Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Повышение точности определения подсчетных параметров текстурно-неоднородных песчано-алеврито-глинистых коллекторов по данным геофизических исследований скважин

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Повышение точности определения подсчетных параметров текстурно-неоднородных песчано-алеврито-глинистых коллекторов по данным геофизических исследований скважин"

На ппавах пукописи

С-'

АКИНЬШИН АЛЕКСАНДР ВАДИМОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕКСТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ ПЕСЧАНО-АЛЕВРИТО-ГЛИНИСТЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ПО ДАННЫМ

ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН (на примере викуловских отложений Красноленинского свода)

Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

005539379

21 ,!0Я 2013

Тюмень - 2013

005539379

Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете

Научный руководитель: Корнев Владимир Александрович

доктор геолого-минералогических наук,

доцент Тюменского государственного нефтегазового

университета

Официальные оппоненты: Шнурман Игорь Гениевич

доктор геолого-минералогических наук, профессор Кубанского государственного университета,

главный геолог ООО «НК «ПриазовНефть» Хабаров Алексей Владимирович кандидат геолого-минералогических наук, старший эксперт

ОАО «Тюменский нефтяной научный центр»,

Ведущая организация: Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг»

«КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени

Защита состоится 13 декабря 2013 года в 16 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.273.05 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 56, Институт геологии и нефтегазодобычи, аудитория 515.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно-информационном центре ТюмГНГУ по адресу: 625039, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72.

Отзывы, заверенные печатью учреждения, в 2 экземплярах просим направлять по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского 56, Тюменский государственный нефтегазовый университет, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.273.05. Факс: (3452) 46-30-10, e-mail: t_v_semenova@list.ru

Автореферат разослан 9 ноября 2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Т.В.Семенова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. На современном этапе поисковые и разведочные работы не редко выполняются на объектах со сложнопостроенными коллекторами. Характерным примером данного вида коллекторов являются викуловские отложения месторождений Красноленинского свода. Сложность строения коллекторов в условиях данных отложений вызвана текстурной неоднородностью, заключающейся в тонкослоистом распределении глинистых прослоев и включений, размером от десятых долей миллиметра до 20-25 см и обусловлена литолого-фациальными условиями седиментации. Наличие текстурной неоднородности приводит к ухудшению корреляции фильтрационно-емкостных и петрофизических параметров и, как следствие, снижает точность определения подсчетных параметров по данным геофизических исследований скважин (ГИС). Текстурные неоднородности размером 20 - 25 см могут выделяться на диаграммах ГИС в качестве пропластков ограниченной мощности. Такие текстурные неоднородности при большом шаге квантования по глубине (0.2 м) могут быть проинтерпретированы как флуктуации геофизического поля. Поэтому слоистая текстурная неоднородность, или тонкослоистость, выделяется по результатам исследования керна или регистрируется с помощью специальных методов ГИС (микросканеры). Кроме того, текстурные неоднородности образуют микроловушки нефти, осложняя разработку продуктивного горизонта.

Вопросами интерпретации методов ГИС в тонкослоистом разрезе занимались многие отечественные исследователи, такие как Б.Ю. Вендельштейн, P.A. Резванов, В.Н. Дахнов, Б.И. Извеков, Я.Н. Басин, В.А. Ефимов, Е.А. Романов, Т.А. Коровина, И.В. Федорцов, Ф.Я. Боркун, В.Г. Мамяшев, Ф.Н. Зосимов, A.B. Малынаков, Г.М. Золоева, Д.А. Асташкин, А.Ю. Лопатин, A.B. Хабаров, Я.Е. Волокитин, Э. Боркент и др. Среди иностранных ученых можно назвать следующие фамилии -Дж. Тиаб, Э.Ч. Дональдсон, Дж. Мавко, Т. Мукеджи, Дж. Доркин, Т. Дарлинг и др. Однако до настоящего времени не решены вопросы, связанные с повышением достоверности оценки подсчетных параметров в скважинах со стандартным комплексом ГИС, и вопросы выделения коллекторов в условиях тонкослоистого разреза. Для решения этих вопросов необходимо комплексное исследование геолого-геофизической информации, включая результаты изучения кернового материала, данные ГИС и испытаний скважин.

