Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка методики и технологии интегрированной интерпретации ГИС в карбонатных коллекторах со сложной структурой порового пространства

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики и технологии интегрированной интерпретации ГИС в карбонатных коллекторах со сложной структурой порового пространства"

РГВ од

- 8 ОПТ 1996

На прав-ах рукописи

Зубарев Алексей Павлович

РАЗРАБОТКА'МЕТОДИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ГИС В КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ СО СЛОЖНОЙ СТРУКТУРОЙ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА (на примере иижнелалеозонских отложений Хорейверской впадины)

Специальность 04.00.12 - Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата г еогого-минер алогических наук-

Соискатель

Ухта 1996

Работа выполнена в Ухтинском индустриальном институте.

*

.Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук профессор Груиис Е.Б.

Официальные оппоненты - доктор физико- математических наук,

ведущий научный сотрудник Еннкеева Ф.Х. -доктор геолого-минералогических наук, профессор, главны!) научный сотрудник Басин Я. Н.

Ведущая организация - Ухтинская геолого-геофизическая экспедиция "Ухтагео сервис" ГГП" Ухтанефтегазгеология"

Защита диссертации состоится " 22" октября 1996 г. в 10 часов на заседании диссертационного Совета К 064.83.01 в Ухтинском индустриальном институте ( 169400, г. Унта, Республика Коми, ул. Первомайская, 13)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ухтинского индустриального института.

Автореферат разослан " '

.1996 г.

.Учеиый секретарь диссертационного совета

Ю.Г. Смирнов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Повышение точности и детальности изучения г «логических моделей объектов , коллекторов, оценки запасов залежей является актуальной проблемой разведки и разработки месторождении нефти и газа. Особо важную роль при решении ->той проблемы имеют методы и методики, позволяющие оценить фильтрациоино-емкостныг свойства коллекторов со сложным типом структуры поропого пространства карбонатных отложений. К таким методам относятся специсследования по закачке индикаторных жидкостей, временные замерь!, радиоактивны», акустический, ядерно-магнитный каротаж, основные принципы которых были разработаны Ю.А.Тулиныч, Я.Н.Бзсипым, О.Л. Кузнецовым, С.М. Аксельродом, Н.Н.Сохрановым, а затем развиты отечественными и зарубежными исследователями.

Существующий о мировой практике опыт проведения геофизических работ по Р"еч нефтегазоносным бассейнам свидетельствует об определенной их этг.пности. Не является исключением и Гимино-Печорская нефтегазоносная провинция. Этапы развития геофизических исследований скважин, как правило, связаны с появлением принципиальных новых геолого-геофизических идей и прогнозов, которые сгязаны с критическим пересмотром существующих методик, технологии, фондовых материалов, созданием систем обработки и интерпретации. Их реализация превращается я открытие новых технологий, методик и сведение новых критериев, характеризующих подсчетные параметры вновь открываемых залетсей и месторождений углеводородного сырья. Современный этап развития промысловой геофизик!: связан с применением компьютерных технологии регистрации данных ТИС Я ГТИ, формированием принципиально нового подход» к пчляечениго информации из геофизических данных.

Наступившая в 90-е годы либерализация внешнеэкономических отношений дала фактический материал для количественных и качественных оценок отстал.??-!;«!» отечественных технолог"!! проведения и интерпретации ГИС до уропмя, достигнутого в мировой практике, и выдвинула проблему выживаемости российских организации по геофизическим работам в условиях экспансии западных фирм.

Целенаправленное развитие применяемых технпко-технологическях и геолого-мзтоднческнх средств при одновременном совершенствовании интегрированной пнгерпретацгш с использованием обрабатывающих систем на ПВЭМ

предопределяет два подхода к извлечению информации нз геофизических данных -геофизическую интроскопию и геофизическую нитрометрию.

В силу недостаточной разработанности методов интерпретации сложных коллекторов многие сведения о геологическом строении н физических свойствах пород , которые можно получать по данным каротажа, остаются нераскрытыми.

Одним из факторов, которые могут повысить надежность и достоверность ГИС, является учет компонентного состава горных пород и пластового флюида при комплексной интерпретации данных ГИС. Неучет компонентного состава горных пород-коллекторов приводит к значительным погрешностям при определении коллекторскпх свойств и неверной оценке, а иногда и к пропуску продуктивных интервалов.

Анализ современного состояния ресурсной базы провинции показывает

концентрацию 64% начальных ресурсов нефти и 52% прогнозных в северных

районах ТПП; 58% начальных ресурсов газа в Северо-Предуральском краевом

.1

прогибе и около 32% в пределах арктического шельфа. Более 29% углеводородного сырья связано с нижнепалеозойскими карбонатными отложениями. На основе материалов исследования скважин и анализа кернового материала силурийско-нижнедевонских карбонатных отложений ТПП установлено, что в них преобладают субвертикальные трещины, которые практически не влияют на распространение продольных волн АК, удельное электрическое сопротивление. В связи с этим каротаж по Р волнам, БКЗ, БК не эффективен.

В работе предложены новые методические приемы и подходы к созданию интегрированной интерпретации данных ГНС с учетом компьютерных технологий И моделирования и кроссплотинга, которые включают современные принципы и новые применительно к сложнопостроенным коллекторам методические приемы интерпретации параметров акустического, радиоактивного, электрического каротажа на основе кроссплотинга, обеспечивающих высокую точность и достоверность определения фильтрационно-емкостных свойств.

