Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка нитрофизических моделей терригенных пород-коллекторов для оценки их фильтрационно-емкостных свойств по данным геофизических исследований скважин ( на примере месторождений Западной Сибири)

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

Автореферат диссертации по теме "Разработка нитрофизических моделей терригенных пород-коллекторов для оценки их фильтрационно-емкостных свойств по данным геофизических исследований скважин ( на примере месторождений Западной Сибири)"

государстппнный комитет российской фвдирации по высшьму образованию

тюменский государсгпшшый нпфтвгазовый ушишрситвт

Па правах рукописи

МАЛЫНЛКОВЛЛШССПЙ плсилызвич

РАЗРАБОТКА ШГГЮФИЗИЧБСКИХ МОДШШП ТНРРИШШКХ !Ю1Ч)Д КОЛЛНКТОГОВ ДЛЯ ОЦННКИ ИХ ФИЛЫРАЦИО!!(!<>-ИМ.СОСПШХ СВОЙСТВ НО ДАННЫМ ПЮФИЗИЧВСКИХ ! I СОЛ ВДОВА H И ft СКПАЖИ ¡ 1

( на примере месторождений Западной Сибири )

Специальность: 04.00.12 - геофизические методы поисяоа и ря.тедкн иесгорождений полезных ископаемых

Ааторсфсраг диссертации на соискание ученой степени кандидат 1-еологоминералогичсскнх наук

1 (омепь -1994

государственный комитет российской фшр7щш» по выспшму образованию

тюмпнский г осудлгсггшшшН нпфтвг.\:;о!1Ый утптгсш пт

Кэ нряяя.« рукописи

млльшлкоп лликсвй мсильшшч

ра31%ьоткл шшюфшичшшх шдшшй тпрштшш пс ногод-коллиоорой для оцвшси 1111 фшпл'р/щиош;^ вмкоспшх свойств но данным гвофизнчвсгсих исслсдопаний скважин

( па при мере месторождений ЗгподдоК Сибкргг )

Спецягю.пссга: <И.(Ш2 - Кзфзягсссяго нсшдапо.чсяоп и разведка »есгоро»дсикй по^аиых кодвюекмх

Актр^сра* дасссртаяпн ил соносзлке угевой сгсяега кандидата гсаного-штфалогйчеежях нлрт

Тюмсга - 3994

Работа вышли;«» в Тюменском госудзротасниоы нефтегазовом университете на кафедре геофизических иесмедоиапий скважин

Научный руководитель: - кавдгдяг геолого-мипсрадогаческих наук, доцент Офисов В.А.

Офнциаяышз оппоненты:

доктор геолого-миперагютческих наук, профессор В.М.Орязшсккй

каидкдат гсолого-ишералогнчшаис наук, В.В.Хнбароа

Ведущая орпшимциг: АО "Тюмештгфтегеофкзяка"

Защита диссертант« состоится " 8 " декабря 1994г. в чае. на заседании специадпзироиашюго сонета Д 064.07.01 прн Тюменском гоеуддрешешюы нефтегазовом утгоерситеге 1<о «лрссу: 625000, г.Тюмсиь, ул.Володарского, 33. С диссертацией ио:;:>!0 ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ.

А еторгферят.разослан " В " ноября 1994г.

Уч. лый сезфсгарг> Специализированного совета кяадкдят геолого-мниерало-гкческях наук, доцент

•."Л-

</ А.А.Доротенко

ОБЩАЯ ХЛРЛКТПРНСТШСЛ РАБОТЫ

Актуальность рроб^ияд. Настоящий верная разячтея Запчдпо-Скбщюотго нефтегазового тсоигшекса характеризуется вошточсзаен в разведку (и в блгокайгасм будущем - разработку ) новых гаубокозалегыощих ото!йсг;;3, хотормх пыеют боле« сложный янгодогачажаЯ состав п сгрошне пороп^л) пространства, чем вышележащие продуктивные пласт. Па . больших г.чубчпах заметно усложняются структурные и тсегурше ево.Зсу-а пород и строение пороного просграистаа кодЬеяторов. При гаучтака таеих код попоров геофтячеегтя! методами еозвшешот большие трудности.

ь;,ч ч<!■-•.'{ «а доетигаутс успехи в теоретических я зкепервмеятшялш: как в обтает петрофгагяси, так а з области шгтсрпрскщг;; яаимл г«>ф:гшч1~эо'х исследований схвяжип (ГИС), проблема гаучега:.' ггрри< ашмх коляектороз еще далека от своего. полного разрешение С ¿--¡у:. ".;'}-*тие метод/л ГНС позволяют достаточно падезкно .вроооцтъ »идеясине а о«<м1чу характер« насыщения "чкешх." (негшшпегых), ц » ряде случае«, несчаио-глиитлых коллекторов. Однако, 1ЕК ивфорыатаиоеть су!цествеш»о снижается при изучении терр-.!гс>тьгх отзкикешй с щирсиш изменением содержаний гтесчаного, алевритового п гяшшетого яатеркмоп.

Поэтому задача разработки методики изучения терртшзшм* (пеечако-алсприто-тлииисгых) коллекторов по дашшм ГНС яшкется гетуадшой п.'киеет важно« яаучпое в лрактячспсос значегше.

Цсвь работы. П<тшаеш:с гапесгеа гаггерпретаяшч материалов ГИС в « геологичсскоЯ эффгкттшосга путей пепаяьзовалпя разработшшьк не геофизических моделей зффезтажых фю'.гаеегдх свойагз пгйчгшо-ялезркю-глипнсг а горных пород в разработанной программе. автомадазтячашюй интерпретации данных ГИС.

]. Щювеегя анмяэ гогрсмашого состояли вредсгшдавШ о геррягкщЫ} горной -породе, еугцсэтеуюпдах астрофизических модвкеЗ террстсяных Гсртге вород-кояяеггороя, а также современных досгакявдй'. катеиатеят п 'фпзкки о облас ги описания эффективных физических своЗста неупорядоченных сястси -(, * и чапностн, тгор:ш Нфколятцга н теоргл фрагсгаков. ..

2. Провести авалт современного шетсянгы способов решешш прямых « обратных зздач геофизики с точки зренпя возможностей учета современных • достижений науки при интерпретации материалов ГИС. -.

3» Пестрее;*)« пстрофкппгшзл модедай кесадмо-мвзрэто-шшистих горных морол. «шаизшвдя* кшыотзь филмрацношт-вккоспшя «аойш» (ФШ) и хауаз*кр$кяик коадсеторои «ложного сосни;:. « «яруктуры, с широ&лм »пмешгаем содержаний пссчапой, авспрйтовоа и поишстоН фракций. • 4. Разр»£отеи митодшсв маделеина коллекторов яо геацого-геофизичесмш дцщшм кв о«!ойо аарвфизнчекшя моделей,

5. Разрйбй.ка1 снтиинитнотгой программы тггерпре гадин данных ГИС аи 0С1ЮВЗ рззра&гшпик иярофдозичеши моделей пород-коллекторов с целью определений ФЕС патшшетошх горних пород.

Нсгрофтнчссквд исследования иа образцах горных пород, обработка результатов геоф«йиче«а исследований содшш, нсцслыоагтш; мегодаз ыатемашческой еттгешкн, тсорепиюскшс истодов ■порт неряоиннш, оттгадиоциолшх методой расчета при обработке н анализе результатов, теоретический анализ м объяснение физической . сущности иодучеиных здк":.гамер£Госгей.

