных коллекторов

2.1.4. ФГМ 1.5: Обводнённые коллекторы

2.1.5. Песчаниково-конгломератные коллекторы (ФГМ 1.6-1.8).

2.2. ФГМ 2: Карбонатные коллекторы

2.2.1. Коллекторы озерной фации палеогеновой системы(ФГМ2.1-2.3).

2.2.2. Коллекторы погребённого выступа нижне-палеозойской эры(ФГМ2.4 и 2.5)

2.3. ФГМ 3: Коллекторы изверженных пород.

2.4. ФГМ 4: Коллекторы метаморфических пород археозойской эры.

2.5. ФГМ 5: Коллекторы трещиноватых аргиллитов.

Выводы

Глава 3. Применение ядерно-магнитного каротажа (ЯМК) для повышения информативности традиционного комплекса ГИС.

3.1. Общие сведения о методе ЯМК.

3.2. Обработка данных полевых измерений и модель интерпретации ЯМК.

3.3. Задачи, решаемые методом ЯМК

3.3.1. Количественное определение структуры паровых каналов.

3.3.2. Точное определение комекторских параметров.

3.3.3. Выделение продуктивных конгломератных коллекторов.

3.3.4. Оценка покрышек и экранирующих горизонтов в мелкозернистых конгломератных коллекторах.

3.3.5. Оценка флюидонасыщенности в коллекторах различных типов

3.3.6. Оценка флюидонасыщенности по методу разности спектров Т2.

3.3.7. Оценка флюидонасыщенности по методу смещения спектров Т2.

3.3.8. Качественное определение структуры пор

Выводы

Глава 4. Геологические задачи, решаемые методами пластового микроэлектрического и акустического сканеров

4.1. Общие сведения о методах электрического и акустического сканеров.

4.2. Построение физико-геологических моделей для интерпретации даннных электрического и акустического сканеров

4.3. Изучение песчаниково-конгломератных тел на южном крутом склоне одного поднятия Цзиянского бассейна.

4.3.1. Происхождение и распределение песчано-конгламератных тел на крутых склонах.

4.3.2. Определение литологии

4.3.3. Изучение седиментационых фаций по данным сканеров

4.3.4. Выделение седиментационых циклов

4.3.5. Определение направления палеотечения

4.3.6. Определение характеристик трещин

4.3.7. Определение максимального действующего горизонтального стресса

4.3.8. Каллекторские характеристики

4.4. Изучение карбонатных и гранито-гнейсных коллекторов погребённого выступа Шэнлиского месторождения.

4.4.1. Общие сведения о геологии

4.4.2. Определение направление падения пластов.

4.4.3. Определение направления максимальных действующих стрессов методами наклонометрии и сканеров.

4.4.4. Выделение типа коллекторов.

4.4.5. Оценка трещин

4.4.6. Определение коллекторских параметров

4.5. Изучение коллекторов изверженных пород

4.5.1. Общие сведения о геологии.

4.5.2. Комекторские пространства.

4.5.3. Оценка трещин

4.5.4. Определение направления действующего максимального стресса

4.5.5. Определение коллекторских параметров.

4.5.6. Классификация коллекторов.

Выводы.

Глава 5. Рекомендации по повышению эффективности комплекса ГИС при изучении сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения.

5.1. Стратегия каротажных исследований в нефтегазовой промышленности Китая: основные направления развития.

5.2. Рекомендации по повышению эффективности комплекса ГИС при изучении Шэнлиского месторождения.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение эффективности комплекса ГИС при изучении сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского нефтегазового месторождения"

Актуальность проблемы. В настоящий момент бурное развитие экономики Китая неразрьюно связано с увеличением потребления углеводородного сырья. В 2005 г. годовая добыча нефти трёх мощных месторождений на востоке Китая составила половину от общего объема добычи в стране. Такая добыча не обеспечивает сегодняшние потребности.

Сегодня все нефтегазовые залежи относительно простого строения в Цзиянском бассейне (Шэнлиское месторождение) полностью разведаны, причем обводненность старых месторождений превышает 90%. Всё больше нефти и газа приходится извлекать из скрытых залежей. По статистическим данным, относительная доля разведанных запасов скрытых залежей только раннего миоцена увеличилась с 20% в 1985-1990 годы до 60% в 1995-2000 годы, а в настоящее время превышает 70% от общих разведанных запасов.