Цель работы: повышение точности, детальности изучения геологических моделей коллекторов, достоверности подсчета запасов нефта и газа за счет более углубленной обработки параметров акустического, радиоактивного, ядерно-магннтного, электрического каротажа и интегрированной интерпретации с применением современных автоматизированных систем.

Основные задачи исследований:

-разработка и научно-методическое обоснование возможностей и принципов интерпретации методов каротажа, применительно к задачам изучения моделей коллекторов, подсчета запасов, прогнозирования удельной продуктивности;

- разработка палеточного и методического обеспечения и его опробование при выделении в карбонатных отложениях по данным ГИС коллекторов со сложной структурой порового пространства с дифференциальной оценкой их емкостных свойств;

- определение круга вопросов, при решении которых требуется знание компонентного состава коллекторов;

-разработка графов интегрированной автоматизированной интерпретации с применением систем Гинтел и Ьо{>1оо1$;

- применение разработанной технологии при изучении пород-коллекторов со сложной структурой порового пространства в карбонатных разрезах месторождений Тимано-Печорской провинции.

Научная новизна:

- разработана методика определения компонентного состава коллекторов и модель сложно-построенного коллектора с развитой вертикальной трещиноватостью, доломитизацией и наличием различных примесей минералов;

-показано, что наиболее эффективным критерием для выделения коллекторов является параметр вытеснения, определяемый по данным специсследований и временных замеров;

- доказано, что в низкопоровых карбонатных коллекторах эффективным ■ и целесообразным является определение коэффициента пористости по данным методов 2ННК-Т, волнового АК по параметрам продольных и поперечных волн, определение динамической пористости и остаточного насыщения по данным ЯМК;

-доказано, что процесс геологической интерпретации, при определении подсчетных параметров и оценке удельной продуктивности должен базироваться на принципах нитрометрии и интроскопии при детерминистском и статистическом подходах.

Основные защищаемые положения диссертации -. методика выделения в карбонатных отложениях коллекторов со сложной структурой порового пространства с дифференцированной оценкой их фильтрационно-емкостиых свойств;

- способ определения подсчетных параметров, удельной продуктивности, основанный на построении объемной модели и преобразовании петрофизнческой и интерпретационной модели;

- новая технология интегрированной интерпретации На основе кроссплотинга н нитрометрии для эффективного решения основных задач нефтепромысловой геологии, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.

Практическая ценность работы заключается в разработке интегрированной . Интерпретации данных ГИС с учетом петрофизических связей, компонентного и элементного состава, палеточного и методического обеспечения с целью выделения коллекторов В карбонатных разрезах и дифференциальной оценки их емкостных свойств, в том числе и зонах развитой трещиноватости.

Внедрение результатов работы. Результаты использованы при составлении отчетов по подсчету запасов Макарихинского, Сандивейекого, Возенского, Хасырейского и других месторождений ТПП, а также при разработке "Методических рекомендации по технологии проведения ГИС и определению подсчетных параметров на месторождениях ТПП", утвержденных ГТП "Ухтанефтегазгеология" в 1993 году, и "Регламентах на производство ГИС и ГШ на объектах предприятия "Севергазпром", утвержденных в 1995 году.

Апробация работы: Основные положения диссертационной работы докладывались на:

- Всесоюзном совгщанни "Повышение эффективности исследований нефтяных и газовых скважин на основе применения ядерно-магнитных методов" (Баку, май 1986);

-Всероссийском научно-техническом совещании "Геофизические методы при разведке недр и экологических исследованиях" ( Томск, март 1996 );

-Всероссийской научной конференции "Фундаментальные проблемы нефти и газа"( Москва, январь 1996 );

- XI геологической конференции Коми АССР (Сыктывкар, апрель 1989 );

-научно-технических конференциях "Эффективность применения специальных

методов исследования" (Пермь, февраль 1992), "Актуальные проблемы геологии нефти и газа" (Ухта, апрель1995), "Природные ресурсы центральных районов Республики Коми" (Ухта, ноябрь 1994).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах и изложены в 5 тематических отчетах.

Структура и объемы работы. Диссертация состоит из введения, 3 разделов, заключения, содержит 177 страниц текста, в том числе: 13 таблиц, 65 рисунков, 61 наименование списка литературы.

В основу диссертационной работы положены результаты исследований, выполненных автором в 1984-1996 годах.

Автор признателен научному руководителю-доктору геолого-минералогических наук, профессору Е.Б. Грунису за постоянное внимание и советы на протяжении всей работы над диссертацией. Автор благодарен докторам ведущих научно-исследовательских институтов-, проф. С.М. Аксеяъроду, проф. B.C. Афанасьеву, проф. Я.Н. Васину, проф. P.A. Резванову, Р.Т.Хаматдинову, Ф.Х. Еиикеевой, проф. В.Г. Фоменко, проф. А.И.Дъяконову, В.Д. Неретину, проф. А.И.Кобрунову, Г.Г. Номокановой, Б.К.Журавлеву, кандидатам наук: Д.В. Белококю, А.Н. Африкяну, В.А.Зыкову за помощь в проведении научных исследований, а также главным специалистам Ухтинйсой геофизической экспедиции П.Г. Парфенову, Ю.Ф. Скирневскому, В.И. Кравченко, И.И. Кормнну, М.А.Шабакову, Н.И.Булееву , Т.Н. Вагиной за помощь и ценные советы при проведении полевых и камеральных работ, при проведении обработки на ПЭВМ. Автор выражает благодарность Н.Г. Сорокиной ( УИИ), Е.М. Гурленову ( СеверНИПИгаз ) и службе генерального заказчика по ГРР предприятия "Севергазпром" за помощь в редактировании и оформлении диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении дана общая характеристика работы, определены задачи исследований, обоснована актуальность темы и принципиальные пути их решения.

