Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Усовершенствование геологической модели Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения по результатам геолого-геофизического мониторинга разработки

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Усовершенствование геологической модели Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения по результатам геолого-геофизического мониторинга разработки"

На правах рукописи

СИЛАГИНА ТАТЬЯНА ВАЛЕРЬЕВНА

Усовершенствование геологической модели Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения по результатам геолого-геофизического мониторинга разработки

Специальность 25.00.12 -Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

i

íum

На правах рукописи

СИЛАГИНА ТАТЬЯНА ВАЛЕРЬЕВНА

Усовершенствование геологической модели Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения по результатам геолого-геофизического мониторинга разработки

Специальность 25.00.12 - Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

21 № ВЗ

Работа выполнена в ООО «ВолгоУралНИПИГаз» и ООО «ВНИИГАЗ»

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Фоменко В. Г.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Овчаренко А. В.

кандидат геолого-минерапогических наук Пантелеев Г. Ф.

Ведущая организация:

ООО «Оренбурггазпром»

Защита диссертации состоится «_

2005г. в 13час. ЗОмин.

на заседании диссертационного совета Д 511.001.01 при ООО «ВНИИГАЗ» по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район, пос. Развилка, ООО «ВНИИГАЗ»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ООО «ВНИИГАЗ». Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим вас направлять ученому секретарю диссертационного совета по указанному адресу.

Автореферат разослан

2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.г.-м.н.

<*0С. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА 2

¿"■та*':

*■■■ ■ I» V*

Н.Н. Соловьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Многие крупнейшие газовые и газоконденсатные месторождения России вступили, либо в ближайшее время вступят, в период падающей добычи углеводородного сырья. В связи с этим особенно важно изучение возможности вовлечения в промышленную разработку пластов с пониженными фильтрационными свойствами, а также пластов, из которых газ отобран не полностью.

Оренбургское нефтегазоконденсатное месторождение еще в течение длительного времени будет одним из основных объектов добычи углеводородного сырья в европейской части России. Вместе с тем, здесь наблюдаются негативные явления, связанные с прогрессирующим обводнением продуктивных пластов, образованием зон с различными давлениями в отдельных пластах и пачках, формированием участков с защемленным газом между обводненными пластами. В связи с этим для повышения эффективности разработки Оренбургского нефтегазокон-денсатного месторождения необходимо дополнительное бурение скважин в т.ч. и горизонтальных, перевод работы скважин, эксплуатирующих уже обводнявшиеся основные объекты, на незатронутые обводнением продуктивные вышележащие горизонты, проведение работ по изоляции интервалов поступления пластовой воды, ввод в разработку пластов с пониженными фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС).

Проведение таких работ обуславливает необходимость уточнения геологической модели Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения, для чего требуется проведение систематизации и научного анализа обширной геологической, геофизической, геохимической, промысловой и другой информации, накопленной в процессе разработки. Этим и определяется актуальность темы диссертации.

Цель работы

Создание уточненной геологической модели Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения, по результатам геолого-геофизического мониторинга разработки для повышения ее эффективности на этапе падающей добычи углеводородов.

Основные задачи исследований

1. Изучить проблему создания и ведения геологической части постояннодействующей модели разработки Оренбургского месторождения.

2. Изучить возможности использования компьютерных средств при построении и ведении геологических моделей углеводородных месторождений.

3. Провести типизацию коллекторов среднекаменноугольно-артинского возраста Оренбургского месторождения по структуре порового пространства и фильтрационно-емкостным свойствам.

4. Усовершенствовать геологическую модель отложений среднекаменноугольно-артинского возраста центральной части Оренбургского месторождения с учетом его современного состояния по результатам геолого-геофизического мониторинга разработки и с использованием современных компьютерных технологий.

Научная новизна:

Автором проведена типизация пород-коллекторов среднекаменно-угольно-артинского возраста по структуре порового пространства и ФЕС. При проведении этой работы были использованы данные по более чем 1250 скважинам, в которых была накоплена геолого-геофизическая информация за все годы поисков, разведки и эксплуатации месторождения.

Установлены закономерности распространения коллекторов среднекаменноугольно-артинского возраста и особенности изменения фильтрационных свойств пород в плане и разрезе Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения.

Оценена геологическая неоднородность продуктивного разреза, обуславливающая процессы фильтрации флюидов. Уточнены петрофизические зависимости между емкостными и фильтрационными свойствами по отдельным пачкам и районам Оренбургского месторождения.

На основе использования данных мониторинга разработки месторождения и дифференциации разреза продуктивной толщи выделены участки распространения коллекторов с повышенными фильтрационными свойствами, в наибольшей степени разрабатываемых к настоящему времени и тем самым подверженных наиболее быстрому обводнению.

Защищаемые положения

1. Научно обоснованная типизация пород-коллекторов среднекаменно-угольно-артинского возраста по структуре порового пространства и ФЕС.

2. Уточненные по результатам эксплуатации и геолого-геофизического мониторинга модели Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения:

- геологическая (по всему месторождению);

- геолого-промысловая (для основного объекта разработки центральной части);

- геолого-геофизическая (для обводненной центральной части).

Практическая значимость и реализация результатов работы

В результате дифференциации разреза по структуре порового пространства и ФЕС созданы каталоги коллекторов по всему фонду скважин Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения.

Проведено распределение запасов газа Оренбургского месторождения в зависимости от типа коллекторов.

Разработаны рекомендации, по оптимизации процессов эксплуатации месторождения и усовершенствованию системы контроля за эксплуатацией газовых залежей.

Полученные автором результаты использовались при пересчете запасов углеводородов ассельской нефтяной залежи Оренбургского месторождения, утвержденных в ГКЗ в 2004 г. и при построении уточненной цифровой геологической модели отложений среднекаменноугольно-артинского возраста Оренбургского месторождения.

Фактический материал и личный вклад автора

В основу диссертации положены исследования и работы, выполненные лично автором либо с его непосредственным участием в ООО «ВолгоУралНИПИгаз» за период с 2000 по 2005 гг.

Автор являлся исполнителем научно - исследовательских работ по обработке и интерпретации данных ГИС при создании цифровой модели Оренбургского месторождения. Основой диссертации являются материалы исследований, выполненные автором при решении проблемы эксплуатации Оренбургского месторождения с использованием фондовых и литературных источников, а также материалов авторского надзора за разработкой. Автором составлены разделы в трех научно-исследовательских отчетах по тематике диссертации и выполнен основной объем работ при «Уточнении геолого-промысловой модели Оренбургского месторождения в рамках «Уточненного комплексного проекта доразработки Оренбургского месторождения».

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на

Международных конференциях: «Губкинские чтения», РГУ нефти и газа им.

И.М. Губкина, Москва 2004 г; «Современные проблемы промысловой

6

геофизики», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Москва, 2005 г., «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа». МГУ, Москва, 2005 г. «Нетрадиционные коллекторы нефти, газа и природных битумов. Проблемы их освоения», КГУ, Казань, 2005 г.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы. В работе содержится 111 стр. текста, 28 рисунков, 3 таблицы. Список литературы состоит из 74 наименований.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 работ.

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, доктору г.-м. наук, профессору В.Г Фоменко за постановку задач и конструктивную помощь на протяжении всего периода работы.

Автор благодарен к. г.-м.н. М.А Политыкиной, к.г.-м.н. В.Е. Каи, к.г.-м.н. Н.И. Вареничевой, Ю.М. Кутееву, к.т.н. В.З. Баишеву, к.г.-м.н. О.М. Севастьянову и другим специалистам ООО «ВолгоУралНИПИгаз за помощь и советы при проведении исследований в процессе работы над диссертацией. Автор пользовался советами специалистов ООО «Оренбурггеофизика» д.т.н. A.C. Деркача, к.г.-м.н. A.B. Савинкова, В.Н. Чуриковой и других, которым автор выражает искреннюю благодарность.

Автор выражает признательность и благодарность коллективу единомышленников и сотрудников ООО «ВолгоУралНИПИгаз» и ООО «ВНИИГАЗ» которые, несмотря на трудности, самоотверженно работали над созданием компьютерных технологий получения геологических параметров по данным ГИС для создания цифровой моделей Оренбургского месторождения - В.Г. Семехиной, В.П. Чевычаловой, М.А. Трифоновой и другим.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дана общая характеристика проблемы создания и ведения постояннодействующих моделей строения отложений среднекаменноугольно-артинского возраста, представления о которых изменяются в процессе разработки Оренбургского газоконденсатного месторождения по мере получения новых данных и их переинтерпретации с использованием современных компьютерных технологий.