- 1. Разработан!, бидасигрсиая иерколнвдоншы модель песчано-алеврито-гяннастой горгмК породы, учитывающая сильные взашодеЦствия мезду ее граиуляршлш г'омиойштаыи, проведено численное моделирование аффектвдшьа фнз ямских споПсге бкдиенераюй нерколяцноштй сисгешл с исаокьэошга«и ыетда реиормгрушш в реальном пространств.

2. Па основа бзднснероиоЗ неркодадимшой системы разработаны модели ФПС (отърытоГ/ пористости, абсолютной проницаемости, остаточной ' водоиашщешюет, , обьемпей плотности) и эффективных геофизических параметров нссшгв-алсврито-глштсшх горних пород (интервального времени, коэффициент затухания, шпененвноетей иейтрошюго-гаыма я метода естественной г аи -лн -актив 1 ¡осте, удельного электрического сопротивления частично и полностью водоиасищешшх горних пород, дйффузнотю-адсорбциопиого потенцпила, характеристшс метода иш-спцналос вшвшх.''эй воляршацш;), а также даны объяснения закономерностям поведения ФЕС, геофизических параметров терригешшх горных, пород и наблюдающимся между ними взаимосвязям.

3. Разработана регасгочная нерколяцнонная модель норового пространства террягениых горних пород, позволяющая на основе криаих кишшляриого давления рассчитывать абсолютную и относительные фазовые проницаемости горных пород.

4. На основе разработанных перколяцногашх моделей арршхпных горных пород предложена методика обоснованна 1раннчних значений пористости,

проницаемости н критических значений водонасыщенчости.

е

5. Разработана оптимизационна« система кнтерпретащга яатщых ГИС иэ основе разработанных бидисперсных перколяниопных моделей эффеЕгшг.пых физических свойств песчано-злевр!Гго-гдинисшя горных пород с кслыэ 0!тредслс!1ия ФНС пород-коллекторов.

Основные защищаемые научные положения и результаты.

I. В, горных породах с широкий тысяеаяем содержат* песчанок», алевритового, глинистого матсрихчов снижается эффективность ютерпрстяе,- ; данных ГИС к в этих уелошкх иршгагсаиз адщггявяш схем расчета призодвг .: увеличению погрешностей определения значений ФЕС.

1. Метод рснор.мфупны в реальном пространстве для расчета эффеклажьс* физических свойств бддисперсных пгрхалздлокямх систем зегк нодсагеЯ ФВС геофизических параметров песчаио-алеврито-гянписп»х горных пород.

3. Решеточная керколядионпая кодеиь перового пространства терргагенпкх горних ¡юрод дня расчета абсолютно"! и относительных фязошд нроницксмос гей ГорнЫХ ПОрОД На ОСНОВС кривых ЯВ1;;!ЛЛЯрПОГО дашгешш.

4. Методика оценки граничных значений пориехоста, проницаемости и критических значений водопасыщешюстн . па . основе разработанных перколянноннмх моделей к'ррпгешплх горных пород.

5. Онтимкззщшниа:! система интерпретации данных РИС па ослопе" разработанных бкпясперснмх перколгцяошплх иодв-^гй эффагтюшх физических свойств пссгатго-алсврито-глшшсшх горных пород с целью определения ФРС пород-коллектороз.

Прякткчестсае значимость шботы. По.гуч-:!шые результаты исследований позволили повисить гсолопиеехую зфф^д-пвпость интерпретации данных ГИС. Построенные нетрофизпческие модели сложнопоетросшшх коллекторов с широким изменением содержания песчаного,. алевритоуого, лтппшетсго материалов позволили разработать:

!. Методику иитерпрстаниа данных ГИС с щлыо определения. ФСС ппрод-коллектороп. ~

2. Методику опенка граничных значений пористости; нрсяшцземоспг' иа основе разработанных перколяциоишлх моделей терригскнмх горних пород.

3. Методику расчета абсолютной к относительных фазозих крошщасмосш: горных пород на основе кривых капиллярного давления, без подгоночные параметров, позволяющих оценить критические значения в одо г г а с глще н и о ста, « следовательно,- прогнозировать возможные результата промышленного опробования нлаетоп.

4. Методику интерпретации метода потенциалов вызванной полярташш. ,

Еёй-'ШШДО -ЕйбШМ- Методика определения ФБС пород-коллекторов по

данным ГНС реализована в видепакета программ автоматизированной

шггсрпрагси'ди датпшх ГЙС "OFriNGIS". Методика расчета абсолютной и 0Л10СШс*пл;ык фшошх иройицаемосгсй горных пород на основе кривич катшшрпо to ЖавЯвиия копредйясияя критических значений водонасшцешкхпк , дня ирошоз:;ро:.шаи возможных результатов промышленного опробования пдостоа,использована при подсчете запасов Тяисксго и Сугмугского ыисторождшгД и вошла в отчет но подсчету запасов.

Апробацн,, ' pafiotw. Осиоаиые иоложешш я выводы диссертационной работы й>р1здг-!валнсз> На паучио-'гехгшчсских конференциях Тюменского индустриального института (1986-1994 гг.), на научно-нракшческой конференции ыододах стащалпсгоа Тюменского геофизического гресга " Коинлексировапне методов исследования при разведке месторождений нефти и газа Загк;здой Сибири (19Н8 г.), на 2-fi Всесоюзной научно-технической конференции "Нефть и газ Западной Сибири" (г.Тюмеиь, 1988 г.), на межгосударственной шучло-техническои конференции"! 1ефгь и гам Западной Сибири. Проблемы добычи и транспортировки" ( г.Тюмень, ! 993 г.).

Публикации. По тепе диссертации опубликована 21 научная работа.

Фактический 'материал. • В основу диссертационной работы положены первичные материалы пётрофизнческих н геофизических исследований, выполненные иа мгегорождеших Западной Снбщнь В процессе работ пропелено изучение пстрофйздас-схих' свойств, гранулометрического сосгапа более, чем 1500 образцов.горп'ьм ¡юрод. Обработан фактический материал геофизических исследований бои»' 15 скьажин./ В работе использованы материалы но петрофнзпческ(Ш " -";!ТОлаго-пь*гро1рафическим исследованиям коллектором нефти н газа, проведенные в лаборатории петрофизикп кафедры геофизических исследований скважнн Тюменского государственного нефтегазового университета, в лабораториях литологии и физики пласта ЦЛ Гюмеииеолопш, отделов петрофизнкк инспггутов СнбШПНШ и ВНИП1К.

Об-гс.ч и структура работы. Диссертационная работа состоит и.' введения, четырех глав, заключения, списка литературы и содержит страниц

машии niicuoro текста, 150 формул, 64 рисунков и б таблиц. Библиография включает 323 наименования.

Диссертационная работа выполнена автором в период работы в ТюмГНГУ в 1986-1994 гг. и учебы в заочпой аспирантуре ТюмГНГУ г 1993-1994 гг.

Автор выражрег глубокую признательность своему научному руководителю кандидату геолою-минергию^ичееккх паук, доценту В.А.Пфимопу, коллективу кзфефы. геофишческнх исследований скважин-Тюменского государственного нефтегазового университета за ценные сопеты и постоянное обсуждение результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во еджекя показана актуальность проблемы, сфоряущ»вгшн цея&, яяп&чя работ, защяпгаилдс паяскггпи н паучпмг результата, а тяпке виюг-гя« научная нооязпа и пракгачесяяя ценность работа.

В проведен о-5зор современного еосзсят споеобоп опзе?.: ?*я

эффективных физкчеетах свойств террагеявых горных пород.