' 1. Эффективность ГИС при поисках, разведке и подсчете запасов нефти и газа

В разделе приведен анализ эффективности геофизических и геолого-технологических исследований в Тимано-Печорской провинции, а также отражены вопросы по применяемым методикам и технологиям, сформулированы задачи исследований. Отмечается роль компонентного состава в определении коялскторских свойств горных пород сложного строения, обоснована необходимость разработки количественных способов учета влияния компонентного состава породы и пластового флюида на показания методов ГИС, используемых при оценке коллекторских свойств и характера насыщения; проведен анализ

применяемых методов оценки подсчетных параметров в разрезах скважин по данным геофизических исследований.

, Сформулированы обязательные элементы системы геофизических исследований скважин для определения подсчетных параметров, где указаны основные определяемые параметры, технология проведения ГИС, методика и способы интерпретации.

Не смотря на разнообразие применяемых методов ГИС и использование различных приемов интерпретации, применение специальных технологий исследований, решение отдельных геологических задач при изучении сложнопостроенных карбонатных коллекторов в Тимано-Печорской провинции представляет значительные трудности.

Исследования эффективности методов ГИС и методик интерпретации, анализ фондовых материалов на данном этапе позволили определить круг проблемных вопросов и сделать следующие выводы:

1. Низкая точность определения физических параметров по данным промысловой геофизики для карбонатных коллекторов сложного строения объясняется недостаточной полнотой применяемого комплекса ГИС и ГТИ, низкой изученностью возможностей промыслово-геофизических методов.

2. Характер зависимостей между геофизическими параметрами и физическими параметрами определяется литологией и типом норового пространства. Б связи с этом для повышения точности количественной интерпретации необходимо, чтобы пнтерпротациониая модель отражала литологкческне характеристики, включая, ¡«гжсралогическнй состав и тип порового пространства.

3. При изучен!!!! карбонатных пород сложного строения, прежде всего с целью определения емкости и гагонефтенасыщенноетн, оценки прогнозных дебитов перспективными являются современные технологии проведения сиецнсследовашш в разработка интегрированной нйтерпрегации данных ГИС и ГТЫ на" основе многомерных связей мелсду физическими и геофизическими парамеграми-акустпческими, электрическими и ядерно-мапштными при комплексном анализе результатов обработки с применением ПБМ и специализированных систем и программ.

•4. Информативность геофизических методой зависит от строения пласта (однородности к насыщенности), времени проведения ГИС , типа коллектора.

5. Обеспечение таких схважиннмх условии, при которых гарантируются оптимальные условия функционирования геофизических измерительных систем н первичные материалы регистрируются с минимальными искажениями.

2. Методика определения эффективных -Толщин, оценки лнтотипа коллекторов, определения фильтрационных свойств

В разделе, состоящем из пяти подразделов, изложены результаты научного и методического исследования и обоснования новых принципов интерпретации данных ГИС, полученных при исследовании скважин с применением спсцтехнологий, ядерно-магниткого, радиоактивного, электрического и акустического методов в нефтегазовых коллекторах со сложной структурой порового пространства на месторождениях Хорейверской впадины.

В первом подразделе приведены результаты теоретических расчетов п моделирования по применению меченой жидкости для выделения эффективных толщин и оценки фильтрационных свойств.

Анализируется ряд опытно-экспериментальных измерений в лаборатории и на скважине в уникальных разрезах с известными литоструктурными особенностями. К числу таких работ следует отнести результаты проведении метода с закачкой радионуклидов в скв. 210-В.Возейская, 45-Хасырейская и моделирование. Эти работы позволили построить палетку , позволяющую оценить емкость вытеснения по интенсивности приращения ГК с учетом технических условий и временного фактора.

Тип коллектора устанавливается путем совместной интерпретации данных, голучениых по методике закачки меченой жидкости и временых замеров. По 1анньш этого комплекса методов по качественным признакам в карбонатных юродах нижнего палеозоя выделяются трещинные, трещшгао-поровые и пороьыг голлекторы.

К трещинным коллекторам относятся пласты с развитой трещнноватостью н еработающей матрицей породы. В таких пластах меченое вещество проникает олько в трещины и не проникает в матрицу. Данные пласты выделяются в качестве номальных по результатам повторных замеров ЭК ( Б1С+ИК) и фиксируются езначнтельными приращениями ГК 2-3 погрешности определения.

К трещ'инно-поровым коллекторам относятся трещинные породы с иеяктиию-аботакмцей мззрицей. В таких пластах меченый рзствор проникает как о

трещины, так и в матрицу породы. При депрессии глубина проникновения радионуклидов в трещины вследствие их повышенной проницаемости существенно превышает глубину проникновения в блоки матрицы. Данные пласты хорошо выделяются по кривым динамики продвижения меченой жидкости, приращения аномалии ГК достигает 10-15 погрешностей определения.