Обычно коллекторы скрытых залежей являются сложнопостроенными. При их изучении возможности традиционных методов геофизических исследований скважин (ТИС) ограничены. Это обусловливает необходимость включения в комплекс ГИС новых высокоинформативных методов - ядерно-магнитного каротажа (ЯМК), электрического и акустического сканеров, которые позволяют повысить достоверность и расширить круг решаемых геолого-геофизических задач.

Целью работы является Разработка целевого комплекса ГИС, включающего методы ЯМК, сканеров и традиционного каротажа, с целью повышения эффективности изучения сложнопостроенных терригенных (песчаники, конгломераты), карбонатных и магматических пород - коллекторов Шэнлиского нефтегазового месторождения Восточного Китая.

Основные задачи исследования

Разработка априорных физико-геологических моделей терригенных, карбонатных и магматических коллекторов Шэнлиского месторождения

Разработка методики определения коллекторских свойств сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения по данным метода ЯМК.

Построение интерпретационных моделей для геологического истолкования данных электрического и акустического сканеров при изучении седиментологических, тектонических и фильтрационно-емкостных характеристик разреза Шэнлиского месторождения.

Разработка рекомендаций по составу и условиям применения целевого комплекса ГИС для повышения геологической и экономической эффективности изучения сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения.

В работе защищаются следующие положения

Сложнопостроенные коллекторы Шэнлиского месторождения могут быть разделены на пять априорных физико-геологических моделей (ФГМ), соответствующих различным литологическим, фильтрационно-емкостным и тектоническим характеристикам.

При изучении Шэнлиского месторождения высокая информативность и достоверность оценки коллекторских параметров по данным ЯМК является петрофизическим обоснованием для исследования сложнопостроенных коллекторов. Полученная зависимость между ртутным капиллярным давлением и распределением времени поперечной релаксации Тг позволяет количественно определять размеры порового пространства песчано-глинистых пород, как на образцах керна, так и в коллекторах, выделяемых в разрезе скважин.

Совместное применение методов ЯМК, электрического и акустического сканеров позволяет получать детальную информацию о литологическом составе, структуре порового пространства, седиментационных и тектонических особенностях сложно-построенных коллекторов Шэнлиского месторождения.

Геолого-экономическая эффективность изучения терригенных, карбонатных и магматических коллекторов Шэнлиского месторождения может быть повышена за счет включения в целевой комплекс ГИС новых методов; состав и условия применения целевого комплекса необходимо выбирать в соответствии с априорными ФГМ сложнопостроенных коллекторов.

Научная новизна

Впервые проведена классификация сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения и предложены 5 соответствующих ФГМ.

Обоснована аналитическая зависимость между капиллярным давлением и распределением времени поперечной релаксации Тг для количественной оценки структуры порового пространства песчано-глинистых пород Шэнлиского месторождения.

Практически обоснованы возможности метода ЯМК при оценке сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения.

Предложены интерпретационные модели для геолого-геофизического истолкования данных сканеров и разработана методика интерпретации терригенных, карбонатных и магматических коллекторов Шэнлиского месторождения.

Предложен целевой комплекс ГИС для изучения разрезов скважин в соответствии с разработанной классификацией сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения.

Практическая значимость

Выполненные при участии автора исследования широко внедрены в практику нефтеразведочных работ. С 2000 года при использовании разработанных автором новых технологий разведки количество поисковых и разведочных скважин Шэнлиского месторождения, удачно вскрывших продуктивные нефтегазовые залежи, увеличилось почти на 20%.

По теме диссертации опубликовано 6 статей на китайском и русском языках.

Основные положения и результаты работы представлялись на: 12-м Всекитайском симпозиуме «Технология ГИС» (Дунинь, 2001), на научной конференции «Новые технологии изображения» корпорации СИНОПЕК (Пекин, 2002), и на многих семинарах, проводимых этой корпорацией для подготовки специалистов и администраторов Шэнлиского административного бюро и других компаний (с 1998 по 2003 гг.).

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 118 страниц текста, 83 рисунка, 20 таблиц. Библиография содержит 74 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Хэ Чанчунь

Выводы

С увеличением детальности разведки и времени эксплуатации Шэнлиского месторождения геологам необходима всё более детальная информация о структуре сложнопостроенных коллекторов. Автором показано, что применение сканеров в комплексе ГИС на этом месторождении даёт возможность:

- наглядно описывать характеристики текстуры и структуры крупнозернистых и массивных трещиноватых коллекторов;

- строить детальные интерпретационные модели с учётом анализа кернов;

- определять направление трещин, разломов, несогласий, стрессов;

- изучать седиментационную фацию, определять направление полеотечения и продления песчаных тел.