Пласш-кояяягторы ыесгсроддеаяй Залаяло.! Свбвра вртоггякеш. а основной, террпгелпыкн пссчапо-алспртзо-пшппсшмп торгаши гагродаш. В жобоЗ гранулярной осадочной горной породе ргагагагог (ГЛОкйп , ФД! ■ Петтяджои, Р.Сепли к др.) зерна, тпрупгс, цсагсят н норм. Зфазс;^ облоиочвые чаек* да, которое обычно образуют кзркае горто1 породе. Матрвке-это более мелгечз облогезг, которые ктслачеш мгяру Определенной цшнщы (гезедг ргзмераип зерен я чяяпц »«зрайсз ".ст. I; конгломератах матрккс обычно бывает предстаялетг востаньшя зер&эдет, а песчаниках (особенно древних) сн »сжег быть яредияшкеа .алгврягевшгя г-, глиннстымн частицами. Ценепт-зто минеральные аовоо^азоиаши, воиг'ккпс г, посгсеяпмеяхацпояиых условиях и всгрэтювщпвся з ¿ределзй (дежшс пустот осадка. Поры-это пустые пространства, нз .заважке герзгояг/'. кггрзхегкг н цементом и которые могут заполняться водой ила 1тзегодррэдчкп.'.

Что касается натрккса, то, пероятао, он гшеегдагггамкпггйоз (фскасозд&ззо и его появление в горных породах связано со сгареявем пеекцлш; ',

>

Исторически пегрофлзяпеекке модехч стрсялксь в. "озрздзйтасвш однородности гранулометрического ссстзпз ' иряаег горпагверзд, содержащих глинистый материал а рассйяяноп гид?. Псс^ггкв ^"ггдгФ^ц Снбпрн представлены граузахкамн, даа которых хгргассрпо гэгрехоз яяазкавз содержаний песчаного, алевритового и паашетого мак^яакоги' В сипа с япг/,' вышеуказанные модели нельзя механически пзргсспяь ез е&тжзхтсекв серодм' н как следует нз анализа пстрофнзнческнх негледерзняй, пркзедгтпгого сработ; для образцов горных пород месторождений Западной Сс£&ра,.\-'зга додав кЬ. описывают всех особенностей взаимосвязей фязачаеках гзоййп 'с еддг^ктаяЕеи' компонент, слагающих горну» породу. Это связано, прежде гсег>-стги/Чтодая полимикговых. пород отмечены наиболее сложите йкопомерйосш освсдаам ФЕС в зависимости от текстурно-структурных к 1лштоалопи^Ы«с^^естсЛ, а также характерна нсодкозиачиость связей между Гбофазвпяягама йар^мкрзвдг и величинами, с одной сторотп.1, коллсктсрскящ? ' свойства!.:;! : п нефтегазонасыщеннем, с другой. Отмечается, что более пизкпе кодлеаторскне свойства нмегт алепрнтовые разности полямшёговых пород П отличие от кварцевых глинистых песчаников для нолимкктсвых коллекторов нефти и газа

характерна тешые корреляционные связи открытой пористости с

содержанке« глинистого материала, а также характерно повышенное содержат« остаточной воды, О.Л.Чсрппкоп(1981) пришел к выподу о том, что пи один из шгюлогачешж параметров (вшиочая содержание цементирую а\его материала) ье оказывает доминирующего шшяиня на коллегорехие свойства оодимшстопых коллекторов, а определяются комплексом эти: лараыстров.

В работах В.С.Афанасьсва и др.(1975-1993 гг.) все тсррнгашые порода но" составу твердой часта разделены на чистые (или однокоипонеитные) песчашош, глинистые (двуякоивоыетпше) песчаники, неечаио-ааеврнто-глшшетые (тр&асомиоиегтпшг) горные породи. Также было показано, что но влиянию на ©ЕС екелетпа« часть террктешшх пород является неоднородной н ее необходимо разделял, та дзс составляющий: песчаную, с размером зч>ен больше 0.05 мм, в алевритовую -'0,01-0,05 им. Диапазон изменения диаметра зерен алевритовой фразсцни шире, «-.ей дяя той греаулярпой части, которую относят к магрикеу (0,03-0,05 мы). Сущгстиешшии недостатками нетрофнзичесаих моделей, разраВоташша и учетои содсрагдиа алевритового материала является г чщшашоста а сгпггигаи ее свойств.

Далее в рерной главе рассмотрены принципы л устроения моделей 1раяударБых горшл ¡юрод, осяовяъю параметры структуры горной порода, « перового проетраи^ва в способы оикшшя эффекдашых свойств горных пород. .Обзор сущ-.етвуаищк моделей гранулярных горных пород позаолки едашъ вывод о те:.;, -<гго дапьа^шм разжатие моделей горных пород связано е исвскьзошяки т«?сп«еского опнсаиш в, в частности, теории перколяцнк а «етодоэ фрактеяьшш ашшта. Поэтому, даксе а работе приведены яснойнш сагдеша о тгорна веркодацка п о фрысшялш. представлениях, используемые вря описаны нсупордг^чеилых систем, чсстши случаем которых п являют« терние порода.

В заключения первой гааш пршвдея обзор по цетодам магемпнческого описании эффективных физических свойств горных пород и очерчены границу иримсп.шосга различных методов опасения.

В последнее вреш в связн с развитей исходов теории перхолящш в физике 1 в ер до га тела решен численно целый рад задач определит,'; эффективной проводимости неоднородных плоских к прост¡ипстаешп 1х решетчатых структур, результаты которых приведены в многочисленных обзорах. Зависимости проводимости решетки от доли «роводащнх связей имеют пороговый иеягшейкый характер. Проводимость решечки равна нулю, когда доля прокндаемых элементов меньше пороге церкодадии , т.е. когда в решстке ие существует бесконечной сшиной системы проводящих элементов. Вдали от порога оержоладцз для проводимости справедливо линейное уравнение теории

самосогласованного поля. В области значений вероятности, близкой к критической (р & рс>, где неприменимо самосогласованное решение, проводимость удовлетворительно описывается степенной зависнмссп.го ст(р) ос(р-р.;.}\ где показатель степени t по данным различных аятороз находится в пределах f.6<t<2.0.

Для описания поведения пеоднородгплх систем в окрестности точки фазового перехода в теории критических явлений нобелевским лауреатом 1982 год^ К.Дж.Вильсоном была разработана теория рснормалшациошюй групп;; (рснормгруппы). Необходимость разработки рснормгруппы возникла из того, что в науке существует много проблем, характеризующихся тем, что зз макроскопическими аффектами стоит сложное микроскопическое поведение. Различные вариант метода ренормгруппы дал раиета эффективных свойств нашли применение в большом количестве работ. в дашгей работе использовала рснормгруппа в реальном пространстве.

Обзор методов описания эффективных свойств горных пород показал, что для • описании сильно неупорядоченных систем, который» и являются горные порода, необходимо использовать методы, развиваемые в теории критических «тлений (в частости, теории перхояяции). Применение же широко используемых на практике методом эффективной среди Ч самосогласованного возя (верных для сред е малой концентрацией включений, у которых взаимодействие между включениями является слабым), а теи более аддитивных схем расчета (параллельное и последовательное соединение проводников), предполагающих примитивное строение гордых пород, приведет к результатам значительно отличаюшнися от экспернчс!!Т8льпо получаемых.

Во второй главе рассмотрено применение методов теории перкслягош для расчет- эффективных снойегв терригенных пород разной текстуры и сруьтурц.