К поросым (порово-трещинным) коллекторам относятся породы с пониженной трещиноватостью (микротрещиноватостмо) и активноработающей матрицей. Проницаемость таких пород по сравнению с породами грещинно-порового типа невелика, а глубина проникновения меченной жидкости значительно ниже. При правильном режиме продавки и технологии работ порово-трещинные пласты характеризуются малым проникновением и небольшой зоной, что отмечается равномерной аномалией ГК средней величины 4-8 погрешностей определения и хорошо коррелнруется с временными замерами МБК.

В подразделе приведены работы по решению обратной задачи: по типу кривой восстановления давления, получаемой при опробовании и испытании скважин, возможность установления типа порового пространства карбонатного коллектора.

Автором проанализированы материалы по 75 объектам, давшим притоки. При идентификации кривых восстановления давления из выборки объекты распределились следующим образом: 12 относятся к модели вертикально-неоднородного (трещинного) пласта и 4 объекта-к модели по Уорену-Руту, поскольку кривые имеют гораздо более сложное строение, чем теоретически-рассчитанные для типовых моделей.

Проведенный анализ кривых восстановления давления, полученных в процессе испытания в открытом стволе испытателями пластов на трубах и при пробной эксплуатации в колонне, позволяет определить и установить наличие как минимум трех типов коллекторов: поровме, вертикально-неоднородные и по модели Уорена-Руту. Последние два типа характеризуются как трещиноватые со сложной структурой порового пространства.

При низкой общей пористости таких пластов-коллекторов это свидетельствует о мозаичном строении коллектора, что еще раз подтверждает правильность выбранной модели фильтрации. Для подтверждения более достоверного заключения о наличии трещиноватости рекомендовано в последующем выполнение специальных методов ГНС. Установленные закономерности кривых восстановления давления являются качественным критерием сложнопостроенного

коллектора и указывают на применение более глубокой интерпретации данных ГИС на основе интроскопии.

Во втором подразделе показано, что дальнейшее совершенствование стационарного нейтронного каротажа ( НК ) связано с применением многозондовой аппаратуры, которая позволяет повысить точность измерений. При выборе метода и методики обработки весьма ценными оказались работы выполненные автором на Макарихинском, Возейском, Колвннском и других месторождениях аппаратурой МНК-2, CFK-1. Работы выполнялись автором при участии ВНИИгеоинформсистем и ВНИГИК и проводились с целью оценки достоверности определения подсчетных параметров, оценки характера насыщения, полученная информация положена в основу выбора метода исследований и методики интегрированной интерпретации результатов. Кроме того, материалы ГИС позволили объяснить причины завышения Кп по НГК. ( скв. 97- Возенская, 204-Возейская, 1-Гердёльскал и др.)

Ю.А. Гулиным и P.A. Резвановым установлены основные уравнения: Qxt х ii г "V 2

п т(нт)=---------------------------ехр(-----------------); ( 1)

2 V 2 i (Ьз2+Ьдг)3/2 VL3! + Ьд2

Q х ту х v х -Ц

п(у) =--------------------------- ехр (-г V 2/Lny ) (2)

г-l г i Lny3

I(r) = В х е °' а = 1/ Ьмигр.

L мигр. = V L,2+ W +W Iji=V Dt

" Из анализа уравнений следует, что все они в области своего действия приводят к одинаковым закономерностям пространственного распределения излучений. Количественные же эффекты в геологических условиях различны и определяются компонентным составом пластов и насыщающих флюидов в частности наличием элементов с большим сечением захвата и поглощения. Для надтепловых нейтронов определяющий фактор - это водородосодержание для тепловых - хлор, для нейтронного гамма-каротажа- бор, хлор, редкоземельные элементы. Учитывая то, что силурийско-ннжиедевонские отложения вскрываются на пресных растворах (рс не превышает 0.05 Омм) минерализация пластовых вод не свыше 200г/л, а в зонах вторичных изменения (каверонозности и трещиноватости), по данным

Минералогического анализа установлено наличие бора и редкоземельных элементов, наиболее достоверные определения влагосодержания автором получены при изучении разрезов нефтяных и газовых скважин двухзондовой модификацией нейтронного метода по тепловым нейтронам (2ННК-Т ).

^Анализом материалов методов РК подтвержден вывод о том, что влияние толщины глинистой корки и отклонения приборов от стенки скважины на показания двухзондовой установки 2ННК-Т в 3.5-4.0 раза меньше по сравнению с однозондовой НГК.

Влияние неровности профиля скважины, неоднородность промежуточного слоя по плотности также исследовались. Малый зонд более чувствителен к шероховатости стенки скважины и микротрещинам, образуемым в процессе бурения. Как показал опыт Кп, определенный по малому зонду в 1.1-1.15 раза выше, чем отдельно по большому зонду и по отношению зондов.

С целью установления нефтеводонасытения автором апробировано и предлагается применение математического метода обработки результатов комплексных исследований НГК + 2ННК-Т, используя корреляционный анализ.