Перечисленные возможности существенно расширяет область применения каротажного комплекса методов и повышает эффективность решения геологических задач.

Глава 5. Рекомендации по повышению эффективности комплекса ГИС при изучении сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения

5.1 Стратегия каротажных исследований в нефтегазовой промышленности Китая: основные направления развития

В настоящий момент на международном рынке, за исключением стран СНГ, каротажный сервис монополизируют три мощные транснациональные компании: "Шлюмберже", "Халибартон", "Бейкер Хьюз". Эти три компании обеспечивают на сегодня 90% каротажного сервиса, причем компания "Шлюмберже" обеспечивает 60-70% рынка, "Халибартон" - 13-14% и "Бейкер Хьюз" - 13-15%. Используемые ими технологии являются наиболее передовыми в сфере каротажных исследований.

В КНР каротажные услуги обеспечиваются, в основном, государственными каротажными компаниями, в меньшей степени, - компанией "Шлюмберже", которая работает в Китае уже больше 15 лет, и еще в меньшей степени - частными китайскими фирмами.

В Китае используются, в основном, собственные цифровые приборы. С их помощью реализуется большинство геофизических методов. Одновременно в научно-исследовательских институтах и конструкторских бюро разрабатываются приборы нового поколения. К ним относятся скважные приборы, предназначенные для работы в вертикальных, наклонных и горизонтальных скважинах большого диаметра, а также в скважинах малого диаметра.

Несмотря на всё это, на сегодня имеется существенное отставание в оборудовании для проведения ядерно-магнитного каротажа, С/О-каротажа, электрических и акустических сканеров, ядерно-магнитного каротажа, выполняемого в процессе бурения приборами, транспортируемыми буровым инструментом. В этой связи приобретаются зонды у иностранных компаний "Халибартон" и "Бейкер Хьюз", а также в небольшом количестве российские приборы.

Китайские геофизические компании используют несколько типов каротажных стацией для регистрации каротажных данных, в основном разработанные китайскими производителями. Так Шэнлиская компания применяет каротажные станции. Типа SL3000 или SL6000 Кроме того, используются зарубежные каротажные станции, в том числе, предназначенные для работы на нефтяных буровых платформах в морях: CLS3700 и ECLIPS-5700 "Бейкер Хьюз" и EXCELL-2000 "Халибартон". Все указанные каротажные станции предназначены для работы с комбинированными приборами и являются интегральными, т.е. обеспечивают регистрацию всех измерений на скважине.

Для интерпретации каротажных данных используются как китайское, так и зарубежное программное обеспечение. Китайское программное обеспечение делится на две группы: для компьютеров под управлением операционных систем UNIX и Windows. Так, Шэнлиская компания использует в случае UNIX системы собственный пакет "SWAWS", в случае Windows - собственный пакет "Geologist" и сторонний пакет "Forword". Зарубежное программное обеспечение включает в себя широко известные пакеты "GeoFrame" ("Шлюмберже"), "DPP" ("Халибаргон") и "Express" ("Бейкер Хьюз"). Имеется российское программное обеспечение для интерпретации данных ВИКИЗ, ЭМДС ("Электромагнитный Дефектоскоп Скважинный") и др.

На основе многолетних работ по ГИС министерством нефтегазовой промышленности КНР в 1998 г. введены стандарты проведения каротажа в скважинах, которые делятся на поисковые, разведочные, эксплуатационные, нагнетательные и др. Такие стандарты приведены в таблицах 5.1-5.3.

Заключение

По итогам выполненных работ можно сделать следующие выводы:

1. В Цзиянском бассейне широко развиты разнообразные залежи нефти и газа со сложнопостроенными коллекторами, являющимися основными объектами разведки. Традиционный комплекс ГИС часто недостаточен для их объективной оценки.

2. Состав и структура пород сложнопостроенных коллекторов Цзиянского бассейна резко различаются по своим литологическим особенностям, фильтрационно-емкостным характеристикам и по характеристикам ГИС. Автором выделено 5 априорных физико-геологических моделей, подразделяющихся на 22 типов. Показано, что низкое сопротивление, низкая проницаемость, неоднородность и анизотропия коллекторов приводят ко многим проблемам при обработке и интерпретации данных традиционного комплекса каротажа. Для решения этих проблем необходимо применять новые методы, такие как ЯМК, электрический и акустический сканеры.