Правильный выбор модели позволяет наиболее эффективно использовать вычислительные ресурсы с целью результативного прогноза I

изменений в исследуемом объекте в ответ на те или иные внешние воздействия.

В диссертации использованы следующие понятия модели: геологическая модель - это отображение в определенном масштабе основных структурных и литологических особенностей объектов эксплуатации Оренбургского месторождения - геометрии слагающих пластов и характера изменений их минералогического состава;

геолого-промысловая модель дополняет геологическое отображение объекта недропользования такими параметрами, как фильтрационно-емкостные свойства продуктивных газонасыщенных толщ, их эффективные толщины, состав флюидов и их распределение внутри моделируемой геосреды, включая поверхности межфлюидальных контактов, а также термобарические характеристики толщ пород, слагающих месторождение. Геолого-промысловая модель является основой для оценки запасов углеводородного сырья;

геолого-геофизическая модель - это суммарное отображение основных геологических свойств моделируемого объекта в измеряемых естественных и наведенных геофизических полях. Модель описывает аналитические связи между геологическими свойствами пород и их

физическими параметрами, включая петрофизические зависимости между результатами исследования пород по керну, с одной стороны, и данными геофизических исследований скважин - с другой;

Постояннодействующая модель разрабатываемого объекта Оренбургского месторождения суммирует все моделируемые характеристики и свойства месторождения. Это автоматизированный комплекс такой геолого-геофизической и промысловой информации, все элементы которой программно-аналитически интегрированы между собой на основе их функциональных взаимосвязей.

Неотъемлемым свойством постояннодействующей модели является возможность ее систематического совершенствования по мере поступления дополнительных новых данных. Это реализуется в виде итерационного процесса автоматизированного анализа причинно-следственных связей между техногенным воздействием на месторождение (бурение, добыча, ее интенсификация, обводнение и т.д.) и полученными результатами.

Значительный вклад в развитие представлений о моделях Оренбургского месторождения, интерпретации данных ГИС, обосновании фильтрационно-емкостных свойств пород, подсчетных параметров внесли отечественные ученые и специалисты: Багринцева К.И., Баженов А.Е., Баишев В.З., Басин Я.И., Белокрылова Т.Г., Берман А.И, Боярчук А.Ф., Вареничева Н.И., Веселов М.Ф., Гантанова М. М., Головацкая И.В., Гутман И.С., Деркач A.C., Деркач Е.В., Кан В.Е, Кан Е.К., Карнаухов С.М., Кирсанов М.В., Корценштейн В.Н., Кутеев Ю.М., Ларская Е.С., Лунев В.Г., Макаров Г.В., Максимов С.П., Марков В.А., Мельникова H.A., Опришко A.A., Пантелеев Г.Ф., Петерсилье В.И., Политыкина М.А., Пригодич В.М., Ручкин A.B., Рябов В.Н., Савинков A.B., Севастьянов О.М., Семенова И.С., Струков

A.C., Участкин Ю.В., Фоменко В.Г., Ханин A.A., Хаханова И.Н., Чурикова

B.Н., Шпильман И.А., Шулаев В.Ф., Эйдман И.Е., Юльметов Ш.Ф., Яценко Г.Г. и другие отечественные исследователи.

За более чем сорок лет со дня открытия и тридцать лет эксплуатации Оренбургского месторождения была получена обширная информация, позволяющая характеризовать созданную на его основе природно-техногенную добывающую систему как уникальную, обладающую многими не только позитивными, но и негативными явлениями, такими как прогрессирующее обводнение продуктивных пластов, снижение пластового давления до величины, недостаточной для выноса жидкости из ствола скважин, сохранение в отдельных пластах и пачках зон повышенных «

давлений, формирование участков защемленного газа.

Во второй главе рассмотрены особенности геологического строения )

Оренбургского газоконденсатного месторождения.

Месторождение, связанное с валообразным поднятием, расположено в северной части Соль-Илецкого выступа. По данным сейсморазведки с севера и юга месторождение ограничено тектоническими нарушениями. В его центральной части по субмеридиональному участку течения р. Донгуз предполагается разлом. Вполне вероятно наличие нарушения между центральным и восточным куполами вала.

Вертикальный разрез Оренбургского месторождения изучен в скважине № 2 Ордовик до глубины 5474м. Вскрытый бурением осадочный чехол представлен четырьмя основными литологическими комплексами пород - подсолевым терригенным ордовикского возраста (О); подсолевым карбонатным верхнефаменско-артинским (Оэ йп3 - Р) аг); эвапоритовым в <

объеме кунгурского яруса (Р| к) и надсолевым терригенным верхнепермско-кайнозойским и четвертичным (Р2 и - С?).

Газонасыщенный разрез месторождения представлен карбонатными породами среднекаменноугольно-артинского возраста разной степени сульфатизированными и доломитизированными, трещиноватыми с прослоями и линзами глин.

При проектировании и в процессе разработки месторождения в разрезе основной газоконденсатной залежи было выделено три объекта эксплуатации

10

(I, П и III), отличающихся по коллекторским свойствам. Первый объект включает породы артинского и сакмарского ярусов, второй - нижнюю часть сакмарского яруса, ассельские и частично верхнекаменноугольные отложения, третий - отложения верхнего и частично среднего карбона. В каждом из объектов, в свою очередь, имеются отдельные пласты.

В пределах восточного окончания месторождения по нефтяным объектам филипповских, артинских и сакмарских отложений проведено разделение на продуктивные пласты Р-1У, Р-У, Р-У1.

Продуктивные толщи этих объектов сложены карбонатами, поровое пространство которых представлено коллекторами различного типа: поровые, порово-трещинные и трещинные. Сложное строение пластов-коллекторов и их резкая изменчивость (количество пластов, толщин, характер порового пространства, ФЕС) установлены как по разрезу, так и по площади.

В третьей главе рассмотрены результаты исследований по типизации коллекторов среднекаменноугольно-артинского возраста Оренбургского месторождения по структуре порового пространства и фильтрационно-емкостным свойствам ФЕС.

Для детальной дифференциации разреза по структуре порового пространства была проведена обработка и переинтерпретация исходной информации по 1250 скважинам. На основе данных переинтерпретации результатов ГИС и исследований керна были составлены каталоги основных типов коллекторов и выполнена корреляция продуктивных пластов по всем скважинам, пробуренным на месторождении. Важным элементом типизации коллекторов является их правильное научно обоснованное распределение по типам пористости. Обычно пористость пород разделяется по степени связности пустот, по морфологии и по степени участия в фильтрации флюидов. По степени связности пустот выделяются открытая и закрытая пористости. По морфологии пустот выделяются межзерновая (поровая),

каверновая и трещинная пористости. По степени участия в фильтрации флюидов выделяются эффективная и динамическая пористость.

В конце семидесятых годов прошлого века при первом подсчете запасов газа Оренбургского месторождения было предложено проводить разделение коллекторов по типам исходя из их морфологии и генезиса. Было предложено, критериями для типизации коллекторов считать граничные значения общей пористости 3 и 6%. Пласты, имеющие общую пористость более 6%, считались поровыми. Предполагалось, что в пластах с общей пористостью менее 3% преимущественное значение имеет трещинная составляющая. К коллекторам порово-трещинного типа относились породы с общей пористостью от 3 до 6%. Несмотря на явно выраженную условность принятых граничных значений общей пористости для типизации коллекторов эти параметры согласуются с результатами петрофизических и геофизических исследований. Для «поровых» коллекторов наблюдается некоторая связь между абсолютной проницаемостью и пористостью, в то время как для «трещинных» коллекторов характерны высокие значения проницаемости, не свойственные породам неколлекторам.

На каротажных диаграммах пласты с «поровым» типом коллектора имеют все геофизические признаки, свидетельствующие о проникновении в пласт фильтрата промывочной жидкости (ПЖ).

Пласты с «трещинным» типом пористости по данным ГИС характеризуются снижением кажущихся сопротивлений на кривых бокового каротажа (БК) относительно их максимальных значений (БК менее 800 Омм) и увеличение диаметра скважины относительно номинального на кавернограммах.

Порово-трещинный тип коллектора по данным ГИС характеризуется показаниями БК менее 500 Омм, и признаками проникновения фильтрата ПЖ на кривых микрокаротажа (МК).

В процессе длительной эксплуатации месторождения выяснилось, что для разделения коллекторов только по величине общей пористости не достаточно. Необходимо также разделить их по величине проницаемости. Общепринятая классификация пород по проницаемости (по A.A. Ханину) разработана для терригенных пород и не применима для карбонатов Оренбургского месторождения, имеющих сложные литологический состав и структуру порового пространства.