Сопоставление данных этих методов позволяет установить тесноту связи мевду параметрами кривых НГК и ННК-Т. Так как выбор зондов комплекса РК производится из условий одинаковой зависимости параметров I нгк и I ннк-т 01 пористости, то связь между ними для нефтенасыщенных пластов имеет линейный характер, то есть

I нгк =с,1 ннк-т+са (3)

\ В связи с этим коэффициент взаимной корреляции рядов определяется по уравнению

£»(1«-1о)нгеха»-1.)ннкт

К=_-------------... (4)

2° ( 1„ -1«)2 нгкх £ (1Я-Ь)2ННКТ Для нефтенасыщенных карбонатных пластов нижнепалеозойского возраст: коэффициент корреляции близок к единице ( 0.96-0.98 ). Для водоносных пласто] характер зависимости между параметрами 1нпс и I ннк-т отклоняется от линейноп за счет влияния хлоросодержания. В атом случае коэффициент корреляцш значительно меньше единицы.

■ При оперативной интегрированной интерпретации оценка коэффициент газонасыщения определятся с помощью . сопоставления зависимости

установленных расчетным путей н полученных при исследовании скважин в газоносной и водоносной частях коллекторов, разностного параметра А и формулы Кг= 1/(1-сог)х( 1-со/Кп). (5)

При этом считается, что по данным нейтронных методов определяется истинная влажность . 1

Коэффициент насыщенности определяется по вышеприведенной формуле при известном коэффициенте пористости, который определяется по данным АК+ННК-Т+ГТК-П. Разностный параметр А измеряется в относительных единицах п определяется по формуле

А =( 1изм- 1т1п)/ 1К„нпп-'<'--">- 1тш. ( 6)

Предложенная интегрированная интерпретация материалов двухзондовой модификации 2ННК-Т , позволила более достоверно определять пористость и установить литотип карбонатных пород, содержащих в своем составе бор, хлор, редкоземельные элементы, что характерно для' силурийско-нижнедевонских отложений Тимано-Печорской провинции.

В третьем подразделе диссертации приведены теоретические расчеты и результаты фактических исследований скважин электрическим каротажом, в том числе приведены новые подходы к интерпретации временных замеров. С учетом применения методики изорезистивной интерпретации ЭК, построены распределения геоэлектрических параметров рп ик.бк,вкз

Отличительной особенностью приведенных кривых распределения является смещение кривой распределения УЭС пластов, определенных по данным ИК, в области более низких значений рп, чем для кривой, распределения рп, построенной по данным интерпретации БКЗ, БК. Поскольку кривые распределения построены по данным достаточно большой выборки интервалов (более 1200 пластов), не удается объяснить этот эффект только неучтенным смещением нулевой линии зондов ИК или влиянием условий измерений. При наличии значительного числа замкнутых пор, электрически изолированных каверн ( например, если соединяющие их трещины залечены кальцитом ) расхождение значений рп, определенных по даннЫм ИК и БКЗ в водоносных пластах, в принципе связано с различной физической природой этих методов.

Вторая причина наблюдаемых на практике отличий значений рпик и рпБКЗ связана с образованием при бурении вокруг ствола скважины зоны кольцевой трещиноватостн. Кривые БКЗ в этом случае изменениям практически не

подвергаются , однако значения ук зонда ИК искажаются. Величина ук за счет влияния кольцевой трещиноватости будет завышена на величину:

ук =(2Кптр(уф-узпБКЗ), (7)

где (^-геометрический фактор области, содержащей кольцевые трещины; Кптр- коэффициент трещинной составляющей пористости; уф- проводимость флюида, заполняющего трещины; узпБКЗ - проводимость зоны проникновения, определенная по данным БКЗ.

Таким образом, в ряде случаев кольцевая трещиноватость увеличивает проводимость и, соответственно занижает сопротивление. Подтверждением описанного эффекта является тот факт, что соотношение рпик и рпБКЗ отмечается преимущественно в карбонатных отложениях силура и девона, как в водоносных так и в продуктивных коллекторах различных типов.

Анализируя материалы более чем по 1200 пластопересечениям карбонатных отложений силура, нижнего девона, установлена закономерность: наличие двух видов анизотропии и, что сопротивление в зонах развития трещиноватости определенное по ИК ниже, чем определенное по БК и БКЗ. Это принципиальное отличие трещиноватых пород от пористых (межзерновых) взято за основу при определении критериев оценки коллекторов по данным ЭК.

С целью выделения интервалов возможных коллекторов выполнен анализ временных замеров БК и ИК. При интегрированной интерпретации за опорные пласта принимались пачки отложений с неизменным сопротивлением при основном и повторном замерах при анализе уверенно выделяются расхождениями более 2* погрешностей проницаемые интервалы, при чем по сопоставлению замеров ИК эффективность методики регрессионного анализа выше, хотя аппаратура работает в зоне больших сопротивлений (продуктивные пласты характеризуются сопротивление более 200 Омм).

Сопоставление отношения сопротивления пласта к сопротивлению фильтрата п коэффициента пористости, определенного по НГК или 2ННК-Т позволяет определить характер насыщения .

Оценка возможностей ЯМК, факторов! влияющих на эффективность ядерно-магиитиого метода в условиях вскрытия карбонатных коллекторов, параметры и зависимости, полученные в результате исследования и моделирования приведены и проанализированы в четвертом подразделе. Анализ имеющихся данных показывает, что случаи отсутствия признаков коллекторов на кривых ЯМК объясняются рядом причин геологического и технологического характера. Результатами

тетрофизических исследований как в сильном поле, так и слабом установлено )лияние повышенного содержания ионов железа и магния как в горных породах, так IВ пластовых флюидах.

