Глубокая обработка данных импульсного нейтронного каротажа нефтегазовых скважин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат физико-математических наук Бородин, Сергей Георгиевич

• Бородин, Сергей Георгиевич
• кандидат физико-математических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Бородин, Сергей Георгиевич

Введение.

Необходимость глубокой обработки импульсного нейтронного каротажа (ГОИНК). Цели, задачи и план исследования.

Глава 1. Современное состояние интерпретации ИНК.

1.1 История создания и развития интегрального ИНК.

1.2 Состояние интерпретации ИНК.

Глава 2. Компенсация аппаратурных искажений временной кривой ИНК.

2.1 Численное моделирование аппаратурных искажений временного спектра ИНК (просчетов).

2.2 Разработка вычислительной технологии восстановления скорости счета за просчеты.

Глава 3. Решение обратной задачи интерпретации временной кривой ИНК в условиях однородного пласта.

3.1 Алгоритм определения параметров пласта и скважины по результатам двухзондового ИНК.

3.2 Усовершенствование статистической процедуры оценки параметров разложения временного спада ИНК на сумму 2-х экспонент.

Глава 4. Решение обратной задачи ИНК для слоисто-неоднородного пласта.;.

4.1 Математическое моделирование показаний ИНК на ПЭВМ с помощью пакета прикладных программ ПОЛЕ.

4.2 Алгоритм и программа определения сечения поглощения в пластах с произвольной неоднородностью в системе ГОИНК.

Глава 5. Практическое значение разработанных вычислительных технологий обработки данных ИНК.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Глубокая обработка данных импульсного нейтронного каротажа нефтегазовых скважин»

Необходимость глубокой обработки импульсного нейтронного каротажа (ГОИНК). Цели, задачи и план исследования.

Импульсный нейтронный каротаж (ИНК) является важнейшим методом геофизического контроля разработки месторождений углеводородов. Интегральная модификация ИНК измеряет нестационарные потоки тепловых нейтронов или гамма-квантов их радиационного захвата после излучения быстрых нейтронов импульсным генератором. Характер пространственно-временного распределения нейтронов или гамма-квантов зависит от величин макроскопического сечения поглощения Еа и водородсодержания со сред, окружающих прибор, в том числе и пород изучаемого геологического разреза. Наиболее важной с практической точки зрения является задача определения по наблюдаемому временному спаду нейтронов (гамма-квантов) величины сечения поглощения породы-коллектора. Это позволяет получить важную информацию о фильтрационно-емкостных свойствах, эксплуатационных характеристиках и выработке нефтяных пластов. Еа при этом необходимо определять с относительной погрешностью 3-3.5%. Названная задача интерпретации -основная обратная задача ИНК — относительно просто решается для однородных пластов, толщина которых превышает 1.5 м. Однако такие объекты встречаются все реже. Например, в большинстве терригенных разрезов, вскрытых на месторождениях основного нефтегазодобывающего региона России - Западной Сибири - продуктивные пласты сложены тонкопереслаивающимися прослоями с толщиной 0.4-0.8 м. Такая ситуация не является исключением и для других нефтегазовых регионов.

Необходимо отметить недостаточную эффективность применения ИНК, т.е. невысокое качество получаемой информации при довольно существенной стоимости проведения работ. Причина этого заключается в несовершенстве как аппаратуры, так и методик обработки и интерпретации метода.

Временной спектр скоростей счета для отечественной низкочастотной аппаратуры сильно искажен просчетами, причем применяемая методика коррекции ограничивается просчетами до 2-кратных, что явно недостаточно. Основным интерпретационным параметром является измеряемый временной декремент спада нейтронов или фотонов, X, который зависит не только от свойств пласта, но и от условий измерения — конструкции и заполнения скважины, величины зонда. Полученное значение декремента к тому же обычно не обеспечивается оценкой его точности.

Совершенно естественной и актуальной является постановка задачи разработки новых методов интерпретации ИНК, названных в защищаемой работе методами глубокой обработки ИНК. Под понятием «глубокая обработка» понимается такая обработка и интерпретация данных, которая позволяет извлечь максимально возможную информацию об истинных нейтронных и геометрических параметрах пласта из временного сигнала и каротажной кривой ИНК.