С целью типизации коллекторов по фильтрационным свойствам диссертантом обоснованы граничные значения абсолютной проницаемости 0,05-Ю"15 м2 и 0,1-10"15 м2. Породы с абсолютной проницаемостью менее 0,05-Ю"15 м2 отнесены к низкопроницаемым, с проницаемостью 0,05-10"15 м2, но менее 0,1 ■ 10"15 м2 - к проницаемым, и с проницаемостью более 0,1 • 10"15 м2 - к высокопроницаемым.

Проницаемые и высокопроницаемые пласты уверенно выделяются по приращениям на кривых бокового микрокаротажа (БМК) и бокового каротажа (БК).

Высокопроницаемые пласты имеют кажущееся сопротивление, зарегистрированное БМК, от 1 до 30 Омм, а проницаемые - 200-250 Омм.

Для поровых коллекторов общая пористость, определенная на керне, изменяется от 6 до 23%, составляя в среднем 10%. При этом подавляющая часть образцов керна характеризуется значениями общей пористости от 8 до 12%. Четкого разделения по величине абсолютной проницаемости порового коллектора по группам не наблюдается. Отдельные образцы имеют проницаемость до 100-10"'5 м2. Большая же их часть характеризуется абсолютной проницаемостью (1-;-10)-10'15 м2.

Для каждой пачки продуктивных пластов диссертанту удалось установить такие связи между фильтрационными и емкостными свойствами, которые приемлемы для оценки абсолютной проницаемости.

Результаты выделения по ГИС коллекторов различного типа показали, что коллекторы разных пластов и районов отличаются по структуре порового пространства, а абсолютная проницаемость коллекторов различна как по разрезу, так и по площади.

Путем поинтервальной обработки ГИС скважин с оценкой фильтационно-емкостных свойств пластов выполнено распределение параметров неоднородности геологического разреза. В качестве параметров неоднородности использовалась общая мощность пачки, распределение в ней содержания коллекторов в пачке, мощность коллекторов, общая пористость, абсолютная проницаемость и т.д.

Распределение запасов газа в коллекторах различного типа по объектам эксплуатации и Оренбургскому месторождению показало, что в первом объекте сосредоточено до 46% запасов газа, во втором - до 34% и в третьем -до 20%.

В таблице приведено распределение запасов газа (в %) по объектам эксплуатации в зависимости от типа коллектора и ФЕС.

Тип коллектора Объект эксплуатации

I II III

Поровый 60 66 62

Порово-трещинный 25 22 29

Трещинный 15 12 9

Эти данные необходимы при корректировке проекта разработки Оренбургского месторождения.

Сопоставление подсчитанных геологических запасов с дренируемыми и с накопленной добычей позволяет установить характер и темпы отработки разреза и структуру остаточных запасов.

В четвертой главе рассмотрены результаты анализа текущего состояния разработки центральной части Оренбургского месторождения и

выработаны предложения по корректировке геологической модели отложений среднекаменноугольно-артинского возраста.

Для Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения характерно активное обводнение основной газоконденсатной залежи с самого начала ее разработки. Оно развивалось по мере ввода новых зон в разработку и продолжает нарастать вплоть до настоящего времени. Эксплуатация Оренбургского газоконденсатного месторождения в период падающей добычи сопровождается неравномерной отработкой пластов как по площади, так по разрезу.

Анализ промысловых данных и материалов геофизических исследований скважин (ГИС-контроль) позволил выявить следующие особенности в центральной части Оренбургского месторождения:

• Нижние (II и III) эксплуатационные объекты вырабатываются с опережением. Менее выработанными являются запасы газа, сосредоточенные в I объекте. В его разрезе сохраняются наибольшие пластовые давления.

• Снижение пластовой энергии скважин приводит к ухудшению условий выноса жидкости (пластовой воды, конденсата) с забоя на дневную поверхность.

• В сводовой части залежи, вскрытой скважинами №№ 185, 183, 106, 105 и др., выделяются зоны с повышенной субвертикальной трещиноватостью пород. Для них характерны аномальные притоки газа, а после выработки - повышенные притоки воды.

• Основные притоки газа получены из коллекторов порового типа.

• Изменение пластовых давлений характерно для всех эксплуатационных объектов.

• По данным «ГИС-контроль» обводнение I эксплуатационного объекта не устанавливается. В то же время по промысловым данным в продукции из этого объекта замечено присутствие пластовой воды, которая,

по-видимому, поступает по заколоииому пространству из нижележащих обводненных пластов.

• Каменноугольно-ассельские отложения в центральной части Оренбургского месторождения обводнены. Поверхность текущего газоводяного контакта (ГВК) в зонах максимального подъема внедрившихся пластовых вод соответствует структуре месторождения по кровле ассельского яруса.

• Наличие защемленного газа в пластах, залегающих ниже текущего ГВК, отмечено в поровых и порово-трещинных карбонатных породах.

Внедрение пластовых вод в газонасыщенные зоны происходит последовательно снизу вверх. Обводнение происходит как за счет латерального продвижения воды от контура, так и в результате подтягивания подошвенных вод по трещинам, а также вследствие перетоков воды в стволе скважины и по пластам с улучшенными ФЕС.

Уточнение емкостных характеристик коллекторов залежи Оренбургского месторождения по площади и разрезу, выявление закономерностей распространения локальных проницаемых пропластков и зон, а также прогноз интервалов обводнения разреза на современном этапе эксплуатации имеют особое значение при корректировке проекта разработки этого уникального месторождения.

В пятой главе проведена усовершенствованная геологическая модель отложений среднекаменноугольно-артинского возраста центральной части Оренбургского месторождения, построенная по результатам геолого-геофизического мониторинга разработки.

Для выделения зон неоднородности коллекторов средне-каменноугольно-артинского возраста по фильтрационно-емкостным свойствам предложен параметр в виде отношения ЕЬэф/Нобщ и построены карты распространения поровых коллекторов по эксплуатационным объектам. Здесь ЕЬ.,ф суммарная эффективная толщина газонасыщенных пород. Нобщ. -

общая толщина пород эксплуатационного объекта.

16

Было установлено, что максимальным распространением поровых коллекторов по площади характеризуется второй эксплуатационный объект, в котором этот параметр изменяется от 0,3 до 1. Между вторым и третьим объектами разработки, имеются пласты 1*2-1, 1*2-2, Кг-з, 1*2-4: характеризующиеся незначительным распространением в них поровых коллекторов. Исключением является пласт 1*2.1 , в котором происходит замещение плотных пород коллекторами (параметр достигает 0,8) на некоторых участках. Параметр неоднородности поровых коллекторов в первом эксплуатационном объекте - не более 0,6. Развитие поровых коллекторов в этом объекте наблюдается на севере и западе центральной части Оренбургского месторождения.

Для выявления и уточнения особенностей распространения высокопроницаемых зон предложен параметр в виде отношения суммарных толщин высокопроницаемых коллекторов к суммарной эффективной толщине поровых коллекторов (£ЬВ1/ХЬэф).

В распределении зон этого параметра наблюдается следующая закономерность. Северная и южная зоны характеризуются значениями от 0,3 до 0,8, северо-западная - 0,1 -0,3, а западная от 0,3 до 1.

В центральной части локальные зоны значения этого параметра приближаются к 1. В то же время, здесь встречаются зоны, в которых этот параметр менее 0,3.

На основе геолого-геофизического мониторинга построена карта распределения пластового давления первого эксплуатационного объекта с учетом распределения параметров неоднородности коллекторов по ФЕС, из которой следует, что основной вклад в отработку этого объекта вносят пласты с коллекторами парового типа. Слабо дренируемые зоны высоких давлений совпадают с участками отсутствия коллекторов.

По данным и «ГИС-контроль» построена карта неоднородности коллекторов по ФЕС. Отмечено, что увеличение площади водонасышенных пород в процессе разработки западного и северо-западного участков

происходит в силу однородности ФЕС пород. В центре месторождения обводнение пластов связано с наличием высокопроницаемых коллекторов.

Основные результаты и выводы диссертационной работы.

Дана общая характеристика проблемы создания и ведения постоянно действующей геологической модели разрабатываемых отложений средне-каменноугольно-артинского возраста Оренбургского газоконденсатного месторождения.

Определены и уточнены основные задачи современного этапа разработки Оренбургского месторождения. Установлено, что основной из них является дифференциация разреза по коллекторским свойствам - как основа для уточнения геологической модели Оренбургского нефтегазокон-денсатного месторождения.