В этой связи изучение тонкослоистости коллекторов по данным ГИС и керна является актуальной научной и важной практической задачей.

Целью исследования является повышение точности определения подсчетных параметров текстурно-неоднородных песчано-алеврито-глинистых коллекторов по данным ГИС посредством создания петрофизической модели.

Основные задачи исследования:

1. Анализ современного состояния проблемы интерпретации материалов ГИС в тонкослоистых разрезах.

2. Изучение особенностей геологического строения тонкослоистых коллекторов викуловских отложений Красноленинского свода.

3. Разработка метода определения доли глинистых прослоев и включений на

керне.

4. Создание петрофизической модели текстурно-неоднородных песчано-алеврито-глинистых пород-коллекторов.

5. Разработка алгоритмов интерпретации методов ГИС в условиях тонкослоистого разреза.

Научная новизна:

1. Впервые предложен метод определения площадной доли глинистых прослоев и включений по фотографиям колонки керна, основанный на преобразовании фотографий в яркостную шкалу, с последующим разделением компонентов путем моделирования распределения яркости прослоев нормальным законом.

2. Разработана петрофизическая модель текстурно-неоднородных песчано-алеврито-глинистых пород-коллекторов викуловских отложений Красноленинского свода, описываемая системой уравнений.

3. Разработана методика определения коэффициента проницаемости текстурно-неоднородных пород-коллекторов через коэффициент пористости песчано-алевритовых прослоев и объемную долю глинистых прослоев и включений.

4. Разработана методика определения подсчетных параметров текстурно-неоднородных пород-коллекторов по эмпирическим зависимостям "керн-ГИС" и путем решения системы уравнений, описывающей связи петрофизических и геофизических параметров.

Защищаемые положения:

1. Программная цифровая обработка фотографий колонки керна текстурно-неоднородных пород разреза скважин позволяет получить наряду с другими непосредственно определяемыми на керне фильтрационно-емкостными свойствами петрофизический параметр - объемную долю глинистых прослоев и включений, необходимый для разработки петрофизической модели тонкослоистых горных пород и методики интерпретации методов ГИС.

2. Предложенная петрофизическая модель текстурно-неоднородных песчано-алеврито-глинистых пород-коллекторов викуловских отложений Красноленинского свода, является основой для создания эффективной методики интерпретации данных ГИС и определения подсчетных параметров.

3. Разработанная методика интерпретации данных ГИС тонкослоистых пород-коллекторов викуловских отложений Красноленинского свода в условиях тонкослоистого разреза повышает точность определения геологических параметров:

эффективных толщин, коэффициентов пористости, проницаемости и нефтенасыщенности пород-коллекторов.

Практическая значимость. Предложенная петрофизическая модель пород-коллекторов и разработанная методика интерпретации методов ГИС повышают геологическую эффективность интерпретации за счет уточнения геологических запасов и уменьшения вероятности пропуска коллектора, а технологическую эффективность за счет повышения точности оценки запасов углеводородов и проектов разработки месторождения.

Методы исследования. В процессе работы использовались следующие методы исследования: синтез и анализ геолого-геофизической информации, систематизация проведенных ранее исследований изучения тонкослоистых коллекторов, анализ кернового материала, построение петрофизических зависимостей, аналитический подход к созданию алгоритмов, информационный подход, заключающийся в использовании языков программирования для решения геолого-геофизических задач.