Цель работы - совершенствование существующих и разработка новых методов решения обратных задач интерпретации интегрального ИНК в реальных условиях произвольно сложной неоднородности изучаемого геологического разреза и существенных нелинейных искажений регистрируемых сигналов (пространственно-временных распределений тепловых нейтронов и гамма-квантов радиационного захвата).

Основные задачи.

1. Анализ современного состояния обработки и интерпретации данных интегрального ИНК.

2. Разработка метода решения обратной задачи ИНК, основанного на математической модели, учитывающей влияние слоистой неоднородности пласта на пространственно-временные распределения тепловых нейтронов при ИНК.

3. Изучение свойств двухэкспоненциального разложения кривой временного затухания тепловых нейтронов при ИНК с целью улучшения устойчивости восстановления параметров экспонент и повышения статистической точности их оценок.

4. Разработка усовершенствованного метода восстановления просчетов импульсов в измерительном тракте ИНК.

5. Разработка алгоритмов и программ, позволяющих по данным скважинных измерений решать обратные задачи - восстановления неискаженной кривой спада при ИНК, определения значений макроскопического сечения поглощения На нейтронов или гамма-квантов в однородных и слоисто-неоднородных пластах, а в случае однородных пластов - уточнения свойств заполняющего скважину флюида.

6. Тестирование и опробование разработанных программ путем решения модельных задач и обработки скважинных измерений.

Научная новизна.

1. Впервые разработан метод решения обратной задачи ИНК определения макросечения поглощения нейтронов На и оценки его погрешности в неоднородном геологическом разрезе произвольной сложности; он реализован в виде комплекса программ и баз данных и опробован.

2. Разработан новый алгоритм декомпозиции временного сигнала ИНК в однородных пластах на сумму «пластовой» и «скважинной» экспонент и оценки точности параметров параметров разложения, основанный на комбинации методов Монте-Карло и усовершенствованного МНК; он обеспечивает устойчивость решения данной обратной задачи, повышает его точность в 2.5-3 раза и позволяет по нему найти значение Ха пласта, £а скважинного флюида и водородосодержания пласта.

3. Разработан новый метод решения обратной задачи восстановления истинных (неискаженных) сигналов ИНК по данным реальных измерений, искаженных просчетами из-за перегрузок тракта телеметрии; он основан на моделировании Монте-Карло 2-хпараметрического механизма просчетов и позволяет выполнять коррекцию показаний во временных каналах ИНК вплоть до 4-5-кратных перегрузок.

4. Разработанная программно-вычислительная технология «Глубокая обработка импульсного нейтронного каротажа» (ГОИНК) с пакетом программ, ориентированная на призводственное применение, которая объединяет в единую рабочую систему обработки и интерпретации все упомянутые выше методы решения обратных задач ИНК, базы данных с базисными функциями-решениями прямых задач ИНК, графами обработки, интерфейсом и т.п.; технология ГОИНК тестирована и опробована на прмысловом материале с серийной аппаратурой АИНК-43.

Защищаемые научные положения.

1. Разработанный метод коррекции просчетов во временных каналах ИНК, основанный на монте-карловской модели измерительного тракта, позволяет в несколько . раз увеличить динамический диапазон восстанавливаемых скоростей счета и обеспечить необходимую точность регистрируемого спада во всем информативном диапазоне задержек.

2. Предлагаемый новый метод оценки параметров двуэкспоненциального представления кривой временного спада при ИНК в несколько раз увеличивает статистическую точность оценок параметров экспонент.

Соответственно увеличивается точность определения сечения поглощения нейтронов в изучаемой породе и определяемого характера ее насыщения.

3. Разработанный метод решения обратной задачи ИНК для неоднородного V пласта позволяет определять 2а в пласте с разрешением по глубине (0.2 м), близком к физической разрешающей способности метода и с точностью, достаточной для количественной и полуколичественной интерпретации полученного сечения поглощения.

Методы исследования, личный вклад.

Теоретические и математические исследования, программирование на языке Фортран, пакетное проектирование, разработка баз данных, вычислительный эксперимент методом Монте-Карло, численное моделирование полей и показаний ИНК, оптимизационные исследования, опробование разработанных вычислительных технологий на промысловых данных.

Личное участие автора состоит в разработке математических методов, моделей, алгоритмов и Fortran-nporpaMM, предназначенных для решения обратных задач ИНК, реализованных в действующей версии пакета программ ГОИНК, тестировании созданного вычислительного аппарата, в том числе и методом Монте-Карло и данными физических экспериментов, во всех опробованиях пакета ГОИНК при решении задач промысловой геофизики.