Первый раздел главы посвящен описанию ризработсшюб бндиеперсной нерколядиопно!) системы, которая в последующих разделах широко используется для моделирования эффективных физических свойств пссчзко-алевриго-глшшетых горных пород. Особенностью использования теория перколяции в геофизике является свойство дискретности геофизической среды и заключающееся в том, что в каждую крупную отдельность среды вкладываются более мелкие, а в них - еще более мелкие отдельности и т.д.

Нестабильность порога перколяции систем при ран.оиаспгтзбпости элементов исследовалась в работах М.К.Пфани и Д.Дхар (1984), М.В.Мст.шкковп н др. (1986). Наиболее простыл примером многомасштабкой системы является бидисперсная система. В работе автора (19В9) была рассмотрела бядяспсрспая нерколяниоипая система, представленная непроводящими частицами двух

отличных друг от друга размеров, а п работе А.В.Неймарка (1989) независимо предложена бддисасрсная система с проводящими частицами.

Автором разработана бцдасперсная перколяционная система с различными но масштабу нецроводящныи частицами, которая конструируется следутогщш образом. Сначала разыгрывают обычную (первичную) нерколяционную систему с микроскопическими размером Ь, каждый элемент которой с вероятностью р| является проводником, а с вероятностью (1-рО - изолятором, а затем разыгрывают каждый проводящий элемент первичной перколяциошюй системы на цроводшки с вероятностью р2 и изоляторы (1-рг) размером а. Под порогом перколямда бидасперсцой системы понимается критическая доля рс проводников в системе, при которой образуется бесконечный кластер. Предпола зет-::;:, что линейный размер Ь системы в целок велик по сравнению с характерным размером элементов первичной системы Ь, а форма элементов обоих уровней - одинакова.

Для нахождения перкошщиошшго порога бидиснерсной системы использовался метод реноригрунпы в реальном пространстве. Реренормировашгая величина вероятности элемента первичной системы быть проводником р!1 определяется из уравнения реноригрунпы р:'=К(р|), где- К -ренорыгрушюрой оператор, Переноршгроианная величина вероятности элемента бидиснерсной «;стшы быть проводником определяется из уравнения реиормгрупны (п-.'рт)-1Ч(р1'р;),

Далее можно ненадьзонегь - различные формулировки ренорьарушш, полученные дет сбичной иоиодасперсной перкояяцтхшой системы. При расчет« порога церкешщш бндасперсной перколяциошшй системы асшжьзоаались ргдоригрулповые операторы, полученные Л.К.Сарычепым (1977) для узлов на плоскости и в объеме, а также реноршрушшиые операторы, найденные П.И.Рсйнольдсом, В.Клейном, Г.Н.Окнли (1980) дли случал ■квадратной решетки. Дальнейший анализ проводится стандартным образом и заключается в нахождении нетривиальных неподвижных (критических) точек систем 1 рскуренониых уравнений, сопт&стствуюишх критическому порогу рс. Результаты расчетов показали, что различные формулировки реиормгрупны и реалыЬ)ц иросгранстве дают одни н те ж зависимости порога перколяции биднсперсной перколяционной системы от' пероятносш элемента первичной системы быть проводником, т.е. ! ¡'личина порога перколяции бидиснерсной нерколиционной системы не есгъ величина постоянная, а зависит от доли проводящих чаешц на первом уровне. Полученные уравнения удовлетворяют граничным условиям р1=1 или р? = 1, в которых бндиеперсная нерколяционная снаема вырождается в обыкновенную одномасштабную церколиционную систему.

Для случаев l-pi«l или !-рк<1 {когда аГо«1) биднсперская сулема исследовалась методом, используемым А.В.Нсймарксм (1989) и заключающем в применения теории подобия для корреляционной длины. В резулмт-ге получена аналитическая зависимость порога перколяции бкдаеперсп о« перкшвщнопиой системы от доли проводящих частиц на первом уровне и о г соотношения pauiepon частиц первого и второго уровня.

Моделирование эффективных физических сеоЙстп проведено дл. •: эффективного коэффициента диффузии <D(pi,pj)> (для чего использовало?.< рскурспотюс уравнение дат <Г>> па треугольной решетке для одномасштабноГ; перколяционпой системы Т.Отеуки, ТЛСсйс, 1984), а также для вероятности связи принадлежать бесконечному кластеру узлов (мощность. бесконечного кластера) Peo(pi, рг) (обобщая результаты работы К.Цадлис и др., 1985) для бпдиспсрсной системы. Кылн получены системы уравнений для определения <D(pi,p?)> и Pcoipi, рг) в случае бндвспсрспой системы и приведены результаты решения этих систем g виде зависимостей <D(pi)> и Р«>(рг) при разных р! (шифр кривых). Как ожидалось, случай pi=l соответствует одпоиасштабной перколяционпой задаче.

Кроме перечисленных расчетов были получены асимптотические выраженгл, следующие m разложений вблизи критической точки (pi « pic, pi г» i) рскурсиоиных уравнений для вероятности связи прикаддехсать бесконечному кластеру узлоа Рос и эффективного коэффициента диффузии <D> бидиспсрснсй системы.

H дальнейшем разработанная в этом разделе бидиспсрсная перколяциопиая система использовалась дал описания эффективных физических свойств потомиктопих юрпых пород. П начале каждого раздела проведен краткий обзор современного состояния изучаемого вопроса.

Диализ большого числа эмпирических (или полуэмшгрическлх) формул дал расчета эффективных физических свойств горных пород (коэффициентов пористости, проницаемости, удельного электрического сопротивления и др.) показал, чш общим недостатком этих исследования является, упрощенное нредстлплсние о структуре пористого материала (и ввде - регулярных нлн случайных упаковок зерен или решеток пор), з отсюда. - несоответствие теоретических расчетов фактическим данпьш.

В последние голи рано возрос ишсрсс к описанию различных эффективных физически* свойств порисп,IX сред на основе представлений, »развиваемых в теории перко;шпик, а также ггриялеклгогся модели, обладающие фрактальной геомефией. Однако, зги модели не uanura пока ирименстш п шгссрпрсзшцш данных ПК*.

п

Общеорниктой является точка зрения о сущестасппом ¡шшгая содержания шшсгом материала (частицы размером менее 0.01 им) т эффе$шшш.'о .физические сюйства горных пород. К настоящему временя опубликовано большое число уравнений, свизшшовдих эффективные физические свойства горных пород с гашистосшо. Первой моделью взаимосвязи коэффициента Оористоеш с содержащем глинистого материала считается модель тсрригешюй породы, предяожеггаая К.Ю.Вевделыптсйном (I960). Она представляет песчаник, аороаос 1трсстранстоо между обломочным материалом которого постепенно заполняется шишеши цементом. Иначе говоря, зериа скелетной фракции образуют "жесткую матрицу" • скелет терригашой породы, а глинистый материал присутствует в ней в виде цемента: контактного, заполнения пор шш базального. Из этой модели следует, что при дчсперсной глинистости величина пористости скелета породы является "жеегко" закрепленным параметром, а изменение структуры глинистой породы, а, следовательно, и физических свойств обусловлено тиснение» содержания глинистого материала (Кгл). Зависимости остаточной водоиасшцешюсти от содержания глинистого материала посвятили свои работы А-А.Хагаш (1959), С.Жакеи (1960), А.Пупон (1970), В.А.Ефимов (1978), М.М.Эихшшсхнй (1930) н др. Причем d остаточную водонвсыщенлость загдишзироаанньгх песчаников зпосит акядц как иода, обусловленная запошегшем пороного пространства глинистым цементом, тах и вода, находящаяся ыевду зернами скелета породы. М.А.Цветкова (¡954) показала, 41о большое влияние на фильтрационные свойства оказывает присутствии в песчанихая .глнннстс'Я првкссн. Так при коэффяцненте объемной глинистости более 15-20% порода-коллектор становится практически непроницаемой. А.А.Хашш (1965) пришел к вывода о том, что "одновременно с увеличением цементирующего материала в породе возрастает ее плотность (объемный вес)". К такому же выводу пришли Туезова Н.А., Л.М.Дорошшщкал и др. (1975). Одаако, в последнее время получало распространение кредцоло ленке, что величина глинистости пе влияет на объемную плотность горных пород (И.IU словацкая, Ю.А.Гушн и Др., 19о4; БЛО.Пепдельштсйн, В.Ф.Козкр, 1990; Я.Н.Абдухалнков, И. В. [словацкая и др., 1990).