Фактический материал. В основу работы положены результаты анализа материалов геофизических исследований по 110 поисково-разведочным и 716 эксплуатационным скважинам Рогожниковского месторождения, месторождений им. В.И. Шпильмана и им. Н.К. Байбакова, данные результатов испытаний и исследований скважин, выполненные в ОАО «Сургутнефтегаз», материалы комплексного изучения керна (проходка 1805 м, средний вынос 82%, 1877 изученных образцов), выполненные в научно-исследовательском комплексе петрофизических исследований Тюменского отделения «СургутНИПИнефть».

Апробация результатов работы. Предложенный подход разработки петрофизических алгоритмов интерпретации ГИС использован в ОАО «Сургутнефтегаз» при подсчете запасов викуловских отложений указанных месторождений.

По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи в ведущих реферируемых ВАК изданиях. Основные результаты работы докладывались на XI конференции молодых специалистов организаций, осуществляющих виды деятельности, связанной с пользованием участками недр на территории Ханты-Мансийского автономного округа - Югры (Ханты-Мансийск, 2011); I Международной научно-практической конференции «Достижения и перспективы естественных и технических наук» (Ставрополь, 2012); IX Международной научно-практической конференции «Наука в современном мире» (Таганрог, 2012); Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Новые технологии нефтегазовому региону» (Тюмень, 2013); Научно-практической конференции «Современное состояние промысловой геофизики» (Дубна, 2013); Всероссийской молодежной научной конференции с участием иностранных ученых «Трофимуковские чтения 2013» (Новосибирск, 2013).

Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Содержание работы изложено на 135 страницах. Список литературы состоит из 94 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору В.А. Корневу. Автор искренне признателен за научные консультации, совместную работу по реализации идей исследований и заинтересованную поддержку кандидату геолого-минералогических наук, доценту В.А. Ефимову. Автор выражает благодарность А.Р. Акманаеву, И.Б. Лубинцу, A.B. Мальшакову, В.Г. Кузнецову, Т.А. Коровиной.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, ставятся цель и задачи диссертации, раскрывается научная новизна, теоретическая и практическая значимость диссертационной работы, формулируются положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Современное состояние проблемы интерпретации материалов ГИС в тонкослоистых разрезах» раскрывается проблематика рассматриваемых отложений и приводится краткий обзор методического обеспечения интерпретации ГИС.

В главе приводится краткий обзор современных методов определения подсчетных параметров в условиях тонкослоистого разреза. Под термином «тонкослоистость» или «текстурная неоднородность» понимается наличие, в выделяемом по данным ГИС пластопересечении, прослоев и/или включений породы, отличающейся по литологической принадлежности от породы самого пропластка.

Обзор известных методов исследования свидетельствует о том, что накопленный объем знаний не достаточен для достоверного определения геологических параметров текстурно-неоднородных пород-коллекторов. Это связано с тем что, существующие методики определения подсчетных параметров не отвечают требуемой достоверности, а специальные методы исследования, как правило, не выполняются или выполняются в ограниченном объеме.

Во второй главе «Особенности геологического строения тонкослоистых коллекторов викуловских отложений» приводится геолого-петрофизическая характеристика викуловской свиты Красноленинского свода.

Особенности формирования викуловских отложений на рассматриваемой площади заключаются в наличии в геологическом разрезе двух литолого-фациальных типов пород: морских отложений штормового шельфа и врезанных каналов (И.В. Федорцов, М.В. Салмин, К.А. Костеневич, 2011), при этом в отложениях штормового шельфа были выделены три фации осадконакопления. Однако ФЕС пород, принадлежащих к разным циклам осадконакопления, изменяются в одинаковых диапазонах, поэтому для решения геофизических задач необходимость разделения пород викуловских отложений на фации осадконакопления отсутствует.

Породы врезанных каналов по всей площади месторождения представлены однородными по структуре и текстуре коллекторами с единичными прослоями глин, четко выделяемых на показаниях методов ГИС. В отложениях штормового шельфа имеет место слоистое и линзовидное распределение глинистого материала (рис.1) размером неоднородностей от десятых долей миллиметра до 20-25 см. При этом текстурные неоднородности характеризуются слабой прослеживаемостью по площади и довольно резкой изменчивостью.