Релаксационные характеристики исследованных пород в основном шисываются двумя компонентами, что свидетельствует о сложном строении юрового пространства коллекторов.

Для карбонатных отложений нижнего палеозоя характерно довольно широкое зменение параметров Кп и ИСФ от 5% до 24%. Модальные значения Кп и ИСФ овпадают и составляют 7-10%, вероятное значение ИСФ/Кп лежитв интервале 0.97.

Автором установлена зависимость между индексом свободного флюида и роницаемости, имеющая вид:

Кпрг =4,551§(ИСФ) - 4,05 (8)

Отношение ИСФ/Кп для карбонатной породы характеризует объем одвижного флюида в долях объема пор, а разность' 1-ИСФ /Кп суммарный объем ¡язанной воды и битума в объёме пор, то есть сумму коэффициентов остаточной данасыщенности и битуминозности.

Для карбонатных пород нижиепалеозойских отложений Хорейверской впадины гношение ИСФ/Кп лежит в узком диапазоне 0.85-0.96.

Установлено, что отношение ИСФ/Кп всегда меньше единицы. Исключение 'ставляют газоносные пласты, когда Кп определяется по методу НГК . Данное !стоятельство еще раз подчеркивает, что однозондовый метод НГК нельзя считать новн'ым при определении пористости карбонатных отложений. Хотя превышение •ношения ИСФ/Кп единицы является явным признаком газонасыщенного пласта, зи определении пористости по данным АК такого эффекта не установлено, а при ределении по данным ГГК-П и 2ННК-Т вообще не имеет места.

6 работе отмечается, что низкие значения ИСФ/Кп могут наблюдаться при зышении пористости коллекторов за счет загипсованности (скв. 33 Баганская), а <же при насыщении коллекторов вязкой нефтью, которая при температуре пласта еет очень низкое значение индекса снижения амплитуды ИСА и, следовательно, шчается заниженным значением ИСФ.

Время продольной релаксации Т1 устанавливает взаимозависимость между отстными характеристиками породы и содержанием подвижных и неподвижных юидов в ней. Для пород, несодержащих битума или высокозязких компонентов 1)ти справедливо соотношение:

1/Т1 = 1/Т1свз х(Кп-ИСФ)/Кп +■ 1/Т1св х ИСФ/Кп , (9)

где Т1, Т1свз, Т1св - соответственно измеренное время продольной релаксации и времена релаксации связанной воды и свободной воды, то есть фильтрата промывочной жидкости.

Для породы, содержащей битум или остаточную невытесняемую нефть, время ¡гродрльной релаксации определяется выражением:

1/Т1 = 1/Т1свз \(У/в- ИСФ)АУв + 1/Т1св х ИСФАУв (10)

Величина Т1св определяется по результатам анализа пробы фильтрата промывочной жидкости, а Т1свз задается на основе известных данных о связанной воде.

Несмотря на разнообразие способов обработки сигналов ЯМК, все они базируются на представлении формы огибающих сигнала в виде экспоненционально-затухающей функции времени. В то же время, как показал анализ кривых ЯМК 1/1 -Ш, полученных с помощью аппаратуры 6Ф в различных условиях, форма огибающего сигнала имеет более сложную характеристику. Установлено, что достаточно часто спад сигнала отличается от экспоненцнонального. Как показали экспериментальные анализы наиболее подходит в данном случае использование множества функции Вейбула, которое имеет вид:

5(1) = иоехр[-((/Т2)С] (II)

Пятый подраздел посвящен изучению возможностей акустического метода для оценки структуры порового пространства, микронеоднородности, степени доломитизации и определения коэффициента пористости. На основе данных исследования кернового материала, данных акустического метода с регистрацией волновых картин выполнено группирование по содержанию доломита и разделение пород на классы. Установлено, что на графике АТР=Г(Кп) в зависимости от степгнн доломитизации наблюдается область характерного перегиба прн Сд более 70% но не при степени доломитизации 50%, как отмечает В.И. Ищенко.

В результате математического моделирования и анализа для доломитов получена зависимость:

Кп=(ДТ-142)/4.93+[5.381£(ДТ-!42)-1] (ЛТ-195)' 105 (12)

Что касается зависимости параметров плотностиого метода и акустического ( ДТ5 ), то она аппроксимируется прямой линией.

Автором построена палетка ННК-Т-АК (ДТэ), позволяющая разделить породы по литологии н пористости и использовалась при комплексной интерпретации. Определив предварительно литологию пород по комплексу ГГК-П-ИНК, по данной палетке можно выделить интервалы пластов со вторичной пористостью.

Проведенный анализ и исследования показывают возможности АК для определения ФЕС карбонатных пород в том числе по параметрам поперечной волны.

3. Технология интегрированной интерпретации данных ГИС и результаты опробования в карбонатных отложениях нижнего палеозоя

В качестве основной цели разрабатываемой для карбонатных отложений 8-01 технологии интерпретации материалов ГИС решена задача: обоснования и разработки методики комплексного использования данных ГИС, петрофизических исследований керна одновременно с решением основных задач, стоящих перед ГИС, также и для определения состава притока, потенциальных коэффициентов продуктивности и потенциальных дебитов объектов. По глубокому убеждению автора, решение этих задач должно быть одной из основных целей оперативной интерпретации материалов ГИС, составной частью заключений при окончательном каротаже и являться самостоятельным элементом системы при оперативном подсчете запасся.