Рассмотрено геологическое строение отложений среднекаменно-угольно-артинского возраста Оренбургского газоконденсатного месторождения. Продуктивный разрез Оренбургского месторождения представлен в разной степени сульфатизированными и доломитизированными, трещиноватыми с прослоями и линзами глин карбонатными породами среднекаменноугольно-артинского возраста.

В разрезе основной газоконденсатной залежи Оренбургского месторождения выделены три объекта разработки, отличающиеся по фильтрационно-емкостным свойствам. Установлено сложное строение пластов-коллекторов и их резкая изменчивость (количество пластов, толщин, характер порового пространства, ФЕС) как в разрезе, так и по площади.

Проведена типизация коллекторов среднекаменноугольно-артинского возраста Оренбургского месторождения по структуре порового пространства и ФЕС. Наиболее неоднородными и низкопроницаемыми по разрезу являются коллекторы I эксплуатационного объекта. Коллекторы второго объекта значительно различаются по структуре порового пространства в

пластах IIt, II6, R2-1, Кг-з- Пласты III7. -П1|5 являются наиболее однородными. Для них установлена корреляционная связь между пористостью и абсолютной проницаемостью.

Дифференциация продуктивного разреза и оценка фильтационно-емкостных свойств пластов позволила оценить распределение параметров неоднородности геологического разреза и построить уточненную цифровую модель отложений среднекаменноугольно-артинского возраста Оренбургского месторождения.

Выполнена оценка запасов газа по трем типам коллекторов: поровым, порово-трещинным и поровым низкопроницаемым.

Анализ текущего состояния разработки центральной части Оренбургского месторождения позволил определить направления для усовершенствования и оперативной корректировки геологической модели отложений среднекаменноугольно-артинского возраста

Усовершенствована геологическая модель отложений среднекаменно-угольно-артинского возраста центральной части Оренбургского месторождения, включающая:

• зоны распространения поровых коллекторов по объектам разработки;

• зоны распределения коллекторов с улучшенными ФЕС по объектам

разработки;

• положение текущего ГВК.

Проведен анализ неоднородности коллекторов. Установлены зоны локализации наиболее дренируемых коллекторов. Уточнена пространственная локализация проницаемых пропластков и зон, влияющих на процесс обводнения продуктивной толщи Оренбургского месторождения.

Результаты усовершенствования геологической модели отложений среднекаменноугольно-артинского возраста, необходимо использовать при:

• выборе направления горизонтальных стволов скважин;

• подсчете запасов углеводородов по отдельным участкам и зонам;

19

• оценке запасов защемленного газа;

• планировании интервалов перфорации при переходе на вышележащие горизонты;

• расчете режимов эксплуатации скважин;

• вовлечении в разработку пластов с ухудшенными фильтрационными свойствами.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Факторный анализ при поиске скважин, возможных источников техногенных скоплений газа в надсолевой толще СПХГ. //Сборник статей «От скважинных сейсморазведочных работ до промыслово-геофизических исследований в скважинах и их комплексной обработки с материалами сейсморазведки МОГТ при поисках, разведки и разработки месторождений углеводородов и эксплуатации ПХГ». Уфа: 1998 г., с. 8-11 (в соавторстве с A.C. Деркачом, В.Ф. Шулаевым, Р.Г. Темиргалеевым).

2. Пересчет запасов углеводородов ассельской нефтяной залежи Оренбургского НГКМ с использованием компьютерных технологий. //Тезисы докладов конференции «Губкинские чтения - Нефтегазовая геологическая наука - XXI век». М.: 2004 г., с. 93-94 (в соавторстве с М.А. Политыкиной, В.Е. Кан).

3. Типизация коллекторов при создании цифровой геологической модели Оренбургского месторождения. //Тезисы докладов «Современные проблемы промысловой геофизики». М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005 г., с. 55-56 (в соавторстве с М.А. Политыкиной, В.Е. Кан).

4. Уточненная модель природного резервуара Оренбургского месторождения. //«Новые идеи в геологии геохимии нефти и газа». Материалы восьмой международной конференции к 60-летию кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых. М.: МГУ, 2005 г., с. 182-183 (в соавторстве с М.А. Политыкиной, В.Е. Кан).

5. Геолого-геофизический мониторинг разработки Оренбургского газоконденсатного месторождения на основе уточненной цифровой геологической модели. //Материалы научной конференции «Нетрадиционные коллекторы нефти, газа и природных битумов. Проблемы их освоения». Казань: 2005 г., с. 245-246 (в соавторстве с М.П.Трифоновой).

6. Дифференциация запасов Оренбургского нефтегазо-конденсатного месторождения по структуре порового пространства. //Материалы научной конференции «Нетрадиционные коллекторы нефти, газа и природных битумов. Проблемы их освоения». Казань: 2005 г., с. 125128 (в соавторстве с М.А. Политыкиной, В.Е. Кан).

7. Характеристика цифровой геологической модели основной газоконденсатной залежи ОНГКМ. //Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. М.: ВНИИОЭНГ, 2005 г., с.27-31 (в соавторстве с М.А. Политыкиной, В.Е. Кан, З.И. Зенкиной, М.П. Трифоновой).

8. Об особенностях пересчета запасов нефти ассельской залежи восточного участка Оренбургского месторождения. //Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. М.: ВНИИОЭНГ, 2005 г., с. 31-33 (в соавторстве с М.А. Политыкиной, В.Е. Кан, Ю.М. Кутеевым, М.П. Трифоновой).

9. Особенности выделения типов коллекторов при создании цифровой геологической модели оренбургского месторождения. //Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. М.: ВНИИОЭНГ, 2005 г., с. 65-67 (в соавторстве с Н.И.Вареничевой).

Заказ № С2331 Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «ВНИИГАЗ»

Подписано к печати 1111 2005 г. 1 уч. - изд. Лист ф-т 84х 108/32

3

к

г

■л

i

I,

»19357

РНБ Русский фонд

2006-4 21288

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Силагина, Татьяна Валерьевна

Глава 2.

Содержание

Исследование проблемы создания и ведения постоянно 17 действующей геологической модели разработки Оренбургского газоконденсатного месторождения. Общие сведения о геологическом строении Оренбургского месторождения

2.1. Краткая литолого-стратиграфическая характеристика

2.2. Структурно-тектонические особенности разреза

2.3. Характеристика продуктивного разреза

Глава 3. Классификация коллекторов продуктивного разреза 41 Оренбургского месторождения по структуре порового пространства и ФЕС.

3.1. Исследование возможностей проведения классификации 41 пластов по ФЕС.

3.2. Результаты применения классификации коллекторов по 56 структуре порового пространства и ФЕС при геологическом моделировании.

Глава 4. Анализ текущего состояния разработки центральной части 65 Оренбургского месторождения и предложения по корректировке геологической модели.

4.1. Особенности контроля за разработкой Оренбургского 65 месторождения.

4.2. Исследование проблемы обводнения Оренбургского месторождения.

4.3. Изучение обводненности продуктивных пород 73 геофизическими методами.

Глава 5. Совершенствование геологической модели Оренбургского 79 месторождения по результатам геолого-геофизического мониторинга разработки. Основные выводы и рекомендации.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Усовершенствование геологической модели Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения по результатам геолого-геофизического мониторинга разработки"

Актуальность темы.

Крупнейшие газовые и газоконденсатные месторождения России вступили, либо в ближайшее время вступят, в период падающей добычи углеводородного сырья. В связи с этим особую актуальность приобретает изучение и вовлечение в промышленную разработку трудноизвлекаемых, защемленных запасов газа.

В современных условиях разведка и разработка месторождений нефти и газа невозможны без компьютерного и геологического моделирования объектов разведки и эксплуатации. Обусловлено это огромным массивом разнообразной геологической, геофизической, геохимической и технологической информации, от современной интегрированной обработки и интерпретации которой зависит эффективность решения задач по оптимальной и экологически безопасной эксплуатации объектов разведки и разработки.[13,54]

Исходной информацией для создания цифровых геологических 'моделей месторождений углеводородного сырья служат . данные разведочной (полевой) геофизики и геофизических исследований скважин (ГИС). Данные ГИС в силу их комплексности, информативности, детальности и высокой достоверности результатов являются наиболее подходящими для решения этой задачи. :

Оренбургское газоконденсатное месторождение еще в течение длительного времени будет определяющим газо-нефтедобывающим районом страны в европейской части России. Задача по поддержанию высоких уровней добычи газа на этом месторождении является весьма актуальной. Для достижения максимально возможной конечной газонефтеотдачи Оренбургского месторождения необходимо сосредоточить усилия на изыскании и совершенствовании теоретических и эффективных прикладных решений по организации действенного контроля промышленного освоения залежей углеводородов.