0 2 4 6 8 10 си

Рис. 1. Пример текстурной неоднородности пород викуловских отложений

Для пород штормового шельфа по керну отмечается неоднородность флюидонасыщения, представленная чередованием по мощности залежи водо- и нефтенасыщенных прослоев. Масштабы данной неоднородности сопоставимы с масштабом слоистости, однако наличие неоднородности насыщения не связано с распределением слоистой глинистости. При этом нефтенасыщенные пропластки характеризуются наилучшими ФЕС (Кпр > 30 мД).

Для изучения влияния тонкослоистости на подсчет запасов углеводородов в главе проводится сравнение объема геологических запасов, определенного по стандартной методике (принимая коллектор текстурно-однородным) и альтернативной методике автора (с учетом непроницаемых прослоев и включений). Анализ влияния тонкослоистости на подсчет запасов углеводородов выполняется с помощью моделирования изменения разницы между линейными запасами, для чего использовались модели пластов, имеющие различные доли глинистых прослоев и одинаковые коэффициенты пористости песчаных и глинистых компонент. Используя стандартную методику подсчета запасов углеводородов для тонкослоистых коллекторов, отмечается занижение подсчета геологических запасов по сравнению с предложенной альтернативной методикой, разработанной специально для текстурно-неоднородного коллектора.

В третьей главе «Определение доли глинистых прослоев и включений на керне» рассматриваются существующие на данный момент методы определения объемной доли текстурных компонент тонкослоистой породы и разрабатывается метод определения объемной доли текстурных компонент тонкослоистой горной породы по фотографиям колонки керна.

Существующие методы определения доли текстурных компонент можно условно разделить на методы инструментального определения размера неоднородностей непосредственно на керне или на фотографиях керна, методы исследования структуры породы на колонке керна и методы программной обработки фотографий керна. Данные методы обладают рядом недостатков, таких как высокая трудоемкость, низкая достоверность или необходимость использования стандартных образцов (реальных или виртуальных), что в условиях изменчивого разреза викуловской свиты недопустимо.

В связи с чем возникает необходимость разработки достоверного и в тоже время оперативного метода определения объемной доли глинистых прослоев и включений на керне. В главе описан разработанный автором метод определения площадной доли глинистых прослоев и включений по фотографиям колонки керна, основанный на четком контрасте компонент текстурно-неоднородной породы. Алгоритм определения доли глинистых прослоев и включений состоит из следующих этапов:

1. привязка керна к кривым ГИС с использованием профильных методов исследования и выделение участков фотографий керна, соответствующих интервалам разбивки кривых ГИС на пластопересечения;

2. фильтрация теней и сколов на колонке керна, возникающих при выносе керна на поверхность;

3. исключение эффекта ложного отнесения нефтенасыщенных участков к глинистым прослоям путем учета влияния красной компоненты в цвете пикселей;

4. преобразование цветовой гаммы фотографии в яркостную шкалу путем построения практического распределения яркости прослоев;

5. разделение светлых (песчано-алевритовых) и темных (глинистых) прослоев путем моделирования распределения яркости прослоев нормальным (Гауссовским) законом. Для этого подбираются параметры (среднее математическое ожидание и дисперсия) двух распределений так, чтобы суммарное распределение как можно точнее описывало наблюдаемое распределение яркостей прослоев (рис.2). Точка пересечения двух распределений принимается за критическую яркость прослоя, ниже которой прослой считается темным (глинистым), а выше светлым (песчано-алевритовым).

В результате обработки фотографии керна получается контрастная картина площадного распределения песчано-алевритовых и глинистых прослоев (рис.3).

Доля глинистых прослоев определяется как отношение количества темных пикселей фотографии к общему числу пикселей (темных и светлых).