Практическая значимость работы.

Разработанные методы решения обратных задач, реализованные в виде вычислительного программного пакета ГОИНК позволяют:

- осуществлять сплошную интерпретацию ИНК, без предварительного разбиения на пласты;

- определять значения сечения поглощения нейтронов в пласте, начиная с прослоев 0.2 м, что дает возможность контролировать характер текущего насыщения пласта, а также реакцию сложнопостроенного пласта при искусственном воздействии на него;

-улучшить литологическое расчленение геологического разреза за счет определения сечения захвата с детальностью по глубине 0.2 м;

- реализовать максимально возможную информативность метода ИНК.

Апробация работы, публикации. Основные результаты диссертации докладывались и опубликованы в трудах:

Конференции "Повышение эффективности геофизических исследований глубоких и сверхглубоких скважин в нефтегазоносных провинциях Украины" (Симферополь, 1982);

ХП-й научно-технической конференции молодых ученых и специалистов УкрНИГРИ (Чернигов, 1986);

Всесоюзной конференции "Проблемы и перспективы ядерно-геофизических методов в изучении разрезов скважин" (Обнинск, июнь 1989); Международной конференции "NUCLEAR GEOPHYSICS^97" по ядерной геофизике (Краков, октябрь 1997);

Международного симпозиума "Новая геофизическая техника для исследования бурящихся и действующих вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин" (Уфа, апрель 1997);

Международной конференции SPWLA-EATO-РГУНГ по скважинной геофизике "МОСКВА-98" (Москва, сентябрь 1998);

3-го Международного семинара «Горизонтальные скважины» (Москва, ноябрь 2000); Научно-практической конференции «Ядерная геофизика 2002» (Тверь,2002);

Международной научно-практической конференции «Технологии и аппаратура для геофизических исследований в скважинах для решения актуальных задач разведки и разработки месторождений нефти, газа, твердых полезных ископаемых» (г.Октябрьский, Башкортостан, октябрь 2006).

Основные положения диссертации опубликованы в научных статьях и тезисах конференций и научно-исследовательских отчетах.

Исходной методологической и теоретической базой для исследований автора послужили основополагающие работы отечественных ученых по теории и методике интерпретации ядерной геофизики и, в частности, импульсного нейтронного каротажа (А.Г.Амурский, Я.Н.Басин, Е.П.Воронин, Ю.М.Зендриков, С.А.Кантор, А.Н.Максименко, И.А.Мартьянов, В.А.Новгородов, А.Л.Поляченко, Р.А.Резванов, В.Г.Цейтлин, Ю.С.Шимелевич, А.С.Школьников). Автор для получения решений прямых задач ИНК широко пользовался пакетом программ ПОЛЕ, который поддерживается и развивается А.Л.Поляченко, Л.Б.Поляченко и И.В.Бабкиным. Очень полезными были обсуждения результатов работы с А.М.Блюменцевым, А.В.Барановской, В.П.Цирульниковым, А.Г.Амурским, Б.Ю.Мельчуком.

В диссертации представлены результаты исследований, выполненных автором во ВНИИгеосистем и КТО УкрНИГРИ под руководством д.ф.-м.н., проф. А.Л.Поляченко.

Автор глубоко признателен научному руководителю за постановку темы и неизменное внимание к работе.

Опробование пакета ГОИНК выполнялось на промыслово-геофизических данных, предоставленных В.М.Теленковым (ЗАО «НефтеГеоТехнология»), Р.Г.Гайнетдиновым (ООО НПП ИНГЕО),

А.Г.Амурским (ВНИИАвтоматики), которым автор выражает глубокую благодарность.

Содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Решение полной обратной задачи импульсного нейтронного каротажа для однородных пластов. - Каротажник, вып.27. - Тверь, 1996, с.46-52. Соавтор Поляченко A.JI.

2. О восстановлении полного временного спектра сигнала для современной аппаратуры ИНК. - Каротажник, вып.ЗО. - Тверь, 1997, с.100-105.

3. Бородин С.Г., Поляченко A.JI. Метод и технология определения сечения поглощения нейтронов в неоднородных интервалах (разрезах) по данным ИНК. НТВ «Каротажник», Тверь, изд. АИС, 2005, вып. 141, с.91-111

4. Способ определения коэффициента нефтегазонасыщенности коллекторов. Авторское свидетельство СССР N 1172384 от 8 апреля 1985 г. Соавторы Максименко А.Н., Трофименко Г.Л.