Концепцией научно-технической политики ОАО "Газпром" на перспективу предусматривается повышение эффективности и роли Оренбургского газоконденсатного месторождения в обеспечении сбалансированного газоснабжения потребителей в России и за рубежом.

Одной из первоочередных и глобальных задач современности, внимание к которой постоянно возрастает, является рациональное и экологически безопасное использование человеком природных ресурсов. Контроль за развитием антропогенных (техногенных) изменений, прогноз их развития, осуществление профилактических и защитных мероприятий приобрели в настоящее время характер актуальнейших задач отраслевого и государственного масштаба. В широком смысле под контролем за эксплуатацией объектов газонефтедобычи понимается создание системы его мониторинга.

Мониторинг (от английского monitoring - контрольное наблюдение) - это система постоянных наблюдений, оценки, прогноза и управления геологической средой или какой-либо ее частью, проводимая по заранее намеченной программе в целях обеспечения оптимальных экологических условий в пределах рассматриваемой природно-технической системы.[48],

Мониторинг добычи углеводородного сырья представляет собой чрезвычайно сложную систему регистрации, сбора, обработки, интерпретации геологической, гидрогеологической, геофизической, промысловой информаций с последующим созданием интегрированной статической и динамической цифровой модели, отражающей техногенные процессы и позволяющей принимать оптимальные и экологически безопасные решения по эксплуатации месторождения. [13]

Автоматизированное построение геологической модели разрабатываемых месторождений УВ давно перестало быть проблемой будущего. Все крупные зарубежные нефтяные и газовые компании имеют 8 собственные системы моделирования; кроме того, имеется большое число специализированных компаний, занятых разработкой такого программного обеспечения. Тем не менее, повышение качества геологического моделирования - одно из «вечных» или, скорее, весьма долгосрочных научных направлений, таящее в себе массу еще не реализованных возможностей.

Достоверность и надежность геологических и геофлюидальных моделей месторождений и залежей оказывает определяющее влияние на эффективность поисково-разведочных работ и выбор обоснованной схемы разработки. В последние годы за рубежом и в России на основе геологических моделей объектов создаются компьютерные системы контроля за разработкой месторождений и эксплуатацией подземных хранилищ газа.

В связи с частным и различным употреблением в литературе термина «модель» необходимо внести ясность, что понимается под этим термином в научном мире, и какое значение придается ему в настоящей диссертации.

В «Новом энциклопедическом словаре» (М. Большая Российская энциклопедия 2001 г. — 1456 с.) понятие «модель» в широком смысле трактуется как любой (мысленный, условный) образ, аналог (изображение, описание, схема, чертеж, график, план, карта, электронный вид и т.д.) какого-либо объекта, процесса или явления - «оригинала» данной модели. Модель используется в качестве заменителя реальности с целью выявления и исследования в объекте моделирования его основных свойств и отношений. Правильное выделение в оригинале основного параметра (свойства) позволяет не учитывать (исключить) влияние второстепенных особенностей оригинала, не определяющих его суть.

Другими словами — модель — это такой адекватный информационный образ, в котором выделены наиболее существенные свойства и отношения, позволяющие пренебречь второстепенными («шумовыми») признаками.

Правильный выбор модели позволяет наиболее эффективно использовать вычислительные ресурсы с целью результативного прогноза изменений в исследуемом объекте в ответ на те или иные внешние воздействия.

Достоверность выбранной модели определяется правильностью результатов прогноза. Чем точнее модель и адекватнее к реальности, тем результативнее и длительнее может быть сделан надежный прогноз поведения объекта. В диссертации использованы следующие понятия модели: геологическая модель — это отображение в определенном масштабе основных структурных и литологических особенностей объектов эксплуатации Оренбургского месторождения - геометрии слагающих пластов и изменений их минералогического состава; геолого-промысловая модель расширяет геологическое отображение объекта недропользования. Такой расширенный образ, кроме геологических категорий включает в себя и определения фильтрационно-емкостных свойств продуктивных газонасыщенных толщ, их эффективные толщины, состав флюидов и их распределение внутри моделируемой геосреды, включая поверхности межфлюидальных контактов, а" также термобарические характеристики толщ пород, слагающие месторождение; геолого-промысловая модель является основой для оценки запасов углеводородного сырья; геолого-геофизическая модель — это сумма откликов основных геологических свойств моделируемого объекта в измеряемых естественных и наведенных геофизических полях. В состав модели входят аналитические связи между геологическими свойствами пород и их измеряемыми параметрами, включая петрофизические зависимости между результатами исследования пород по керну, с одной стороны, и данными геофизических исследований скважин - с другой;

Постоянно действующая модель разрабатываемого объекта Оренбургского месторождения суммирует в себе все модельные представления о месторождении. Это автоматизированные комплекс такой геолого-геофизической информации, все части которой программно-аналитически интегрированы между собой на основе их функциональных взаимосвязей.

Разработка Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения сопровождается интенсивным обводнением пластов и скважин, начавшимся уже на ранней стадии разработки основной залежи. Обводнение происходит за счет внедрения контурных вод по напластованию, а также вертикального и близкого к нему внедрения вод в залежь. Разработка залежей проводилась неравномерно. Это привело к образованию зон повышенных давлений в отдельных пластах и пачках. Произошло формирование участков защемленного газа. [23,45]

Редкая сеть наблюдательных скважин не позволяет выявить характер обводнения скважин в полном объеме.

Эффективность геофизических исследований при контроле за разработкой месторождения (ГИС-контроль) на Оренбургском месторождении осложнена применяемой конструкцией скважин. Наличие пакеров, частое перекрытие продуктивной толщи насосно-компрессорными трубами привело к тому, что «ГИС-контроль» проводится не по всему фонду скважин, а носит избирательный характер. [43]

Накопленные данные в процессе разработки месторождения на фоне падающей добычи сделали актуальным вопрос о корректировке геологической модели. Эта задача решалась переинтерпретацией «старых» и интерпретацией новых данных ГИС в комплексе с данными «ГИС-контроля», гидродинамических и других промысловых данных, построением и уточнением карт распределения коллекторов, распределения коллекторов с улучшенными фильтрационными свойствами, поверхности газожидкостного контакта и др. с использованием внедренной в ООО «Оренбурггазпром» и его научно-исследовательском предприятии ООО «ВолгоУралНИПИНГаз» комплекса программ GeoQuest фирмы Шлюмберже.[9].

Целью работы является: усовершенствование геологической модели отложений среднекаменноугольно-артинского возраста Оренбургского газоконденсатного месторождения с применением современных компьютерных средств по накопленным при разведке и разработке данным (геологической, геофизической и промысловой информации).

Основные задачи исследований:

1. Изучить проблему создания и ведения постоянно-действующей модели разработки Оренбургского месторождения.

2. Провести анализ использования геологической модели отложений среднекаменноугольно-артинского возраста Оренбургского газоконденсатного месторождения при разработке. Р

3. Повести типизацию коллекторов среднекаменноугольно-артинского возраста Оренбургского месторождения по структуре порового пространства и фильтрационно-емкостным свойствам.

4. Усовершенствовать геологическую модель отложений среднекаменноугольно-артинского возраста центральной части Оренбургского месторождения с учетом результатов геолого-геофизического мониторинга разработки.

Для решения указанных задач были проведены:

- систематизация, обобщение и анализ научно - технической, геологической, геофизической и другой информации и накопленного опыта при разработке Оренбургского и других месторождений со схожими геологическими условиями;

- анализ геологического строения разрабатываемых объектов Оренбургского месторождения;

- анализ изменений флюидонасыщения разрабатываемых объектов Оренбургского месторождения; /

- анализ эксплуатации Оренбургского месторождения;

- компьютерное моделирование геологических объектов эксплуатации;

- опробование разработанных приемов геолого-геофизического мониторинга при анализе результатов контроля за разработкой Оренбургского месторождения;

Научная новизна:

- проведена типизация пород-коллекторов среднекаменноугольно-артинского возраста по структуре порового пространства и ФЕС по всему объему накопленной геолого-геофизической информации (1250скв) с использованием различных методик интерпретации комплекса ГИС.

- выявлены закономерности распространения коллекторов среднекаменноугольно-артинского возраста • по объектам Оренбургского месторождения; по особенностям литологического состава установлены особенности -изменения фильтрационных свойств пород в плане и разрезе Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения и установлены петрофизические зависимости между емкостными и фильтрационными свойствами. установлена закономерность изменения параметров неоднородности поровых коллекторов в плане и разрезе центральной части Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения.