В конце главы анализируется достоверность результатов определения доли глинистых прослоев и включений. Оценка погрешности определения доли темных прослоев сводится к оценке трансгрессии - площади перекрытия распределений.

Рис. 2. Разделение светлых и темных прослоев путем моделирования практического распределения яркости пикселей нормальным законом

Рис. 3. Пример площадного распределения песчано-алевритовых и глинистых

прослоев

В четвертой главе «Петрофизическая модель текстурно-неоднородных песчано-алеврито-глинистых пород-коллекторов» на основе анализа геологического строения и петрофизических исследований разрабатывается петрофизическая модель тонкослоистых пород викуловских отложений Красноленинского свода, анализируются взаимосвязи параметров модели и рассматривается информативность отдельных методов ГИС в условиях разработанной модели.

Породы врезанных каналов характеризуются однородным строением и отсутствием текстурных особенностей, в связи с чем особое внимание уделено исследованию петрофизической модели тонкослоистых пород-коллекторов штормового шельфа. Такая петрофизическая модель представляется как песчано-алеврито-глинистая порода, состоящая из песчано-алевритовых и глинистых прослоев. При этом в поровом пространстве песчано-алевритовых прослоев присутствует рассеянная глинистость, а глинистые прослои содержат песчано-алевритовый материал.

Таким образом, модель слоистой породы (рис. 4) можно охарактеризовать с помощью величин пористости (Кп), глинистости (Кгл), содержания песчано-алевритовой фракции (КП_АП) и удельным электрическим сопротивлением (УЭС) (р) отдельно песчано-алевритовых и глинистых пропластков в их объемном содержании. Такую модель можно описать системой петрофизических уравнений:

- к"п &гл = К"г

■*(1-х)+к?л*х

К"п

где Яп, кгл и К-п.м - коэффициенты пористости, глинистости и содержания песчано-алевритовой фракции породы в целом (интегральные величины); Кппесч, К"гл" и -

коэффициенты пористости, глинистости и содержания песчано-алевритовой фракции песчаной компоненты; К", К"л и К%_/1Л - коэффициенты пористости, глинистости и содержания песчано-алевритовой фракции глинистой компоненты; х ~ объемная доля глинистых прослоев и включений.

-1 -X

Песчаник

Глина

УХ

Рис. 4. Схематичное изображение модели викуловских отложений

В главе исследуются взаимосвязи параметров, описывающих петрофизическую модель викуловских отложений, путем построения сопоставлений величин, измеренных на керновом материале. Были выявлены зависимости проницаемости от гранулометрических и текстурных свойств коллектора, при этом величина пористости песчано-алевритовой компоненты значимо не зависит ни от одного из параметров, используемых в системе уравнений (1).

При определении проницаемости коллекторов викуловских отложений Красноленинского свода предлагается использовать разные зависимости для пород врезанных каналов и штормового шельфа. Это связано с существенными различиями проницаемости пород-коллекторов двух литолого-фациальных типов при изменении пористости в равных пределах.

Определение проницаемости для монолитных коллекторов отложений врезанных каналов предлагается проводить путем нахождения зависимости проницаемости от пористости. Определение проницаемости коллекторов штормового шельфа, содержащих текстурные неоднородности, предлагается осуществлять по следующему уравнению:

_К"ПТ{\-х)

Кп

(2)

где Кпр - проницаемость текстурно-неоднородного коллектора в целом; К"п-проницаемость песчано-алевритового компонента; г™ - извилистость проницаемых каналов песчано-алевритовой компоненты, вызванной глинистыми включениями (при параллельной слоистости равна 1).

Определение величины предлагается проводить путем нахождения

зависимости проницаемости от пористости и объемной доли глинистых прослоев и включений.

В главе рассмотрено влияние извилистости проницаемых каналов песчано-алевритовой компоненты на проницаемость тонкослоистого коллектора. На основании полученных данных делается вывод о том, что влияние извилистости при определении коэффициента проницаемости в направлении параллельном напластованию незначительно.