5. Способ определения положения газонефтяного контакта в продуктивном разрезе. Авторское свидетельство СССР N 1314031 от 1 февраля 1987 г. Соавторы Максименко А.Н., Трофименко Г.Л.

6. О потенциальных возможностях метода ИННК в термобарических условиях нефтегазоносных разрезов ДДВ. - Геофизический журнал, т.6, N3, 1984. - Киев, "Наукова думка". Соавторы Максименко А.Н., Трофименко Г.Л.

7. Метрологическое обеспечение аппаратуры импульсного нейтронного каротажа при работе с каротажным кабелем длиной до 6 км. - В сб. "Разведочная геофизика", вып.107, 1988, с.134-140. Соавтор Максименко А.Н.

8. Возможности ИННК по оценке нефтегазоперспективных горизонтов в условиях ДДВ и пути их реализации. - В сб. МГ УССР "Повышение эффективности геофизических исследований глубоких и сверхглубоких 1 и скважин в нефтегазоносных провинциях Украины" / Тезисы, Симферополь, 1982/. Соавторы Максименко А.Н., Трофименко Г.Л.

9. Метрологическое обеспечение аппаратуры для ИННК. Тезисы докладов на XII-й научно-технической конференции молодых ученых и специалистов УкрНИГРИ. - Чернигов, 1986, с. 141-142. Соавтор Максименко А.Н.

10. Обработка данных акустического каротажа и анализов керна при определении пористости коллекторов. Экспресс-информация ВНИИОЭНГ. Серия "Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений".- М., 1988, вып.7, с.16-20. Соавтор Максименко А.Н.

11. Теоретико-экспериментальные палетки ядерного каротажа: состояние и перспективы. Доклад на Всесоюз. конф."Проблемы и перспективы ядерно-геофизических методов в изучении разрезов скважин." (Обнинск, 19-24 июня 1989). Тез. докл., М., МНТК "ГЕОС", 1989, с.83. Соавторы Поляченко А.Л., Калашникова М.И.

12. Помехоустойчивая обработка данных ИНК, АК, ГК, керна и количественное определение нефтегазонасыщенности на ЭВМ. Там же, с.267-268.

13. Алгоритмы настройки петрофизических связей для определения пористости, глинистости и нефтегазонасыщенности по данным ИНК, АК, ГК и керна. Там же, с.84-85.

14. О повышении устойчивости настройки петрофизических уравнений. -Сб. "Современные проблемы ядерной геофизики и геоакустики". - М., ВНИИГеоинформсистем, 1990, с.66-78.

15. S.G.Borodin. Inverse problem solution of pulsed neutron logging in heterogeneous beds (С.Г.Бородин. Решение обратной задачи ИНК в слоисто-неоднородных пластах). Intern, conf. "NUCLEAR GEOPHYSICS^97" (Krakow, 20-23 Oct. 1997). Abstracts, 1997, p. 14.

16. Развитие теории и средств интерпретации ядерного каротажа вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин. Тезисы докладов международного симпозиума "Новая геофизическая техника для исследования бурящихся и действующих вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин". - Уфа, 1997, с. 18-19. Соавторы Поляченко A.JI., Кантор С.А. и др.

17. S.G.Borodin, A.L.Polyachenko. Advanced Technology for Processing Pulsed Neutron Logging Data (GOINK Software). International Conference & Exhibition on Well Logging «Moscow" 98» (8-11 sept. 1998). Technical Abstracts. M., RSU OG, 1998. (Междунар. конф. и выставка по геофиз. иссл. скважин «Москва-98», SPWLA-EATO-РГУ НГ). Доклад F1.5.

18. S.G.Borodin. General Approach to Solving Inverse Problems of Nuclear Logging of Thin-layered Beds. International Conference & Exhibition on Well Logging «Moscow'98» (8-11 sept. 1998). Technical Abstracts. M., RSU OG, 1998. (Междунар. конф. и выставка по геофиз. иссл. скважин «Москва-98», SPWLA-EATO-РГУНГ). Доклад Е2.2.