- на основе использования фактических данных разработки месторождения и дифференциации разреза продуктивной толщи выделены участки распространение поровых коллекторов и коллекторов с улучшенными фильтрационными свойствами, в наибольшей степени влияющими на процесс отработки первого объекта и на характер обводнения продуктивных пластов Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Проведенные исследования и компьютерная технология создания геолого-геофизического мониторинга объекта эксплуатации -месторождения продиктованы практической потребностью в научном обосновании идей дальнейшего совершенствования систем контроля за эксплуатацией газовых залежей неоднородного строения в специфических географо-экономических и геолого-промысловых условиях их освоения.

В результате проведенных исследований выявлены существенные геолого-геофизические характеристики, пород-коллекторов, оценена геологическая неоднородность подземных резервуаров, обуславливающих процессы фильтрации флюидов; выданы рекомендации, внедрение которых способствуют получению достаточной и надежной информации, позволяющей оптимизировать процессы эксплуатации месторождения и повышать степень его использования.

Личный вклад автора.

Автор являлся исполнителем научно — исследовательских работ по обработке и интерпретации данных ГИС при создании цифровой модели Оренбургского месторождения. Основой диссертации являются материалы исследований, выполненных лично автором при решении проблемы эксплуатации ОНГКМ в период с 1974г. по 2004г., а также фондовые и литературные источники. Автором составлены разделы в трех научно- исследовательских отчетах по тематике диссертации и выполнен основной объем при составлении «Уточнение геолого-промысловой модели Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения» в рамках «Уточненного комплексного проекта доразработки Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения » (2004г.).

Апробация работы. Осуществлялась при -пересчете запасов углеводородов ассельской нефтяной залежи Оренбургского месторождения, утвержденных в ГКЗ в 2004г и при построении цифровой геологической модели Оренбургского месторождения. Основные положения диссертационной работы докладывались на Международных конференциях: Губкинские чтения, Москва,2005г; «Современные проблемы промысловой геофизики», РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Москва, 2005г.; «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа». МГУ, Москва, 2005г. « «Нетрадиционные коллекторы нефти, газа и природных битумов. Проблемы их освоения», КГУ, Казань, 2005г. Основные научные положения и практические результаты диссертационной работы изложены в печатных работах - «Факторный анализ при поиске скважин, возможных источников техногенных скоплений газа в надсолевой толщеv СПХГ», Уфа, • 1998г; «К оценке газонефтенасыщенности коллекторов • Оренбургского месторождения», Тверь, 2002г; «Пересчет запасов углеводородов ассельской нефтяной залежи Оренбургского НГКМ с использованием компьютерных технологий», Губкинские чтения, Нефтегазовая геологическая наука- XXI век, Москва 2004г; «Типизация коллекторов при создании цифровой геологической модели Оренбургского месторождения», Современные проблемы промысловой геофизики, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Москва 2005г.; «Уточненная модель природного резервуара Оренбургского месторождения» МГУ, Москва, 2005г.; «Дифференциация запасов Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения по структуре порового пространства», КГУ, Казань,2005г.; «Геолого-геофизический мониторинг разработки Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения на основе уточненной геологической модели», КГУ, Казань,2005г.

Диссертация базируется на результатах исследований, выполненных лично автором или при его непосредственном участии в Волго-Уральском научно-исследовательском проектном институте газа (Волго-УралНИПИгаз).

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю доктору г.-м.н. наук, профессору В.Г Фоменко за постановку задач и конструктивную помощь на протяжении всего периода работы.

Автор благодарен специалисту ООО «ВНИИГаз» к.г-м.н. Пантелееву Г.Ф. за ценные советы, ведущим специалистам ООО

ВолгоУралНИПИгаз» к. г-м.н. М.А Политыкиной, Ю.М. Кутееву, к. г-м.н. В.Е. Кан, к. г-м.н. Н.И. Вареничевой, В.З. Баишеву за предоставленные материалы и советы, а также д.т.н. А.С. Деркачу, к. г. м-н А.В. Савинкову, и к.г-м.н. О.М. Севастьянову за помощь в процессе работы над диссертацией.

Автор выражает признательность и благодарность коллективу единомышленников и сотрудников ООО «ВолгоУралНИПИгаз», которые, несмотря на трудности, самоотверженно работали над созданием компьютерных технологий получения геологических параметров поданным ГИС для создания цифровой моделей ОНГКМ - Семехиной В.Г., Чевычаловой В.П., Трифоновой М.П. и др.

1. Исследование проблемы создания и ведения постоянно действующей геологической модели разработки Оренбургского газоконденсатного месторождения

Открытое в 1966 году Оренбургское месторождение до настоящего времени является основным источником сырья Оренбургского газохимического комплекса. Промышленная разработка основной газоконденсатной залежи Оренбургского месторождения ведется с 1974 года. Ввод основной залежи в эксплуатацию проводился поэтапно. Сначала разрабатывалась центральная сводовая часть месторождения, затем западная и восточная. Максимальная добыча газа составила около 50 млрд.куб.м и- была достигнута в 1981 году. С 1990 года основная залежь Оренбургского месторождения разрабатывается в режиме падающей добычи. [1]

На современном этапе эксплуатации основной залежи разработка характеризуется такими негативными явлениями, как прогрессирующее обводнение скважин, снижение пластового давления до величины, недостаточной для выноса жидкости из ствола скважин. Планомерное изучение геологии Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения началось в конце 60-х — начале 70-х годов бурением параметрических и поисково-разведочных скважин с достаточно представительным отбором керна и изучением его литологических, петрофизических свойств, а также палеонтологическими исследованиями. Сопровождающие бурение промысловые геофизические исследования дали возможность не только охарактеризовать коллекторские свойства вскрываемого разреза, но и выделить на кривых каротажа основные реперы, фиксирующие изменение литологии и петрофизических свойств, а также позволяющие осуществлять стратиграфическую привязку отложений при корреляции по геофизическим данным. В дальнейшем уточнением геологического строения месторождения и коллекторских свойств продуктивной толщи занимались коллективы тематических партий различных институтов и производственных предприятий [Шпильман И.А., Рябов В.Н., Басин Я.И., Мельникова Н.А, Ханин А.А., Макаров Г.В., Семенова И.С., Белокрылова Т.Г, Юльметов Ш.Ф. и др.].

Большой вклад в построение геологической модели, интерпретацию каротажных данных, обоснование фильтрационно-емкостных свойств пород, под счетных параметров в течение 30 лет внесли Багринцева К.И., Баженов А.Е., Баишев В.З, Басин Я.И., Белокрылова Т.Г, Берман А.И, Боярчук А.Ф., Вареничева Н.И., Веселов М.Ф., Гантанова М. М., Головацкая И.В., Гутман И.С., Деркач А.С. , Деркач Е. В., Кан В.Е, Кан Е.К., Карнаухов С.М., Кирсанов-М.В., Корценштейн В.Н., Кутеев Ю.М., Ларская Е.С., Лунев В.Г., Макаров Г.В., Максимов С.П., Марков В.А., Мельникова Н.А., Опришко А. А., Пантелеев Г.Ф., Петерсилье В.И., Политыкина М.А., Пригодич В.М., Ручкин А.В., Рябов В.Н., Савинков А.В., Севастьянов О.М., Семенова И.С., Струков А.С., Участкин Ю.В., Фоменко В.Г., Ханин А.А., Хаханова И.Н., Чурикова В.Н., Шпильман И.А., Шулаев В.Ф., Эйдман И.Е., Юльметов Ш.Ф., Яценко Г.Г. и другие. [4-6,811,16,19,28-33]

Результаты построения геологической модели в разное время отражены в отчетах по подсчету запасов 1971, 1974, 1979, 1981, 1995гг. Геологические модели отличались друг от друга по мере появления дополнительных геолого-геофизических и промысловых данных.

Геологическая модель Оренбургского газоконденсатного месторождения 1971,1974, годов представляла собой единую массивную газаокноденсатную залежь с двумя нефтяными оторочками (среднекаменноугольной и филипповской). В 1981 году выделены нефтяные залежи в восточной части Оренбургского месторождения.

Наиболее значительные изменения в сравнении с 1981 годом претерпела нефтегазоносность восточной части месторождения, что позволило создать принципиально новую модель нефтегазоносных пластов.