Далее рассмотрено влияние тонкослоисгости на показания методов ГИС, возможности и ограничения использования определенных методов ГИС при определении подсчетных параметров тонкослоистых пород-коллекторов.

В условиях тонкослоистого разреза методы ГИС фиксируют некоторое среднее (интегральное) свойство пластопересечения, которое зависит от свойств обеих компонент неоднородной породы и от их объемного соотношения. При этом модель показаний радиоактивных (РК) и акустических (АК) методов в общем виде можно описать уравнением:

ГИС=Рп_лл*(\-х)+Ргл*х, (3)

где ГИС - показания метода ГИС, Рп.м и Ргл - петрофизические параметры текстурных компонент.

Относительная амплитуда метода самопроизвольной поляризации (ПС) в условиях тонкослоистого разреза зависит не только от величины объемной доли глинистых прослоев и включений, но и от отношения удельных сопротивлений песчано-алевритового (рПЕСЧ) и глинистого (ргл) прослоев (Н.О.ОоН, 1949). В этой связи метод ПС можно принять как основной метод для оценки доли глинистых прослоев и включений, однако его применение необходимо комплексировать с другими методами ГИС.

Значение удельного электрического сопротивления предлагается корректировать за счет влияния слоистой глинистости по формуле параллельного соединения проводников:

1

В пятой главе «Алгоритмы интерпретации методов ГИС в условиях тонкослоистого разреза» описываются подходы к созданию алгоритмов

интерпретации, и разрабатывается методика интерпретации методов ГИС в условиях тонкослоистых отложений викуловской свиты Красноленинского свода.

Прямые качественные признаки в условиях тонкослоистых пород викуловской свиты довольно часто не фиксируются против интервалов коллекторов, хотя коллекторские свойства последних могут подтверждаться результатами исследования керна. Количественный критерий выделения коллекторов должен учитывать неоднородность фильтрационно-емкостных свойств песчано-алевритовой матрицы и влияние слоистой глинистости. В связи с чем для выделения коллекторов в викуловских отложениях Красноленинского свода предлагается использование зависимости вида:

К7Р=Я*У (5)

Представленная зависимость была получена путем сопоставления граничных уравнений коэффициентов пористости и проницаемости, полученных на основе керновых данных, с объемной долей глинистых прослоев и включений, определяемой по соответствующим фотографиям керна (рис.5).

о Кпэф>гран • Кпэф<гран -линия гран.знач.

~ 10

о. о о игВЕК? 0»

♦

о ♦ ♦ ♦

❖ Кп эф > гран ♦ Кп эф < гран -линия гран.энач.

О < >4*

Го О ООО ойй Ёй Щг о оО * о

& * ♦

♦ « ♦ ♦

10 15 20 25 30 35 Кп (керн), %

0.4 0.6 0.8

X (керн), д.е.

(а) (б)

Рис. 5. Сопоставление пористости и проницаемости (а) и проницаемости с объемной доли непроницаемых прослоев (б)

Построение алгоритмов интерпретации в условиях разработанной петрофизической модели требует знаний как интегральных характеристик пластопересечения, так и свойств песчано-алевритовой и глинистой компонент в их объемном содержании. Однако в выделенных по данным ГИС интервалах керновыми исследованиями представлен один из компонентов породы, что осложняет создание алгоритмов интерпретации методов ГИС.

В связи с чем для определения интегральной пористости пластопересечения предлагается использование гамма-гамма плотностного метода (ГГК-П), т.к. минеральная плотность пород викуловских отложений изменяется в узком интервале.

Для интерпретации скважин без ГГК-П предлагается определение пористости с помощью комплекса показаний гамма-метода (ГК) и объемного водородосодержания (\\0.

Определение объемного содержания компонент осуществляется путем нахождения зависимости доли глинистых прослоев и включений с амплитудой ПС и показаниями ГК.