Факт влияния глинистости па электропроводность горных пород является общепризнанным, хотя а роль muiuaoera иа злекзр 'чеекие свойства горных пород трактуется по разному.

Широко распространено и уже устоялось мнение о влиянии глинистости на вызванную элетрохиьгическую активность, ня диффузионно-адсорбционную активность, на зависимость показаний метода естественной радиоактивности осадочных торных пород, на водородосодержанае (или нейтронную и.'ристосгь) пласта, а также на скорость (интервал) кое время) распространения

\

продольных поля. Однако в работах (И В.Годопацтсая и др., 19В5; Я.ИЛбдухакнхоа, И.В.Го.;овадкая я др., 1936; Б.Ю.Вендадьттейи, В.Ф.Козяр, Г.Г.Ядснко, 1990) утверждай хя, что для п^ястоп-иодяехторов с Кгл<13% обьемная глинистость не сказывается на At

Что касается коэф рсциеята затухяняя акустических водя в горних породах то, с одной стороны, йсеия нркзкаегея, что те факторы, которые способствуют увеличеншо сплошности и кесткостя среды, приводят к улучшению ее добротности п уменьшению коэффициентов затухании, с другой стороны ОЛС.Коядратьея (1986), В.М.Добрышш н др. (1991) рассматривая экспериментальные данные вриходгг к вывод;' о том, что коэффициент затухания растет как с ростом коэффициента пористости, так и с ростом коэффициента глинистости, хота с ростом глинистости уменьшается коэффициент пористости.

Кроме влияния глинистости на физические свойства горных пород в работах рваных исследователей отмечается существенное влияние содержания нкепритовой фршшил, в частности, на коэффициент открытой пори стояч (Ц.А.Туезова, Л.М.Дорогиюнусая и др., 19*75; В.С-АфанЕсьев н др , 1975-1993). М.М.')ял>шскнй, Б.Н.Еникеев (1991) пришли к выводу, что попытка ввести в уравнения (которые являются аддитивными) параметры, характеризующие содержание алевритовой фракции, как правило, не приводили к. значимому повышению точности зависимостей. Различные авторы отмечают, что широкий разброс точек на графиках зависимостей Кпр=ЩСп) н ¡Сво=Щ<п) может быть связан с присутствием в аиалнзнруемой совокупности дапгых разных образцов по гранулометрическому составу (Васкуэз, 1961; А.А.Хягаш, 1963; С-А-Амаксв, 1974). В работе В.С.Афанасьепа (1993) приведены зависимости абсолютной проницаемости породы от пористости при разных содержаниях алевритового материала, что аналогично представлениям А.Л.Хаптош.

Л.И.Орлов и др. (1987) отмечают сущестпешгос тмине содержания ыатрнеса на электропроводность терригенных горных пород. 131 работе З.Бариан (1971) рассматривалось влияние содержания алепритовой фракции на удельное сопротивление продуктивных нефтегазоиасыщепшх гортпород.

В.С.Афапасьевым , В.Ю.Тере«тьешм и др. (19'».>1<Ш) п результате лабораторных и скважинных измерений установлено существенное различие гамма-актшшости песчаной и алевритовой фракций, '.йсшивповдих скелетную члаъ ¡юрод при достаточно постоянной сата-акттосги глинистого копонента. Это послужило основанием для отнесения модели сстеегаскиоИ гамма-актнвносги пеечано-апеприто-глинистой породы к треххомнопентноя.

Что касается акустических свойств, то нредетявляст интерес работа С.В.Анненона ¡/981), в которой было уегчпенлеио, 43« в поянмпс гттеых

коллекторах зависимость интервального времени продольных волн от пористости определяется не только степенью глинистости, но и литолотическим типом пород (песчаники, алевролиты), т.е. изменением содержания алевритового материала.

В результате проведенного автором анализа астрофизических исследований на образцах месторождений Западной Сибири установлено существенное влияния содержаний глинистого к алевритового материала на ФВС н геофизические параметры песчано-алевриго-глтгасшх горных пород Отмечено, что ФБС песчано-алеврито-глннисшх горных пород при некотором Кпг=соп51 не контролируется полностью ни содержанием алевритового материала Кал, ни содержанием песчаного материала Кпесч, ни их соотношением С=1'пес ч/Кал.

Таким образом, фактичсси.; данные, приведенные в этой части работы нохазывают, что на данный момент времени но существует моделей ФВС и геофизических параметров, описывающих все имеющиеся данные. Это послужило толчком к использованию бидисперсной перколяционнои системы для построения петрофнзических моделей горных пород

Многие исследователи \М.М.Элланский. Б.Н.Виикесв, Л.И.Хейфец, А.В.Неймарк, Л.Л.Бродский и др.) пришли к выводу о том, что имеющиеся в пористых материалах поры можно разделить на три вида: открытые, тупиковые и закрытые. Такая классификация пор находится в полном соответствия с представлениями теории нерхолгшш о структуре бесконечного кластера.

Модель песчано-алеврито-глинистой порода можно представить как бидисперспую пер: олянионную систему, характеризующуюся

разномасштабными элементами: зернами, матрнксом, цементом и поровьн<г пространством. Сама система делится на две подсистемы по норовому пространству: первая подсистема характеризует норовое пространство, образованное зернами, матриксом (алевритовая фракция) и цементом, а вторая образуется в результате заполнения частицами глинистого материала поропого пространства первого уровня.

Для полноты описания бидисперсной перколнциошюй модели введены параметры р1 и рг, каждый из которых характеризует свою подсистему. Параметр ¡-р! характеризует вероятность уменьшения объема открытых пор скелета породы. Параметр р) связап с содержанием алевритовой и песчаной фракций, что иллюстрируется фактическим!} данными, полученными дли образцов Комсомольского, Вм-Вговского, Бованенкопского месторождений. Уменьшение этой величины (рО евкдетельетпуег об увеличении содержании алевритовой част породы, а вследствие этого происходя! еоошетпнующие изменения физико-литологических параметров.

Параметр рг характеризует ту часть нороаого пространства, которая является проводящей (например, в частности, участвующей в фильтрации флюида), величина 1-рг отражает долю "непроводящего" ("блокирующего") материала п порах каркаса породы н тождественна коэффициенту Кгл.