19. A.L.Polychenko, S.G.Borodin. Mathematical Simulator for Investigation of Methodical and Instrumentation Problems of Nuclear Geophysics. International Conference & Exhibition on Well Logging «Moscow'98» (8-11 sept. 1998). Technical Abstracts. M., RSU OG, 1998. (Междунар. конф. и выставка по геофиз. иссл. скважин «Москва-98», SPWLA-ЕАГО-РГУ НГ). Доклад Н2.5.

20. Подход к решению обратных задач однозондовых модификаций ядерного каротажа в тонкослоистых пластах. В сб. трудов международной конференции по геофизическим исследованиям скважин (Москва, 8-11 сентября 1998 г.).-М., 2000, с.156-158.

21. Развитие теории и средств интерпретации данных ядерного и электрического каротажа горизонтальных и наклонных скважин. 3-й Междунар. семинар «Горизонтальные скважины» (Москва, 29-30 ноября

2000 г.). Тезисы докладов, М., изд. РГУ НГ, 2000. Соавторы

A.Л.Поляченко, И.В.Бабкин, А.Э.Гринченко, Л.Б.Поляченко,

B.Стрельченко.

22. О полной интерпретации кривой временного спада при ИННК. Тезисы докладов научно-практической конференции «Ядерная геофизика 2002». -Тверь, 2002, с.63-64.

23. Бородин С.Г., Барановская А.В. Опыт промыслового опробования вычислительной технологии ГОИНК-И. Международная научно-практическая конференция «Технологии и аппаратура для геофизических исследований в скважинах для решения актуальных задач разведки и разработки месторождений нефти, газа, твердых полезных ископаемых» (4-5 октября 2006 г., г.Октябрьский, Башкортостан, РФ). Тезисы докладов, Москва, ЯГО, 2006, с.62-63.

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Бородин, Сергей Георгиевич

Выводы

Разработаны новый метод и программно-вычислительная технология глубокой обработки данных импульсного нейтронного каротажа (ГОИНК), которые предназначены для восстановления макроскопического сечения захвата тепловых нейтронов по разрезу скважины, 2a(h), в условиях произвольной неоднородности разреза. Реализующий их пакет программ ГОИНК в производственном режиме обеспечивает определение £a(h) с вертикальным разрешением от 0.2м. Глубокая обработка снимает принципиальное ограничение стандартной обработки ИНК - применимость последней только в однородных интервалах разреза мощностью порядка 1.2-1.5м и выше. Метод ГОИНК по сравнению со стандартной обработкой обеспечивает значительное повышение расчленяемости, качества восстановления строения неоднородных разрезов и точности оценки его параметров. При этом преимущество ГОИНК тем больше, чем сложнее разрез. Т.о., ГОИНК расширяет возможности ИНК на область неоднородных интервалов разреза любой сложности.

Глава 5. Практическое значение разработанных вычислительных технологий обработки данных ИНК.

Разработанные в защищаемой работе вычислительные технологии позволяют вывести интерпретацию ИНК на новый качественный уровень.

I. Возможность восстановления просчетов до 4-кратных (вместо двукратных) позволяет использовать при интерпретации реальных кривых ИНК задержки 300-600 мкс, на которых проявляется на кривой спада тепловых нейтронов неоднородность пласта. Корректное восстановление просчетов важно и для правильной оценки параметров двухэкспоненциального разложения кривой спада.

II. В главе 3 было сказано, что при друхэкспоненциальном разложении временного спада ИНК технология МНКО может обеспечить более чем 2-кратное увеличение точности определения пластового декремента по сравнению со стандартным МНК. Как показало моделирование с помощью пакета ПОЛЕ и метода Монте-Карло, такая ситуация может реализоваться при измерении ИНК против пласта песчаника с пористостью 5% - 20%, поры которого насыщены нефтью. Соответственно, увеличивается точность оценки нефтенасыщенности пласта.

III. Глубокая обработка ИНК по сравнению со стандартной обеспечивает значительное повышение расчленяемости, качества восстановления строения неоднородных разрезов и точности оценки его параметров:

1. ГОИНК надежно решает задачу определения Xa(h) в слоисто-неоднородных разрезах любой сложности, если контрастность по £а больше суммарной статпогрешности и толщины прослоев не менее 20 см. Стандартная обработка такую задачу не может решить в принципе.

2. При применении ГОИНК разрешение по глубине при отбивке любых границ составляет 10-20см и погрешность расчета сечений Еа равна примерно 4-7% в каждом 20см-дискрете. СОИНК не позволяет получить решение задачи со сравнимыми точностями ни при каких условиях каротажа и ни в каких типах неоднородности, кроме мощных пластов.