3. Автором показано, что метод ЯМК позволяет точно определить такие коллекторские параметры, как коэффициент пористости, проницаемости и нефтегазонасыщенности. Он даёт возможность выделить коллекторы, определить свойства флюидов в коллекторах, качественно и количественно определить размер порового пространства.

4. Автором детально исследованы возможности метода электрического сканера для: определения литологического состава и размера галек конгломератных коллекторов; выделения фаций и циклов седиментации; определения направления палеотечения и действующего горизонтального стресса; определения формы и направления трещин.

5. Показано, что методы электрического и акустического сканеров позволяют: определять направление пластов и трещин массивных трещиноватых залежей, находящих в карбонатных коллекторах и коллекторах изверженных пород; отличать типы фильтрационно-ёмкостных пространств; определять направление действующего горизонтального стресса и коллекторские параметры.

6. Обоснованы типы геологических разрезов, для изучения которых традиционный комплекс ГИС должен дополняться измерениями сканеров и ЯМК с выполнением комплексной интерпретации полученных результатов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Хэ Чанчунь, Москва

1. Хэ Чанчунь, Чжао Вэнъцзе. Оценка коллекторов с помощью метода ЯМК, Сборник 12-ого всекитайского симпозиума "Технология ГИС" (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности, 2001 г, С 47з59.

2. Юань Цзугу&;'Чжао Веньцзе, Хэ Чанчунь. Оценка залежей передовым методом ЯМК (на кит. яз.). Технология ядерной электроники и детектирования, 2003, Vol.23 №3, Р.204-207.

3. Мэн Сяншуй, Хэ Чанчунь, Го Юйфэнь. Оценка газоносных плотных песчаных коллекторов методом ЯМК (на кит. яз.), Технология ГИС, 2003 Vol.27 №zl С1-4.

4. Юнь Хуаюнь, Хэ Чанчунь. Применение технологии оценки тонкослоистых коллекторов в Шэнлиском месторождении (на кит. яз.). Технология ГИС, 1999, vol 23 №6, С441-445.

5. Ан.А. Никитин, Хэ Чанчунь. Современное состояние ГИС в Китайской Народной Республике. Геофизический вестник, 12/2006, С11-15.

6. Переводчик Гень Бинь, корректор Минь Цзяхуа, Хэ Чанчунь. Отличить трещины методом электрического сканера путем наблюдения кернов и моделирования (на кит. яз.). Каротаж и перфорация, 2002, №4.

7. Переводчик Чэнь Лэй, корректор Хэ Чанчунь. Отличить и количественно анализировать высоковязкую нефть на основе нефтяного бурового раствора с помощью ЯМК (на кит. яз.). Каротаж и перфорация, 2002, №3.

8. Переводчик Бу Линмэй, корректор Хэ Чанчунь, Минь Цзяхуа. Характеристики ядерно-магнитного резонанса нефти и газа (на кит. яз.). Каротаж и перфорация, 2002, № 4.

9. Применение новых каротажных технологий. Издательство нефтяной промышленности (на кит. яз.), 1998 г.

10. Грег Губелин, Крис Моррис, Билл Кеньон, Роберт Клайнберг, Кристиан Стрейли. Ядерно-магнитный каротаж — технология 21-го века. «Ойлфилд Ревью», осень, 1995 г.

11. Сяо Личжи. Теория и применение ЯМК и эксперимент ЯМР (на кит. яз.). Научное издательство,1998.

12. Сяо Личжи, Лу Давэй, Чай Сиюань. Интерпретация и применение данных ЯМК (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности,2001 г.

13. Н.А. Савостьянов. Состояние и проблемы российской геофизической службы,российско-китайский симпозиум, УФА, 2004г.

14. Я.Р. Адиев, В.В. Лаптев. Состояние и перспективы российского геофизического сервиса, российско-китайский симпозиум, УФА, 2004г.

15. Чжао Пэйнуа, Чжен Нуа. Повышение уровни технологии Китая путем прослеживания передовых технологий мира (на кит. яз.), Технология ГИС, Vol.28, №3,2004.

16. Ян Хун. На международном рынке каротажных услуг. Журнал "Технологии ГИС" (на кит. яз.), т.28, N3,2004,185-190.

17. Stephen Prensky. Recent Developments in Logging Technology. Petrophysics, 2002, 43(3), 197-216.

18. Xinyou Lu and David L. Three-Demensional Sensitivity Analysis of Induction Logging in Anisotropic Media. Petrophysics, Alunibaugh, 2001,42(6) 566-579.