Далее, для огшеа ;ия большинства известных эмпирических фактов, накопленных на сегодняшний день и описанных выше, использована бидиенсрспня перколяционная модель песчано-алеириго-глинистой породы. В следующих разделах агорой главы приведены моде!Ш ФЬ'С (коэффициентов открытой пористосш-Кпо, абсолютной проницаемости-Кпр, остаточпой аодонаеыщешюстн-Као, объемной шютаоетп-5н), а третья глава посвящена описанию моделей геофизических свойств песчано-влеврито-пвшистых горных пород (удешлше электрическое сопротивление полностью и частично насиненных горных пород характеристики потенциалов вызванной н собственной поляризации, радиоактивные н акустические свойства). Общим для них будет то, что если емкостные и связанные с ними характеристики описываются в райках разработанной модели мощности бесконечного кластера бнднсперсной нерколяционной модели (Кно, 1Сво, 8п), то к :нстаческне характеристики, связанные с распространением полей различной природы (Кпр, бн, Jrш, Jш м, л Г, и др.) - а рамках модели коэффициента диффузии бнднсперсной перколяциолной модели.

Модель открытой пористости. Л.П.Орлоа и др. (1987), В.Г.'Маияшев (1984), В.П.Сонич (1984) установили, что в осадочных горных породах закрытой пористости, т.е. полностью изолированных пустот в породах нет и если закрытые пустоты и сущесгвуют, то их доля значительно меньше точности определения параметров коэффициентов открытой и общей пористости. Эти результаты позволяет сделать вывод о том, чтч> коэффициент открытой пористости террпгеннмх пород включает открытые и тупиковые поры а если описывать иорнетоеП. в терминах теории нерколяции, то мы приходим к пыподу о том, что коэффициент ««хрычой пористости тождественен мощности бесконечного класпра (Ки

ЫМ&Ц^Ш^ШЦ'КЧОСШ- Коэффициент проницаемости бнднсперсной ПсрколяцИошюй системы имеет сксйлингоную форму, аналогичную формуле дяя коэффициента диффузии, вырождающуюся в частом случае (р|=1, р2=1) в , формулу Козени ¿уы расчет ироннцаемоеш.

При расчетах абсолютной и относительных фазовых нроцицаемоетей осадочных горных пород иа основе кривых капиллярного давления филмрациониую способность торных пород необходимо связывать не о теоме1рической связностью норового пространства, а со связностью, нор, обладающих евойствам» проводимости.

Исп'пьзу» идей В-Амбскаокар, В.И.Гальперипа н др. (1971), Б.И.Шкловского, Л.Л.Эфроса (1971) и др., а также А.Дж.Кащ, А.Г.Томпсоиа (1987) паки получены простые фо-мулы для расчета абсолютной и отиоагтеж.иых фазовых, провнцаеыосгей дня образцов горных пород, используя кривые кашшшркого давления без подгоночных параметров. Сксйяипговая часть дня коэффициента провнцаемости не обладан..- универсальностью, а зависит от особенностей, структуры порового пространства и проводящих слойств сосшшяоша его э цементов. Сопоставление рассчитатшас по полученной формуле значений Кпр и измеренных на коллекции образцов пгсчан/тов и алевролитов Комсомольского, Ткнского и Самотлорского кесорождевяЛ можно считать хорошим. Кривые относительных фазовых проннцашосгей, р ссчитанных на основе предложенных формул согласуются с ялалоггпшыми кривыми, устг товлеппыми по экспериментальным данным стационарной фтшьт} лцш. Расчет же проницаемо-ти по простой капиллярной модели без учета яерколяционных свойств порового пространства приводит к результатам значительно превышающим зкеперимаггадьно опроделенпые.

М^ДезД» остаточной водриасыщеиностц. Процесс образования остаточной водонаодщенпостн рассмотри, как процесс вытеснения одной фазы (смачивающей) другой (несмачивающей) фазой. Как ьзвсстио, задача вытеснения, соответствующая вдавливанию ртути в образец и вытеснешпо воды ьощухом в методе полупроницаемой мембраны, может быть сформулирована в терминах теории аерхоляцин. В ~том случае начало фильтрации песмачивающей фазы будет эквивалентно образованию бесконечное кластера фильтрующихся пор образца. Бесконечный кластер существует при pk>pkc (pk. - капиллярное давлепие), причем оС ьемнак доля несмачивающей фазы Sue есть не что иное кале мощность бесконечного кластера Px-.sSne. В случае, когда иесмачнвающая фаза вытесняет всю смачивающую фазу из фильтрующихся пор образца, то в образце остается доля пор, заполненных смач1!вающсй водой, которая и есть остаточная водонасыщенность, т.е. 8войКвой1-Рсо.

Модель объемной плотиоспу Объемная шютаость полимкктовых горных пород была проанализирована с точки зрмшя разработанной модели бвдяспсрспой перкояяцшншой системы. По аналогии с переходом жидкость-газ было записано сксйлинговое выражение для объемной плотпости бидиспсрсной / перколяцношюй системы и получепо, что 6п, как и другие параметры горных пород определяются величинами pi и Кгл.

В заключении главы па основе модели ФЕС дано объяснение взаимосвязей проницаемости и остаточной 'водонасыщстюсти, открытой пористости и проницаемости, открытой пористости н остаточной Бодонасыщешюсти, а также проницаемости, остаточной водонасыщепности и открытой пористости.

Показано, что все характерлые особенности этих эааясялостсй легко . обышшотся в рамках разр..бота1!ной модели поянмжгговой горкой породы каз ■ бкдасперсной леркояяцжмшоЙ гчсгеьш. ", .-

В третьей главе бидасперсиая перколящюштая спстеиа использовалась * дай ошгсатшя моделей геофизических параметров п^чша-алеврнго-глишсшх горних пород (интервальное время, коэффициент затухания, ггнтексквпосга пейтрошгаго-гаыма и метода естестветюй гамма-активйоегп, : удейьнов электрическое сопротивление частично я подлостью водонасытдепкых герпда пород, характеристики метода потенциалов вызванной в : собетаегщой поляризации), которые также как и ФЕС определяются величшшш р1 а 1<гл, чго является петрофнзической основой колнчествевпой !штф1ф$тац&й рйуйтзтоз ГПС с целью определишя ФЕС пластов-коллекторов. •-, . ' - : , ;

1? качестве примера использования моделей ФЕС_песййо-'аяезрзт^йзййШ|3' -: ' '•'. горной породы как бвдненершой перхоляцпоштоЗ 'иШе'чй- ' " .

приведены соксспшления коэффициентов «шерыТОй;яорп&гбег^ '

аротттост, остаточной подопасьлдепйосги,оШ'ЩзМ У ;":••...

коэффициента объемной шоткстости при '.'••"••

образцов Комсомольского (пласты ПК, АП, БП),. - ;

Талибского (пласта ЮК10-11),. . Вм-ЁгоасгОп» •'••

Боваиенковсиого 002-12) иестороддевдй. 'Лваяй»-' „-

показывает, что теоретические кривые,. оовтрошша'по:" для ФЕС бидасперсной иеркодещношюЗ ' сясп^\/лрре$!г '•'йпзе^йзш'• экспериментальное поле точе,?, которое дафффeкI^У5ШlTíiфгЙJjivй¿иШ •', линиями по величине параметра р| и, следовательно, >

отражает характер взаимосвязи иеящу ФЕС я яюсодагачейййгЙ' о$ЬбгзЙСС15г!3*-:' нолимш товых горных пород. Это позволяет ксцОльзкгата Ы 'Я рряшЪХЗЯ ■ цепях дня определения параметр«» пластов по результата* ГЙй '' .Л.