3. В случае неоднородного пласта в виде пачки тонкочередующихся прослоев сред одинаковой толщины в условиях п.1 получающаяся по ГОИНК дифференциация прослоев в пачке всегда равна или близка к максимальной, соответствующей их дифференциации в истинном распределении сечения Ea(h).

4.Для СОИНК с уменьшением толщин слоев характерно сильное снижение (вплоть до исчезновения) измеряемой дифференциации прослоев (при h=20-30cM дифференциация падает в 5-7 раз).

5. В случае интерпретации данных ИНК против тонкочередующегося пласта-пачки:

- При СОИНК принципиально невозможно установление факта неоднородности пласта-пачки при h<0.5M по данным непрерывных замеров ИНК. Это становится возможным только при переходе к поточечным измерениям и для пачек со слоями h>0.3 м.

- Технология ГОИНК решает эту задачу во всех случаях, кроме одного «предельного» - для пачки из самых тонких прослоев h=0.2 м и одновременно относительно высоких (для данной трудной задачи) скоростях каротажа 120 м/ч и выше.

- Более того, для пачки с Ь=0.3м при скорости каротажа 40 м/ч, а также для пачки с Ь=0.2м при времени измерения на точке Т=1мин возможно решение не только качественной задачи выявления факта неоднородности, но и количественное уточнение значений Еа и Кн в прослоях по крайней мере в 3-х градациях.

Разработанная технология ГОИНК была опробована на данных импульсного нейтронного каротажа в скважинах Самотлорского и Заполярного нефтяных месторождений Западной Сибири. Использовались данные, полученные двумя модификациями аппаратуры — ИННК (прибор АИНК-43 разработки ВНИИАвтоматики) - на Самотлорском месторождении, скв.№ 65376 и ИНГК (аппаратура ИНГК-43 разработки ВНИИГИС) - на Заполярном месторождении, скв 113.

Рисунки 16-18 иллюстрируют результаты определения 2а для пластов скв.№ 65376 Самотлорского месторождения.

Е а, 1/мс

Рис. 16. Определение Еа методом ГОИНК в пласте АВ1 (3).

Нижняя кривая - минимально возможное Еа, верхняя - максимально возможное. Горизонтальные отрезки показывают значения Еа(н) в пределах исследуемых прослоев при условии их насыщения нефтью. Для получения правильного значения £а(н) очень важно знать значения сечения поглощения в скелете данной породы и в глинистой компоненте — соответственно Иск и Егл. В работе [73] путем исследования кернового материала для пород группы АВ1 установлено, что Иск находится в диапазоне 1.7-3.3 мс-1. Нами было принято среднее значение.

Если обе кривые Еа находятся выше соответствующего Еа(н) — прослой) обводнился.

Приведем результаты применения ГОИНК для других пластов Самотлорского месторождения.

Е а, 1/мс

12

Глубина, м

1714.1 1716.6 1719.1 1721.6 1724.1 1726.6 1729.1

Рис. 17. Определение Еа в пласте АВ 2-3.

Е а, 1/мс

12 И 10 9 8 7 6 5 4

3 2 1

2102.0 2105.0 2108.0 2111.0 2114.0 2117.0 2120.

Глубина, м

Рис. 18. Определение Еа методом ГОИНК в пласте БВ8(0).

Результаты обработки ИНГК в скв 113 Заполярного месторождения. л - 1/мс

3.0 $

1«Э

1.0 ты

4ШЛ 4QQS.9 4011.4 4013,9 ГлУбииа м

ПО ГОИН!

1 2 V ттзнс'тшю La т^х значение у:

Рис. 19. Фрагмент интерпретации по ГОИНК данных ИНГК по Заполярному месторождению, скв. 113.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработан комплекс алгоритмов и программ глубокой обработки ИНК (система ГОИНК). ГОИНК позволяет получать распределение макроскопического сечения захвата тепловых нейтронов Еа в исследуемых породах с детальностью по глубине не хуже 0.2 м, а также оценивать нефтегазонасыщенность Кнг в них с той же детальностью с оценкой погрешностей Еа и Кнг. Кроме того, технология ГОИНК позволяет оценивать водородсодержание исследуемых пород W и Еа в скважине.