При разработке графов автоматизированной интерпретации материалов ГИС для нижнепалеозойских отложений выполнялось решение геологических задач на основе обработки данных ГИС, статистического анализа к обобщения результатов обработки данных ГИС по, скважинам, пробуренным на месторождении, геометфнзгции залежей углеводородов.

В схеме ннтегрирогаипной автоматизированной интерпретации материалов ГИС выделены следующие обобщенные этапы( графы): - предварительной обработки материалов ГИС; - геофизической интерпретации; - геологической интерпретации, - оформления результатов обработки.

Разработанный для отложении Еерхневозейского месторождения вычислительный процесс дологической интерпретации материалов ГИС базируется на реализации иитероскопин и интроскопии на основе детермимисткого н статистического подходов к комплексной интерпретации.

Детерминистский подход состоит с том, что в основе обработки геофизической информации при определении коллекторских свойств, нефтегазонасыщенностп, проницаемости лежит использование систем петрофизических уравнений приведенных в предыдущих разделах, устанавливающих количественные связи между геофизическими параметрами пласта, определяемым по данным ГНС при

реализации графа геофизической интерпретации, и его физическими свойствами. Совместное решение различных систем уравнений, выбираемых, исходя из объема исходных данных, обеспечивает определение искомых геологических характеристик разреза. В основу оценки связанных и свободных компонентов флюида по данным

ЯМК и комплекса ГИС с использованием программ компонентного состава >

автором сформирована система уравнений:

где Кв- коэффициент водонасьнценности, Кп- коэффициент пористости, Ксвб, Ксвз,

битума в долях объема пор, ИСФ-индекс свободного флюида 1-двойной разностный параметр по ГК, §-коэффициент пропорциональности. Определение компонентного состава смешанных пород с большим числом компонентов представляет собой достаточно сложную задачу. Поэтому при интегрированной интерпретации в смешанных коллекторах: террнгенно-карбонатных разрезах и карбонатных разрезах, сложенных известняками и доломитами, целесообразно предварительно разделить на крупные группы с однотипным компонентным составом и типом фильтрации (метод РК-наведенной и временные замеры ИК+БК), а затем внутри каждой из выделенных групп выполнять решение задач. Для решения систем уравнений применены две системы Гинтел и Ьо^оо1з.

Статистический подход реализован в двух вариантах: -корреляционном; классификационном.

На основе многомерного регрессионного анализа устанавливаются для конкретного геологического разреза постоянные обобщенные зависимости, используемые затем при решении систем уравнений. Классификационный вариант положен в основу способов разделения пород на литотипы, коллекторы, неколлекторы, по фазовому состоянию пластовых флвоидов и другим классам.

Определение минералогического состава карбонатных пород, общей пористости Кп.общ., межзерновой, Кп.м, каверонозной Кп.кав и Кп.тр проводится путем комплексного использования данных ННК-Т, ГГК-П, АК ( ДТр, АТа) к сводится к решению системы нелинейных уравнений связывающих плотность, водородосодержание, ДТр, ДТэ, Кп.общ, Кп.меж, ИСФ, Сизв, Сдол, Санг. и др. При

Кв=Ксвб+Ксвз; .

ИСФ/Кп=Ксвб+Кнп;

qxI=Kcвз;

Ксвз+Ксвб+Кнп+Кб= 1 ,

(13) (И)

(15)

(16)

Кпн, Кб-объемное содержание свободной и связанной воды, подвижной нефти и

наличии информации от трех методов пыиолпяется определение характеристик коллектора.

Итогами работы по графу геологической интерпретации являегся информация, необходимая для принятия решения о дальнейшей судьбе скважины. Такой информацией являются прогнознные значения дебитов, которые можно получить при испытании объектов при создании до семи наиболее вероятных значений депрессий, и данные по оперативному приросту запасов нефти и газа. Технология представляет собой систему программ, позволяющих определить геологические характеристики пласта, линейные запасы углеводородов, а также оценить добывные возможности пластов коллекторов в карбонатных разрезах. Система является элементом геологической интерпретации. Работе с этой программой предшествует работа с программами геофизической интерпретации с программами геологической интерпретации.

Алгоритм решения предусматривает попластовое определение и расчет! 1 средневзвешенных по эффективной толщине параметров: -коэффициента абсолютной проницаемости Кпр; -коэффициента связанной водонасыщеиности Кв.св; -коэффициента водонасыщеиности Кв; -коэффициента остаточной пефтенасыщенности Кно; -коэффициента общей нефтегазонасыщенности Кнг:-коэффициента подвижной нефтегазонасыщенности Кн,Кг;-коэффициентов относительных фазовых прончцаемостей по смачиваемой и несмачиваемой фазам Кпр.в.отн, Кпр.н.отн;-прогнозных удельных продуктивностей; -газожидкостных контактов в относительных глубинах и абсолюбтных отметках.

Технологией предусмотрен расчет всех искомых параметров как в целом по залежи, так и в заданных интервалах. Обработка материалов заканчивается выдачей итоговой таблицы и графических приложений, в виде схем сопоставлений.