Аналогичное сопоставление ирвпедепо и дйя гвзфа»кч?ггзх." -й<фжй.рсз'' • полнмнктовых горных пород. • •. '

Таким образом, нетрофнзяческся модель горцой породы зав СйД!СП£рй1ЯЛ перколящюппая система хорошо оаисымет азнеишю ф шатра Ш'.с Ш10-емкостаьгх свойств, обуеяовлешта ¡пыецяшеи йрупиоеш зерез (соотношении содержания песчаной и алевритовой фракций), так и содерванцеа глинистых частиц (Кгл), а введение параметра р| позволяет иросладэть па количественном уровне изменепие соотношений между содержаниями скштящ фракций при постоянном козффнциепте глинистости юш, наоборот, прсая®Д£№ за изменением глинистости внутри данного лктотапа (при постаякпоу зяааднйн . р,).

Четвертый раздел работа посвящен количественной интерпретации гоолого-геофязичсашх данных при подсчете запасов н разработке месгоровдеивй нефти и газа. Вкачал; раздела рассмотрело решение задачи коллектор-пеколлетаор и разработана методика выделе!вм коллекторов по гесшого-геофюичссашм данным па основе пегрофизнчеошх моделей ( обоснование граничных значений пористости, проницаемости) пссчшю-алеврито-глшшетых горных пород как бидасперскых перколядлонных систем. В отличие от традициошю применяемых методик (основанных на парных корреляционных зависимостях) предлагаемая методика учитывает дифференциацию зависимостей 1Сир=Г(!01) как по параметру модели р1 (сажанному с содержаниями песчаной и алевр!гговой фракций), так и но коэффициенту обггиной глшшстостк. Данная методика учитывает наличие саектра значений граничных -иачений, в частости коэффициента открытой пористости, в зависимости от параметров модели, определяемых по результатам интерпретации данных ГИС.

Для определения крэтнческих значений водоиасьпцештосги, позволяющих по результатам интерпретации данных ГИС прогнозировать характер притока до непышны пластов, разработана методика получения кривых зависимостей критических значений водонасыщенносга от абсолютной газопроницаемости, основанная па расчете относительных фазовых вронкцаемостей по данным кашишяриметрин образцов по модели норового пространства горных пород приведенной во гяпрой главе. Данная методика была опробована на Тянском, Новопортовском н Оугмутском месторождениях к показала свою работос: особность.

Следующие три раздела четвертой главы посвящены количественно? интерпретация геолого-гсофнзичссквх данных с целыо определении ФЕС полимнктовьк горных пород Показано, что информативность стандартной интерпретации ГИС в разрезе скважин, вскрывших тероигепяые коллекторы с дшрокнм изменением содержаний нсечэдого, алевритового и глинистого материалов существенно снижается.

Многочисленные способы количественной интерпретации данных ГИС могут быть представлены в единообразной форме - как задача устойчивого решения систем петрофизических уравнений. Показано, что задача геологической интерпретации есть типичная обратная геофизическая задача. Обратная задача в геофизике - по наблюденной характеристике поля определить исследуемый объект (т.е. пайтн его. параметры). Трудности решмшя обратных задач геофизики заключаются в следующем: часто обратные задачи в общей постановке имеют цседднстиешюе решение; задачи валяются неустойчивыми, т.е. наличие в исходных данпых малых погрешностей может вызвать как угодно

большие вариации решегаш (большие погрешности а определяемых параметрах); закон распределения .ероят гостей случайной ошибки определить трудно, тшс как ои часто зависит от конгрегтых измерений в исследуемой модели среды. Таким образом, обратные задачи геофизики являются типичным ¡гримером некорректных задач. Нотгсие корректности, сформулированное Ж.Лдамаром, заключается я следующей: решение задачи существует, решение задач единственно; решение задач устойчиво. Далее кратко изложена история развития методов решении некорректных задач, которые начали активно рашнназъея, начиная с 60-х годов после почвлепия фундаментальных работ Л.Н.Тихонова, Маркуардга (1963), А.М.Морозова, В.Н.Иванова, М.М.Лаврентьева, В.П.Тананы.

Обобщая методы решения обратных задач геофизики (и, а частности, геологической интерпретации) можно выделить условно две груипы алгоритмов и программ. К первой группе можно отнести алгоритмы, моделирующие процедуры традиционной интерпретации данных ГИС в попласговом режиме с помощью палеток, храшшых в памяти ЭВМ. Ко второй группе относятся алгоритмы, использующие оптимизационный подходя ннтерпретацт'и, который заключается а многократном решении ¡грямых задач и подборе параметров модели среда, удовлетворяющему некоторому критерию оптимальности. Многократное решение прямых задач обеспечивает последовательное уточнение дара метров подбираемой модели на основе оптимизации целевой функции (функционала).

Одним из важнейших вопросов, . возникающих при разработке аитоматизировашптх систем обработки и интерпретация дагаплх ГИС, является учет погрешностей показаний разных методов ГИС. Работами М.Г.Латышовой и Т.Ф.Дьяконовой для различных геолого-геофизических условий доказано, что в показаниях всех методов, кроме электрометрии, систематическая ошибка (влияние конечной мощности пласта, его кошрастпосп» с соседними пластами, диаметр скважины и толщины глинистой корки, влиште наличия каверны, ошибки измерений статистического характера при измерениях методом естественной радиоактивности н другими методами радиометрии и других неучтенных факторов, которые па показания летодов ГИС носят зачастую закономерный характер) может в 1,5-3 раза превышать случайную.

М.М.Элланский, БЛ.Вникеев (1991) пришли к выводу, что при комплексной интерпретации важным является учет наличия грубых ошибок и отбраковка ненадежных данных. Для этого необходимо иметь возможность решения персонределепных систем петрофизических уравнений, в том числе содержащих грубые ошибки. Результаты исследований Б.Н.Виикеева н др.(1985)

ПОЕазаш, что В случае грубых ошибок в показаниях одного метода его полезно ксгшощгтьнз интерпретации.

шсгецах щгтоматазир дояноВ интерпретации данных ГИС И^ах^Шса раЗфчше- целевые функции; которые н описаны далее. Интерес *фу^гкщи; используемая Л.В.Кнеллером н А.И.Сидорчуком, вёсопыо функции, позволяющее учитывать вес каждого цзмерегаш, тем меньше они влияют па решение, данного раздела ; описаны системы петрофнзических - ' ^(рвЙй^вгФ ^.йбя^едаотой шггерпретацтт теолого-гсофизичсехих данных с цаш?>.ецредедаиш • ФЩ2 пластОв-кояяекторов. Основой количесгвсшюй шгерпрстырш дзгацлх ГИС являются системы петрофизических зависимостей в еедс . пстрофгавпилсих моделей исследуемого разреза. Эффективность . комплексной штгерпргшщп во чистой определяется достоверностью выбранных пеггрофйзичеейьт.заьасимостей I: необходимых петрофизических констант. Никакие. . цат-сматнчгсгш?-ухищрения (например, построение устойчивых ошшзшадгеишх алгорншо» с регуляризацией) не приведут к желаемым результата!!, . ссви в программы интерпретации дашшх ГИС будут закладрваться пецрофнзНческйй ыодалм, но отражающие характерные черты горных пород как Объектов интерпретации при проведении ГИС.

Встречаемые на практике пстрофнзнчсскне зависимости могут быть дииейггшгп ; ВД? ..кстэдсИаши,.. . • .функциональными нли статистическими .. фмшгрйчеййгшг)..Тах,: алгоритм программы СО 'ГСЖ (Л.И.Сидорчук, 1980) галайсз примером вдгоркггмез комплексной оцевк. 1 свойств пластов на основе решеши - спсгсц. жт;еГшых • пстрофизкчсских ураппений. Исходной в колхяйстооицаи оценке состава горной породит является система уравнений, выргёашщих .¿ногомерные стаи'между физическими свойствами породы я саойстЕЗЗш Кокпрпеитоа. , . .