Пористость глинистой компоненты предлагается принимать равной ее модальному значению по образцам керна, непосредственно из глинистых прослоев и включений (17%). Однако при этом абсолютная погрешность определения коэффициента пористости песчано-алевритовой компоненты увеличивается с ростом глинистой компоненты. При определении удельного электрического сопротивления песчано-алевритовой компоненты, УЭС глинистых прослоев предлагается рассчитывать через параметр пористости.

Для определения подсчетных параметров путем решения системы петрофизических уравнений предлагается привлечение следующих методов: ГГК-П, нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам (ННКт), ГК, АК, относительной амплитуды ПС и УЭС. Если принять, что петрофизические параметры для песчано-алевритовой и глинистой части равны, то система уравнений имеет вид: 8 = 5,* К„ + 6„_ш * + 5т *кгл

Т _ гВ * , тП-АЛ * Л. тГЛ * Л-

" ГК ГК п и ГК Л-АЛ ГК 1ХГЛ

ЬТ = АТП_Л„*(1-Х)+ЬТГЛ*Х

__1_

/р"т /р" р" = якл)

кп" + АЛ + '1

К" + + к'гл =1

где 8, ¡V, 7ш и АТ - величины, характеризующие объемную плотность, объемное водородосодержание, гамма-активность и интервальное время соответственно; ДТп_лп и ДТгл - интервальное время пробега волны для песчано-алевритовой и глинистой компоненты.

Решение системы уравнений относительно пористости, глинистости, содержания песчано-алевритовой фракции, УЭС каждого компонента и объемной доли глинистых прослоев возможно методом градиентного спуска. При этом для упрощения интерпретации было разработано программное обеспечение на языке программирования С#, позволяющее производить определение подсчетных параметров. Аналогичное программное обеспечение может быть разработано на

13

других языках программирования или в виде пользовательских модулей в геофизических программных продуктах, таких как GeoOffice Solver, ГеоПоиск, Techlog, и т.д.

Для оценки точности определения коэффициента пористости с помощью предложенных алгоритмов интерпретации были выполнены сопоставления соответствующей величины с керновыми измерениями (рис. 6). Средняя величина абсолютной погрешности определения коэффициента пористости при использовании аналитического подхода составляет 1.1 % (максимальная - 3.6 %), при использовании эмпирического подхода - 1.2% (максимальная - 3.5%). При этом по формулам, использованным при подсчете запасов углеводородов викуловских отложений Красноленинского месторождения, наблюдаются систематические расхождения результатов (средняя абсолютная погрешность определения пористости по стандартной методике составляет 2.0 %, максимальная 6.3 %).

-Линия равных значений--погрешность 2.5% -Линия равных значений--погрешность 2.5%

(а) (б)

Рис. 6. Сопоставление коэффициента пористости песчано-алевритовых прослоев, определенного решением системы петрофизических уравнений (а) и по эмпирическим зависимостям (б), с керновыми данными

Коэффициент нефтенасыщенности предлагается определять для песчано-алевритового компонента по удельному электрическому сопротивлению породы-коллектора, скорректированному за влияние анизотропии электропроводности, вызванной наличием слоистой глинистости.

Заключение

1. Установлено, что основными особенностями викуловских отложений Красноленинского свода, влияющими на интерпретацию методов ГИС, являются наличие текстурной неоднородности и присутствие в разрезе викуловской свиты двух типов отложений (штормового шельфа и врезанных каналов), отличающихся по текстурным характеристикам, ФЕС, минеральному и гранулометрическому составу.

2. Разработан метод определения площадной доли глинистых прослоев и включений по фотографиям колонки керна, что позволяет получить петрофизический параметр, необходимый для разработки петрофизической модели тонкослоистых горных пород и алгоритмов интерпретации методов ГИС.

3. В качестве петрофизической основы алгоритмов интерпретации данных ГИС в условиях тонкослоистого разреза предложена петрофизическая модель текстурно-неоднородных песчано-алеврито-глинистых пород-коллекторов викуловских отложений Красноленинского свода, описываемая системой уравнений.