В разрезе месторождения в общей сложности насчитывается 21 залежь. В западной и центральной частях выделены четыре газоконденсатные залежи с нефтяными оторочками, в восточной части месторождения - 7 нефтяных залежей в артинском, 2 залежи в сакмарском и 1 залежь в ассельском ярусах. Кроме того, выявлено- 6 небольших газоконденсатных залежей в среднем карбоне и одна залежь в отложениях верхнефилипповского надгоризонта на востоке. [61]

Генеральный пересчет запасов 1995г., имеет следующие отличия •относительно 1981г.:

- разработана новая геолого-промысловая модель; ОНГКМ представлено многопластовым многозалежным карбонатным массивом слоистого строения;

- каждый подсчетный объект имеет свои подсчетные параметры;

- по комплексу ГИС и керна выделены три типа коллекторов: поровый, трещинно-поровый, трещинный;

- для нефтяных оторочек восточного участка уточнена геологическая модель (относительно подсчета 1992г);

- пересчет запасов выполнен с учетом материалов, полученных в результате доразведки 1984-1995 гг.

Коллекторы трещинно-порового и трещинного типов выделялись только в газонасыщенной части разреза основной залежи. Кп и Кнг для западной и центральной части месторождения принимались, как и в генеральном подсчете 1981г. по керну.

Общий газонасыщенный объем по поровым и порово-трещинным типам коллекторам, подсчитанный в 1995г, на 6716.33 млн. м3 превышает газонасыщенный объем поровых коллекторов 1981г.

Газонасыщенный объем трещинных коллекторов уменьшился на порядок - от 142.18 млрд. м , т.к. в подсчете 1995г трещинный коллектор выделялся по комплексу признаков, а в подсчете 1981г. трещинному типу был отнесен весь объем карбонатного массива за вычетом объема поровых коллекторов.

В подсчете запасов 1994-1995 г геологическая модель построена по 300 скважинам, равномерно расположенным на месторождении. В период с 1995г по 2004 построены модели нефтяных залежей и оторочек (филипповского горизонта, среднекаменноугольной залежи, ассельской залежи и нефтяных оторочек восточного участка Оренбургского месторождения).

Модели массивных залежей с усредненными параметрами, по которым проводился подсчет запасов, не могли служить основой -для гидродинамических моделей, так как не отражали характерную для месторождения значительную анизотропию разреза. Период падающей добычи сопровождается неравномерной отработкой пластов как по площади, так по разрезу и продолжающимся обводнением пластов.

Одной из главных задач современного этапа разработки Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения стали дифференциация разреза по физико-коллекторским свойствам и детализация модели.

Развитие цифровых систем позволило уточнить и перестроить геологическую модель, на основе которой будет создана гидродинамическая модель, отвечающая современным требованиям разработки Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения.

За годы эксплуатации месторождения получена обширная информация по истории разработки, включающая историю конструкции скважин, мероприятия на скважинах, историю добычи по каждому флюиду, динамику замеров давлений.

Исследование проблемы эксплуатации Оренбургского месторождения потребовало рассмотрение задач по совершенствованию геологической модели, оценки неоднородности коллекторов продуктивных отложений.

2. Общие сведения о геологическом строении Оренбургского месторождения

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка горючих ископаемых", Силагина, Татьяна Валерьевна

Основные результаты диссертационной работы.

Дана общая характеристика проблемы создания и ведения постоянно действующей геологической модели разработки Оренбургского газоконденсатного месторождения.

Изучены основные задачи современного этапа разработки Оренбургского месторождения, одной из основных задач стала дифференциация разреза по физико-коллекторским свойствам и детализация модели на основе ее исследований.

Рассмотрено геологическое строение Оренбургского газоконденсатного месторождения. Продуктивный разрез Оренбургского месторождения представлен в разной степени сульфатизированными и доломитизированными, трещиноватыми с прослоями и линзами глин карбонатными породами среднекаменноугольно-артинского возраста.

В разрезе основной газоконденсатной залежи Оренбургского месторождения выделены три объекта разработки, отличающиеся по фильтрационно-емкостным свойствам. Установлено сложное строение пластов- коллекторов и их резкая изменчивость (количество пластов, толщин, характер порового пространства, ФЕС) как в разрезе, так и по площади.

Проведена классификация коллекторов отложений среднекаменноугольно-артинского возраста Оренбургского месторождения по структуре порового пространства и ФЕС. Наиболее неоднородными и низкопроницаемыми по разрезу являются коллекторы I объекта. Коллекторы второго объекта различаются по структуре порового пространства в пластах Hi, Щ, R2-15 R-2-з* Для пластов III7.15 связь между пористостью и абсолютной проницаемостью одинакова как для западной так и для центральной частей месторождения.

Дифференциация разреза всего фонда скважин и оценка фильтационно-емкостных свойств пластов позволила оценить распределение параметров неоднородности геологического разреза и построить уточненную цифровую модель Оренбургского месторождения.

Выполнена оценка запасов газа по трем типам коллекторов: поровым, порово-трещинным и поровым низкопроницаемым.

Анализ текущего состояния разработки центральной части Оренбургского месторождения позволил выработать задачи для корректировки геологической модели отложений среднекаменноугольно-артинского возраста и оперативной ее корректировки.

Усовершенствована геологическая модель отложений среднекаменноугольно-артинского возраста центральной части Оренбургского месторождения с использованием геолого-геофизического мониторинга эксплуатации месторождения, включающая: - карты распространения поровых коллекторов по пачкам;

- карты распространения содержания высокопрницаемых коллекторов по пачкам;

- карта поверхности текущего ГВК;

Проведен анализ неоднородности коллекторов. Установлены зоны локализации наиболее дренируемых коллекторов.

Выявлены и уточнены локальные проницаемые пропластки и зоны, влияющие на процесс обводнения продуктивной толщи Оренбургского месторождения.

Практическое применение.

Результаты усовершенствования геологической модели отложений среднекаменноугольно-артинского возраста, необходимо использовать при решении следующих задач:

• при планировании «зарезки» горизонтальных стволов скважин.

• при подсчете запасов углеводородов по отдельным участкам и зонам.

• для оценки запасов защемленного газа.

• для планирования интервалов перфорации при переходе на вышележащие горизонты,

• для расчетов режимов эксплуатации скважин

• при вовлечении в разработку низко-и среднепроницаемых участков.

Дальнейшее развитие работ должно быть направлено на развитие компьютерного моделирования под конкретные зоны и участки Оренбургского месторождения.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Силагина, Татьяна Валерьевна, Москва

1. Опубликованная литература

2. Баишев В.З., Кузнецова М.А., Левина Н.А. Анализ текущих остаточных запасов газа Оренбургского месторождения. /Достижения, проблемы, перспективы. 0ренбург.2002г., с.20-23.

3. Боганник В., Медведев А., Медведева А, Пестрикова Н., Методика перехода от средней керновой проницаемости к «истинной».//Технологии и ТЭК, 2005г, с, 12-16.

4. Большая Российская энциклопедия, Москва 2001 г.

5. Вареничева Н.И., Щерба В.А., Кан Е.К. Карстовый и трещинный типы коллекторов на Оренбургском газоконденсатном месторождении. //Геология нефти и газа. Оренбург, 1973. - № 2.

6. Вареничева Н.И., Опртишко А.А. О некоторых особенностях теплового поля ОГКМ./Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений, ВНИИЭГАЗПРОМ,1973,№8, с.18-23.

7. Временная инструкция "Контроль технического состояния поисково-разведочных и эксплуатационных скважин на объектах ООО "Оренбурггазпром" методами промысловой геофизики, ООО "Оренбурггеофизика", г. Оренбург, 1999.

8. Гафаров Н.А., Карнаухов С.М., Баишев В.З., Политыкина М.А., Кан В.Е., Опыт создания постоянно-действующей газогидродинамической модели Оренбургского месторождения с использованием технологий Gejgutst.r./ Оренбург,2002г.

9. Ю.Гриценко А.И., Алиев З.С., Ермилов О.М. и др. «Руководство по исследованию скважин». М., /Наука, 1995.

10. Деркач А.С.,. Шулаев В.Ф.,. Темиргалеев Р.Г., Силагина Т.В Факторный анализ при поиске скважин, возможных источников техногенных скоплений газа в надсолевой толще СПХГ, /Уфа, 1998г

11. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных пластов и скважин. Под ред. Г.А. Зотова, З.С. Алиева. М., Недра, 1980.

12. Истратов И.В. О моделях геологического строения газонефтяных объектов./ Газовая промышленность. М,2001, май - с. 17.

13. Кан В.Е. Вторичные изменения карбонатных пород Оренбургского газоконденсатного месторождения и их влияние на коллекторские свойства. /Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. М., 1979.