19. Hanming Wang and Liang C. Shen. Dual Laterolog Response in Anisotropic Crossbedding Formation. Petrophysics, 2001,42(6), 624-632.

20. Каротажная лаборатория CNPC. Учебник новых технологий ГИС для подготовки специалистов. Издательство нефтяной промышленности, 2004 г.

21. Harlliburton. XRMI X-Tended Rauge Micro-imager Tool. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Theater Two: Well Construction and Formation Evaluation. 2003. 10.

22. Jez Lofts, et al. A New Microresistivity Imaging Device for use in Nan-Conductive and Oil-Based Mud. Petrophysics, 2002,44(5):317-327.

23. Philip Cheung, et al. Microresistivity Tool Operation In OEM. The American Oil & Gas Reporter. 2001.9,135-141.

24. Lofts. J., et al. A New Microresistivity Image Device For Use In Oil-based Mud. Transactions, SPWLA 43rd Annual Symposium, Transaction 1,2002.6.

25. Freedom. R, et al. Field Application of A New Nuclear Magnetic Resonance Fluid Characterization Method. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 2001.10.

26. Khamatdinov, R., et al. Field Test of A New Nuclear Magnetic Resonance Tool. SPWLA 44th Annual Symposium, Transaction, Paper AAA, 2003.6.

27. David L. Alumbaugh and Michael J. Wilt. A Numerical Sensitivity Study of Three Dimensional Imaging from A Single Borehole. Petrophysics, 2001,42(1) ,19-31

28. Richard Rick, Millison. 3-D Induction Logging Improves Evaluation of Low-Resistivity Pay Zones. The American Oil & Gas Reporter. 2001.9,129-153

29. Drack, E., et al. Advances in LWD Nuclear Magnetic Resonance. SPE Annual Technica/conference and Exhibition, Transaction, 2001.10.

30. Prammer, M., et al. The Downhole NMR Fluid Analyzer. SPWLA 42nd Annual Logging Symposium, Transactions, 2001.6

31. A. Badruzzaman. Nuclear Logging Technology Present & Future An Operating Company Perspective, SPWLA 45th Annual Logging Symposium, June 6-9,2004 г.

32. Д.И. Ганичев, О.А. Томилина, КГ. Хамитов, КС. Савичев. Эффективность применения пластового электрического микросканера на Хасырейском месторождении. Разведка и эксплуатация нефтяных месторождений, 03,2006, с. 90-92.

33. С. С. Итенберг, Г.А. Шнурман. Итерпретация результатов каротажа сложных коллекторов. Москва Недра, 1984.

34. Скважинная ядерная геофизика, под редакцией доктора технических наук О.Л. Кузнецова и доктора физико-математических наук A.JI. Поляченко. Москва Недра, 1990.

35. Schlumberger. Subsurface Structural and Stratigraphic Interpretation Methodology, 1991.

36. O. Serra. Formation MicroScanner Image Interpretation, Schlumberger, 1991.

37. Schlumberger. Formation MicroScanner Service,1986.

38. Чжан ШоуЦянъ. Теория и применение технологии сканеров, (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности, 1997.03.

39. Ван Чжэжань, Сяо Цзяци. Теория микроэлектрического сканера (на кит. яз.). Доклад на международной конференции технологии ГИС, Сиянь, 1994 г.

40. Гао Баошань. Оценка коллекторов с помощью пластового микроэлектрического сканера (на кит. яз.). Доклад на международной конференции технологии ГИС, Сиянь, 1994 г.

41. Чен Чжинуа. Сканеры: одна новая сфера каротажной интерпретации (на кит. яз.). Доклад на международной конференции технологии ГИС, Сиянь, 1994 г.

42. К. В. Sulliva, переведено Сюй Дуннуй. Применение методов сканеров для оценки трещиноватых и тонкослоистых коллекторов (на кит. яз.). Каротаж и перфорация, 1996,№2.

43. Цзян Ченнуй. Система для обработки изображения сканеров (на кит. яз.). Зарубежная технология ГИС, 1991,№5.

44. Чжан Сяндун. Типичные примеры изучения седиментационных характеристик пластов с помощью данных FMI (на кит. яз.). Технология ГИС, 1996, №3.

45. Жун Шихэ. Обработка и комплексная интерпретация данных ГИС (на кит. яз.). Издательство нефтяного университета, 1996.09.

46. Фэнь Шаоцзен. Седиментология (т. 1,2) (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности,1993.

47. Ван ВэньЧЖун. Геофизическая геология (т. 1,2) (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности, 1986.