. трсагоиаоааггакз ьгодкйг песчано:алеврито-глш1чстых горных пород, рззработшшьгй .^.{^Афанасьевым и др. и использованные при комплексной цнтерпркгацш! . давших ■ ГИС имеют также аддитивный метод расчета зффагггкапых физических свойств горных пород вида.

1С алгоритма«,: реализующим комплексную количественную интерпретацию методом регаенш: систем целтшейных петрофизических уравнений относится программа РШШ* ОкН.&тегв) и ОЕТСОМ (Л.Е.Киеллер). а также сналегичлыз системы ' авчт)матазйрованн65 .интерпретации данных ГИС, разработайтшаза рубежом (СШВА1, тл'КА, \У08,$ЬЛМ,0РТ!МЛ).

Несколько о стороне от описанных выше автоматизированных систем интерпретации данных ГИС стоит подход разрабатываемый В.Г. Фоменко, основанный па использовании многомерных корреляционных зависимостей,

шигпучшим образом описываемых иоле зависимостей метду ФЕС ы физическими параметрами ГИС.

Анализ результатов определения ФЕС по данным ГИС, проведенный в ршозе, 110Ka3a.it, что достоверность результатов, полученных, путем решения сне ¡ем адаптивных гидрофизических уравнений, я также петрофнзическнх моделей с простой геометрической структурой недостаточна, так как не позволяет учесть тиснения структуры порояого пространства полимнигопых коллекторов, обусловленные варьированием содержания песчаных, алевритовых обломков и глинистого материала.

В последнем иушпе данного раздела описаны результаты использования бидиепереной нерколяциошюй модели пеечаио-алеприто-тншегой горной породы для количестпеттй интерпретации данных ГИС с целью определен«« ФПС полимнктовых горных пород.

На основе разработанных нелинейных астрофизических моделей, учитывающих скньнме взаимодействия между компонентами, слагающими породу, и которые обусловливают изменение структуры пород, а тем самым п пх физико-литологических свойств, в работе опробирован способ расчета по данным ГИС коэффициентов открытой пористости, абсолютной проницаемости, остаточной подонашщешюсти, объемной плотное™, объемной глинистости нолиишеюпых пород-коллекторов. Сопоставления расчетных значений параметров илистой с фактическими данными показчто дисперсия определяемых но предложенному способу величин существенно ниже (в 2-3 раза), чем но методикам, широко применяемым в практике. Создано программное обеспечение определения ФПС с использованием разработанной астрофизической модели, которое было реализовано в виде пакета программ "ОРТЩ'ИЯ", использующий оптимизационный способ решения системы нелинейных уравнений, учитывающий наличие погрешностей В измеряемых геофизических параметрах. На примере месторождений Западной Сибири (Приобское, Бовяиенковскос, Талииское, Пм-Еговское ) показана зффектншюоъ нримснения разработанного пакета программ "0РТ1КС[8" н приведено сопоставление шперпретнрогштых значений Ф'-С по данным ГИС (!Сп, Кир, Као, би) с данными керна.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I ¡тагом выполненных автором работ являются следующие основные результаты:

I.Разработана бндиепереная нерколацнонная модель пссчано-алеврито-пшмистой горной гюроды,' учитывающая сильные взанмодейстоия между ее гранулярными компонентами, на основе которой разработаны модели О НС

(открыто и пористости, абсолютной проницаемости, остаточной водоиашщешшсш, объемной плотности), а также модели эффективных геофизических параметров (нитернальн го времени, коэффициент затухания, шггенсионостей нсГпрошюго-гамма и метода естественной гамма-активности, удельного электрического сопротнвлстт частично и полностью водонасыщеиных торных пород, характеристик месодо., потенциалов собсгаеной и вызванной поляризации).

2. На основе теоретических и экспериментальных исследовании объяснены закономерности поведения ФЕС и геофизических параметров террнгенных тортах пород и наблюдающиеся между ними взаимосвязи.

Разработана решеточная перколяцнонная модель порового просгранства терригенпых ropt...ix пород, позволяющая рассчитывать абсолютную и относительные фазовые проницаемости горных пород на основе грины.;; капиллярного даилеш.я.

4. Разработана методика оценки граничных значений пористости, проницаемости и критических значении водпиасытенноеш на основе разрабогаппых перколяциотшх моделей терригеинъгх горных пород

5. Разработана оптимизационная система кшхрнретации данных ГИС па оснопс разработанных бидиснерсных иерколянионных моделей эффектпнмх физических свойств песчапо-злснриэчылиннсхых горных пород с целью определения ФРС пород-коллекторов.

G. Разработана нстрофи шчсс'-.ая основа иитернреташш метода потенциалов вызванной поляризации.

Основные положит: диссертации опубликованы в следующих работах:

1. О моделях электропроводности полпмнктопых пород дня интерпретации данных ГИС // Комнлексироиапие методой исследования при разведке месторождений нефти и таза Западной Сибири /У Гсзисы докладов областной Научно-технической конференции молодых ученых и специалистов.- Тюмень, ЗапСнбПИПШ, 1988. С.107-108. (сопмсспк. с Пфимовым li.A.).

2. Применение численною моделировании дан решения задачи ныдслощш пластов-коллекторов // Нефть и газ Западной Сибири // Тезисы докл. II Всссоин науч. конференции.- Тюмень, 19R9.C.59.(совместно с Кармацких li.lt,).

3. Уравпсиия рснормгрупны для задачи о перколяшш биднсисрснон системы // Проблемы освоения нефшазовых ресурсов Западной Сибири.- Тюмень. 1991.■ С. 29-35. (совместно с Нфимовым В. Л ). ,

4. Проницаемость и нерколнииопные свойства пороиого просгранетва осадочных горных пород// ИФЖ,- 1991. т,61. ь.4,- С.635- 64«. (совместно с Офимопым В.Д.).

5. Уравнения гидродинамики для пористых сред со структурой норового нроефане/яа, обладающе;. фраэталыгоЯ т>метрнсЛ И ИФЖ.- 5992.- Т.6Х- N 3,-С. -105-450.

6. Критическое поведете эффективной проводимости трехмерной случайно-неоднородной среды U Письма вЗКТФ.!992. т.18. П.16.С.19-23.

7. Исследование масштабных факторов при изучении эффективных свойетя горных пород на керне и ГИС. Нефть и газ Западной Сибири. Проблемы добычи н транспортировки. Тезисы докл. межгосудярст. паучио-тсжнической конференция, посвященной 30-леппо нпеппутя. Тюмень, - 1993. С.43-14. (совместно с Ефимовым U.A.).

8. Пеггрофизччеекйя модель терригениой горной породы как бядиспсрспой псрколяцкопшИ системы для колнчесгаепной интерпретации данных геофтнческнх исследований скважин. Нс(|т. и газ Западной Сибири. Проблемы добычи и транспортировки. Тезисы дохл, межгосудярст. научно-технической конференции, посвященной 30-лстшо ипстктуга. Тюмень, - 1993. С.45-16. (совместно с Ефимовым В.А.).

9.Сбоековлгшс примепепгег метода потенциалов вызванной поляризации для определения геологических параметров пластов. Нефть н па Западной Сибири. Проблемы добычи и транспортировки. Тезисы докл. иежгосударст. научно-технической конференции, посвященной 30-леппо института. Тюмень, - 1993, С.48-49. (совместно с Гильмановыи Л.И., Перпнковским Ю.О., Ефимовым H.A., Кярмацких В.И., Кутеневым С.А., Шилко Н.Л.).