14. Кан В.Е., Кривина Т.Г., Левина Н.А. Состояние и опыт компьютерного моделирования Оренбургского НГКМ. /Достижения проблемы перспективы. Оренбург, 2002г., с. 29-36.

15. Комплексирование геофизических методов при решении геологических задач. Под ред. В.Е. Никитского, В.В. Бродского 2-е изд., перераб. и доп. - М., /Недра, 1987.

16. Кориенштейн В.Н. Водонапорные системы крупнейших газовых и газоконденсатных месторождений СССР. М.,/ Издательство «Недра», 1977,с.247.

17. Коротаев Ю.П., Черов Л.Г., Закиров С.Н., Щербаков Г.А. Фильтрация газов в трещиноватых коллекторах. М., /«Недра», 1979.

18. Коррективы показателей разработки Оренбургского НГКМ на период 2000-2003 гг. с прогнозом развития сырьевой базы до 2010 года".

19. Кузнецова М.А., Кузьмина Ф.С., Коршунов И. А. Особенности разработки основной залежи Оренбургского НГКМ на этапе падающей добычи./Достижения проблемы перспективы. Оренбург, 2002г., с. 1720.

20. Материалы к комплексному проекту разработки Оренбургского газоконденсатного месторождения на период постоянной добычи. /Пантелеев Г.Ф. и др./, Трест "Союзгазгеофизика", М., 1981 г.

21. Максимов С.П., Ларская Е.С., Хаханова И.Н. О формировании Оренбургского газоконденсатного месторождения. /Геология нефти и газа. -М., 1976. -№ И.

22. Масленников В.В., Ремизов В.В. Системный геофизический контроль разработки крупных газовых месторождений. М. Недра, 1993.

23. Перькова Я.Н., Багринцева К.И. Трещиноватость пород-коллекторов Оренбургского газоконденсатного месторождения. Геолого-геофизические исследования на нефть и газ в нефтегазодобывающих районах СССР. /Нефтегазовая геология и геофизика. М.: ВНИИОЭНГ, 1971.

24. Петерсилье В.И., Белов Ю.Я., Веселов М.Ф. О влиянии гипса на емкостные свойства карбонатных пород коллекторов. Оптимизация разведки и подсчета запасов месторождений нефти и газа. М.: ВНИГНИ, 1979.-Вып. 213.-с. 138-141.

25. Петрофизика коллекторов нефти и газа. Под редакцией В.Н. Дахнова. М., Недра, 1975.

26. Политыкина М.А. Значение горизонтальной трещиноватости для разработки залежей углеводородов. /Советская геология. М., 1988. - № 4. - с. 49-60.

27. Политыкина М.А., Кан В.Е. Постседиментационные изменения пород известняковой формации Оренбургского вала. //Тезисы докладов Всесоюзного семинара. "Осадочные формации и нефтегазоносность". -М.: МГУ, 1978, с. 190.

28. Политыкина М.А. Особенности литологии коллекторов Оренбургского газоконденсатного месторождения. ОИ Газовая промышленность. //Серия "Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений". -М., 1982,- Вып.2.-с. 46.

29. Политыкина М.А, Кан.В.Е., Силагина Т.В. «Уточненная модель природного резервуара Оренбургского месторождения» тезисы докладов конференции МГУ, Москва,2005г., с.65-68.

30. Политыкина М.А, Кан.В.Е., Трифонова М.П. Силагина Т.В. «Характеристика цифровой геологической модели основной газоконденсатной залежи ОНГКМ», Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, ВНИИОЭНГ Москва, 2005г., с.27-31.

31. Прогнозирование и регулирование разработки месторождений / С.Н. Закиров, В.И. Васильев, А.И. Гутников и др. М.: Недра, 1984. 294 с.

32. РД-51-1-93 Типовые и обязательные комплексы геофизических исследований скважин. Руководящий нормативный документ. РАО «Газпром». М., 1993.

33. Савченко В.В. Влияние геологических и промысловых факторов на конечную газоотдачу месторождений. М., 1975. 48 с. /Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Науч. -темат. обзор./ ВНИИЭГазпром.

34. Савинков А.В., Эффективность промыслово-геофизического контроля наблюдательных скважин Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения». Сборник научных статей под редакцией Деркача А.С., Уфа,1999,с.14-19.

35. Севастьянов О.М, Захарова Е.Е. Особенности обводнения скважин и газоконденсатной залежи ОНГКМ. Газовая промышленность. //Серия "Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений". — М., 2004. Вып.18.-с. 81-84.

36. Силагина Т.В., Вареничева Н.И. «Особенности выделения типов коллекторов при создании цифровой геологической модели оренбургского месторождения», Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, ВНИИОЭНГ Москва, 2005г, с.65-67.

37. Соловьев Н.Н., Скоробогатов В.А. Прогноз, поиски и разведка газосодержащих месторождений. Современный взгляд./Сборник научных трудов, ВНИИГАЗ на рубеже веков наука о газе и газовые технологии. Москва,2003г, с.67-73

38. Стандарт предприятия по обязательному комплексу ГИС при контроле технического состояния скважин на объектах "Оренбурггазпром", 1999г.

39. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований в скважинах. Москва, «Недра», 1985.

40. Теленков В.М., Бутов В.Г., Полыгалов В.Ф., Перегинцев В.А Геофизические методы контроля выработки продуктивных пластов на примере месторождений нижневартовского района / Каротажник, Тверь, 2004г.с.72-88

41. Ширковский А.И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1987. 276 с.

42. Фоменко В.Г., Жардецкий А.В. Геологическое моделирование для геолого-геофизического мониторинга объекта эксплуатации углеводородного сырья.

43. Фоменко В.Г., Жардецкий А.В., Гордасников В.А. Стратегия развития геофизических работ в газовой отрасли в XXI веке. /Сборник научных трудов, ВНИИГАЗ на рубеже веков наука о газе и газовые технологии. Москва,2003 г, с.52-65.

44. Фомин Ю.Л. Геотермические условия Оренбургского газоконденсатного месторождения. /Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений ВНИИЭГА31ТРМ,1973,№8,с.27-30.

45. Ханин А.А. Петрофизика нефтяных и газовых пластов. М., «Недра»1. Фондовая литература

46. Мельникова Н.А. Геологическое строение и подсчет запасов газа, конденсата, серы, гелия и нефти Оренбургского газоконденсатного месторождения. Отчет о НИР (заключительный). Оренбург: ОТГУ, 1974.-599 с.

47. Генеральный пересчет запасов газа, нефти, серы, гелия и др. компонентов Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения по результатам разработки и работ по доразведке: Отчет о НИР /"Волго-УралНИПИгаз"; Руководитель М.А. Политыкина. Оренбург, 1995.

48. Мельникова Н.А. Геологическое строение и подсчет запасов газа, конденсата, серы, гелия и нефти Оренбургского газоконденсатного месторождения. Отчет о НИР (заключительный). Оренбург: ОТГУ, 1974.-с. 599.

49. Изучение фильтрационных и емкостных свойств коллекторов I объекта ОНГКМ с целью обоснования подсчетных параметров: Отчет о НИРзаключительный). /ТОО "Виолюс"; Руководитель И.С. Гутман. Договор № 02-52/92.92 М., 1992. - 11с.

50. Анализ структуры запасов газа первого объекта, выявление причин, влияющих на степень освоения запасов газа с целью обоснования рациональных отборов: Отчет о НИР / ТОО "Санди"; Руководитель М.А. Политыкина. Оренбург, 1993.

51. Создание цифровых геолого-промысловых залежей Оренбургского месторождения: Информационный отчет (заключительный) /ООО "Волго-УралНИПИгаз"; Руководитель М.А. Политыкина. Оренбург, 1999.- 247 с.

52. Отчет "Анализ и обобщение результатов промыслово-геофизических исследований скважин, выполненных в ООО «Оренбурггеофизика» на объектах ООО «Оренбурггазпром»". Савинков А. В., г. Оренбург, 2001 г.

53. Отчет "Анализ и обобщение результатов промыслово-геофизических исследований скважин, выполненных в ООО «Оренбурггеофизика» на объектах ООО «Оренбурггазпром»". Савинков А. В., г. Оренбург, 2003г.

54. Разработка методики и технологии промыслово-геофизических исследований действующих и наблюдательных скважин ОГКМ. /Опришко А. А., Марков А. И., Шулаев В. Ф. и др./. Отчет по теме 25/79 за 1977-1979 гг., ЮУПГК, О., 1979 г., с. 171.