48. Ван Бинхай, Цянь Кай. Геологическое исследование и практика резведки Шэнлиского месторождения (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности, 1992.4.

49. О. Serra, переведено Тань Тиндун. Основа интерпретации данных ГИС и сбор данных (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности, 1992.1.

50. Хун Юми. Теория ГИС и комплексная интерпретация (на кит. яз.), Издательство нефтяной промышленности, 1993.3.

51. Ван Юецай. Наклонометрия (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности, 1985.09.

52. Гуань Шоужуй, Чжао Нуйлин. Краткий курс магматических метаморфических пород. Издательство нефтяной промышленности, 1991.6.

53. Ду Фэнпэн. Сборник интерпретации ГИС карбонатных коллекторов (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности, 1983.1.

54. Тань Тиндун. Сборник современных каротажных технологий в нефтяной промышленности (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности, 1997.04.

55. Чжао Лянсяо. Методы ГИС оценки карбонатных коллекторов (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности,1994.12.

56. Ван Нанъмин. Характеристика двойной БК отдельной наклонной трещины (на кит. яз.). Бюллетень нефтяного университета, №6,1995.

57. Ли Шаньцзюнь, Сяо Ченвэнь. Количественная оценка трещинной пористости карбонатных коллекторов (на кит. яз.). Технология ГИС,1997, №3.

58. Чжуан Пэйжень, Чан Чжичжун. Исследование разломных структур (на кит. яз.). Издательство сейсмологии, 1996.

59. Ань Оу. Поле тектонических напряжений (на кит. яз.). Издательство сейсмологии, 1992.04.

60. Ванъ Тяньфэн. Поле напряжения палео-тектонических структур (на кит. яз.). Геологическое издательство,1988.06.

61. Сун Юнлин. Методы исследования речных седиментационных фаций и прогноза песчаных тел (на кит. яз.). Технология ГИС, 2000, №2.

62. Лю Ченбинь, Ши Чжанго. Оценка низко-пористых трещиноватых или порово-кавернозных карбонатных коллекторов и коллекторов изверженных пород (на кит. яз.). 1999, №6.

63. Чен Ганнуа, Мао Кэюй. Выделение трещин с помощью пластового микроэлекгрического сканера (на кит. яз.). 1999, №4.63 .ДуСудун. Применение данных ГИС при изучении структуры отдельной скважины (на кит. яз.). 1999, №4.

64. Цзэн Вэнчун. Технология ГИС нового поколения "Шлюмберже" (на кит. яз.). Издательство нефтяной промышленности, 1997 г.

65. Пань ЮаньЛин, Чжан ШаньВэнь, Сяо ХуанъЦинь. Разведка скрытых залежей в Цзиянском бассейне. Издательство нефтяной промышленности (на кит. яз.), 2003,1-20.

66. Правила геофизических исследований и работ в поиско-разведочных, эксплуатационных необсаженных скважинах и в обсаженных скважинах для нефтегазовых предприятий (на кит. яз.). Документ N73 "Шэнлиское нефтяное административное бюро, Синопек", 1998 г.

67. Митюшин Е.М., Барляев В.Ю., Мурцовкин В.А., Хаматдинов Р.Т. Первый российский прибор ядерно-магнитного каротажа с сильным искусственным магнитным полем. Геофизика. 2002, №1, с.43-50.

68. Р.Т. Хаматдинов, Е. М. Митюшин, В. Ю. Барляев, В. А. Мурцовкин, А. В. Малинин. Ядерно-магнитный томографический каротаж. Каротажник, 2002, №100.

69. В. А. Мурцовкин. Модель для расчета характеристик пористых сред. Коллоидный журнал, 2002, том 64, №3, с. 387-392.

70. Khamatdinov R., Mityushin Е., Murtsovkin К, Tiller D., Jonkers J. Field test of a new nuclear magnetic resonance tool 2003,44th Annual Logging Symposium Transaction: SPWLA, paper AAA.

71. A.B. Малинин. О некоторых возможностях ядерно-магнитного каротажа при геолого-технологическом моделировании. Каротажник, № 116-117,2004 г, с. 23 44

72. Юань Хайфон. Применение капиллярной теории в интерпретации ГИС (на кит. яз.). Нефтяное издательство, 06,1995.

73. Morris С. Е., et al. Hydrocarbon Saturation and Viscosity Estimation from NMR Logging in the Belridge Diatomite. SPWLA 35th Annual Logging Symposium, June, 1994.