4. Разработаны алгоритмы интерпретации методов ГИС, основанные на аналитическом и эмпирическом решениях.

5. По полученным алгоритмам произведена интерпретация скважин Рогожниковского месторождения, месторождений им. В.И. Шпильмана и им. Н.К. Байбакова. Разработанные алгоритмы интерпретации были представлены в государственной комиссии по запасам полезных ископаемых (ГКЗ) в 2010 году при подсчете запасов углеводородов месторождения им. Н.К. Байбакова, в 2012 году в научно-техническом совете ОАО «Сургутнефтегаз» и в 2013 году в ГКЗ при экспертизе проекта по подсчету углеводородов запасов Рогожниковского месторождения. С помощью выполненной интерпретации построена геологическая и гидродинамическая модели продуктивной залежи викуловских отложений Рогожниковского месторождения.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

Публикации в рекомендуемых изданиях ВАК РФ:

1. Акиньшин, А. В. Петрофизическая модель сложнопостроенных пластов на примере викуловских отложений Красноленинского свода / А. В. Акиньшин, В. А. Ефимов // Нефтяное хозяйство. - 2012. - № 8. - С. 22-24.

2. Акиньшин, А. В. Определение доли глинистых прослоев и включений по фотографиям колонки керна / А. В. Акиньшин, А. Р. Акманаев, В. А. Ефимов // Нефтяное хозяйство. - 2013. - № 10. - С. 88-90.

3. Акиньшин, А. В. Повышение достоверности определения коэффициента проницаемости сложнопостроенных коллекторов на примере викуловских отложений Красноленинского свода / А. В. Акиньшин, В. А. Корнев // Естественные и технические науки. - 2013. -№5. - С. 159-161.

Статьи в научных сборниках и материалах конференций:

4. Акиньшин, А. В. Петрофизические алгоритмы интерпретации ГИС тонкослоистых коллекторов на примере отложений Викуловской свиты / А. В. Акиньшин // XI конференция молодых специалистов, работающих в организациях, осуществляющих деятельность, связанную с использованием участков недр на территории Ханты-Мансийского автономного округа - Югры: Сборник материалов конференции. - Ханты-Мансийск: АУ «Технопарк высоких технологий», 2011.-С. 27-31.

5. Акиньшин, А. В. Определение доли непроницаемых прослоев и включений на керне для обоснования петрофизических алгоритмов интерпретации / А. В. Акиньшин, А. Р. Акманаев II Достижения и перспективы естественных и технических наук: материалы I Международной научно-практической конференции. - Ставрополь: Центр научного знания «Логос», 2012. - С. 217-221.

6. Акиньшин, А. В. О способах разработки алгоритмов интерпретации тонкослоистых коллекторов / А. В. Акиньшин, В. А. Ефимов // Наука в современном мире: Материалы IX Международной научно-практической конференции (22 февраля 2012 г.): Сборник научных трудов. - М.: Издательство «Спутник+», 2012. - С. 21-27.

7. Акиньшин, А. В. Влияние тонкослоистости на образование микроловушек нефти / А. В. Акиньшин II Новые технологии - нефтегазовому региону: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2013. - С. 45-47.

8. Акиньшин, А. В. Петрофизическая модель перспективных тонкослоистых отложений Красноленинского свода для оценки их подсчетных параметров / А. В. Акиньшин // Трофимуковские чтения - 2013: Материалы всероссийской молодежной научной конференции с участием иностранных ученых. - Новосибирск: ИНГГ, 2013. -С.135-138.

Формат 60x84/16. Бумага XEROX. Печать цифровая. Подписано в печать 01.09.2011 г. Усл. печ. л. 1.0. Тираж 100. Заказ 79.

Типография ООО «Маяк» 625035, г. Тюмень, ул. Геологоразведчиков, 38/16. Тел. (3452) 59-35-51