Таким образом, основные защищаемые положения получили полнее подтверждение результатами исследований и выводами.

В заключении автор указывает выводы.

В результате теоретических расчетов, экспериментального моделирования и опытно-методических исследований в нефтегазовых скважинах Тимано-Печорской провинции:

1. Научно обоснована, апробирована и применяется в геологических н геофизических организациях региона интегрированная интерпретация геофизических исследований скважин для определения подсчетных параметров в карбонатных отложения со сложной структурой порового пространства.

2. На базе технико-методических требований, обеспечивающих достоверность решения теологических задач, обоснована и реализована новая технология углубленной компьютерной обработки и интерпретации, включающая в единую многофункциональную схему редактор, блок палеточного и метрологического обеспзчения, кроссплотинг, петрофизическое обеспечение, блоки комплексной обработки и визуализации результатов в стандартном представлении материалов комплекса ГИС.

3. Разработан способ определения подсчетных параметров, удельной продуктивности, основанный на построении объемной модели и преобразовании петрофизической и интерпретационной модели для условий карбонатных отложений Тимано-Печорской провинции.

4. Разработана методика выделения и оценки трещиноватости карбонатных коллекторов, определения интервалов приемистости поданным специсследований на основе применения радионуклидов.

5. Показаны возможности ядерно-магнитного метода для оценки зон кольматации, выделения эффективных толщин, определения остаточного насыщения в коллекторах со сложной структурой порового пространства и неоднозначного выделения, что очень важно при оперативной интерпретации ГИС.

6. Основу программного обеспечения созданной технологии составил комплекс программ автоматизированных систем Гингел и 1л^1оо1з, содержащих блоки для всех этапов интерпретации. Выполненная автором адаптация программ к условиям провинции состоит в реализации типового графа технологии и создании интерпретационной модели и создании схем индивидуальной интерпретации, решающих специфические поисково-разведочные задачи.

7. Материалы и графы технологии, по мнению автора необходимо рекомендовать к практическому применению для эффективного решения основных задач нефтепромысловой геологии, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых..

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1.' Зубарев А.П. Определение емкостных свойств сложнопостроенных коллекторов методами радиоактивного .каротажа на примере силурийских отложений Тимано-Печорской провинции // Сб. науч. тр.Геофизические методы при разведке недр и экологических исследованиях,-Томск: ТПУ, 1996. -С. 27-29.

2. Данилов В.Н., Зубарев А.П. Определение емкостных свойств сложнопостроенных коллекторов методами радиоактивного каротажа на примере

арбонатных отложений Тимано-Печорской провинции // Сб. науч. гр. >ундаментальные проблемы нефти и газа,- Москва.: ГАНГ, 1996. С. 96-98.

3. Зубарев А.П. Проблемы изучения комплексом ГИС карбонатных оллекторов нижнего силура Хорейверской впадины // Сб.научлр.: Актуальные роблемы геологии нефти и газа,- Ухта: УИН. 1995.-С. 104-105.

4. Зубарев А.П. Состояние и перспективы применения компьютеризованных :омплексов и короткоживуицих изотопов радионуклидов при исследованиях ксплуатационных скважин // Сб.науч.тр.: Актуальные проблемы геотогии нефти и аза,-Ухта: УИИ, 1995.-С. 102-104.

5. Зубарев А.П., Парфенов П.Г. Опыт применения сверлящих керноотборииков 1а каротажном кабеле и исследования керна с помощью ядерно-магнитного зезонанса // Сб. науч. тр.: Минерально-сырьевые ресурсы Европейского Северо-Зостока,-Сыктывкар: УрО АН СССР, 1990.-С.307-312.

6. Зубарев А.П., Умняев В.Г. Результаты исследования скважин в Тимано-Печорской провинции по методике "Приток-состав-лереток" // Сб. науч. тр. Природные ресурсы центральных районов Республики Коми,-Ухта: УИИ,1995. -С. 99-101.

8. Зубарев А.П. Особенносг.; Температурных полей при опробовании скважин компрессором И Сб. науч. тр.: Проблемы освоения природных ресурсов Европейского Севера,- Ухта: УИИ, 1994.-С.68-72.

9. Зубарев А.П., Лыкова К.И., Вагина Т.И. Опыт применения ядерно-магнитного , каротажа в исследованиях Тимано-Печорской провинции II Минерально-сырьевые ресурсы Европейского Северо-Востока СССР,- Сыктывкар: УрО АН СССР, 1990. -С. 312-315.

10. Зубарев А.И., Максименкова О.П. Эффективность применения ядерно-магнитного метода при выделении коллекторов сложного строения ( на примере Баганского месторождения нефти ) // Сб.науч. тр. Современные методы разведки и разработки месторождений полезных ископаемых в условиях Крайнего Севера,-Сыктывкар: УрО АН СССР, 1989.-С. 163-167.

И. Кравченко В.И., Парфенов П.Г., Зубарев А.П. Повышение эффективности применения ядерно-магнитных исследований в Тимано-Печорской провинции //Сб. науч. тр. Повышение эффективности исследований нефтяных и газовых скважин на основе применения ядерно-магнитных методов,-Баку: ЮжВНИИГеофизика, 1986.-С. 67-74.