Подобный результат, не достижимый с помощью традиционных технологий интерпретации, получен в результате разработки технологий, обеспечивающих:

- коррекцию нелинейных искажений счетных характеристик приборов ИНК вплоть до 4-кратных просчетов;

- оценку параметров двухэкспоненциального разложения временного спада ИНК, статистическая точность которых в несколько раз выше традиционных;

- полную обработку кривой временного спада ИНК на этапе нестационарной диффузии тепловых нейтронов, позволяющую извлечь информацию о распределении Еа в породе с указанной детальностью (0.2м).

Разработанные вычислительные технологии протестированы путем математического моделирования с помощью пакета ПОЛЕ, а также с помощью статистического моделирования методом Монте-Карло. Проведено их опробование на реальных промысловых материалах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Бородин, Сергей Георгиевич, 2009 год

1. Алексеев Ф.А., Ерозолимский Б.Г., Беспалов Д. Ф. и др. О результатах применения нейтронных импульсных методов и аппаратуры для исследования разреза скважин. — В кн.: Ядерная геофизика при поисках и разведке полезных ископаемых. — М.: Недра, 1960.

2. Алексеев Ф.А., Шимелевич Ю.С. Импульсный нейтрон-нейтронный метод. В кн.: Труды Краковской конференции по ядерной геофизике. Краков, 1962.

3. Белый Г.П., Потушанский А.А., Трум А.Д. Применение импульсного нейтрон-нейтронного каротажа на месторождениях Украины. — В кн.: Ядерная геофизика. М.: Недра, 1968.

4. Венделъштейн Б.Ю., Резванов Р.А. Геофизические методы определения параметров нефтегазоносных коллекторов.М., Недра, 1978.

5. ХА.Воронин Е.П. Экспериментальные исследования полей нейтронов с целью создания способов изучения неоднородных пластов, пересеченных скважиной. Диссертация к.т.н. ВНИИЯГГ, 1981.

6. ХЪ.Гаврина Т.Е., Кантор С.А., Поляченко A.JI., Цейтлин В.Г., Юдин В.А. Теория импульсных нейтронных методов в предельных случаях. "Ядерно-геофизические методы". Новосибирск, «Наука», 1972, с. 253266.

7. Геофизические методы исследования скважин. Справочник геофизика /Под ред. В. М. Запорожца, М., Недра, 1983.

8. Гольданский В.И., Куценко А.В., Подгорецкий М.И. Статистика отсчетов при регистрации ядерных частиц. М., Физматгиз, 1959.

9. Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин. М., Недра, 1972.

10. Зендриков Ю.М. Диссертация к.т.н.,ВНИИЯГГ, 1981.

11. Импульсный нейтронный каротаж. Методические указания по проведению измерений и интерпретации результатов. М., ОНТИ ВНИИЯГГ, 1984.

12. Кантор С.А. Теоретические основы нейтронных методов исследования горных пород, пересеченных скважиной. Докт. Дис. М., ВНИИЯГГ, 1980.

13. ЪЪ.Кантор С.А. Глубинность исследования горных пород импульсным нейтронным каротажем с источником тепловых нейтронов. В кн.: Прикладная геофизика, вып. 29. - М.: Гостоптехиздат, 1961.

14. Ъв.Кантор С.А., Шапошникова Т.А. и др. Среднее время жизни тепловых нейтронов в слоистой среде. Сб. Импульсный нейтронный каротаж, ВНИИЯГГ, 1968, с.21-29.

15. Кантор С.А., Колсевников Д.А., Поляченко А.Л., Шимелевич Ю.С. Теория нейтронных методов исследования скважин. //М., Недра, 1985.

16. Кожевников ДА. Нейтронные характеристики горных пород.// М., Недра, 1982, 221 с.

17. Комаров С.Г. Геофизические методы исследования скважин, М.гНедра, 1973, 363 с.

18. Мартьянов И.А., Юдин В.А., Цейтлин В.Г., Басин Я.Н. Методические рекомендации по исследованию нефтяных скважин импульсным нейтронным каротажем с закачкой меченого вещества.// М., ВНИИгеоинформсистем, 1987.

19. АЪ.Мартьянов И А., Старцев А. А., Шиканов А.Е., Федына Е.А., Рудое И.В. Двухкомпонентная модель показаний импульсного нейтронного каротажа. Геоинформатика//М., 1998, №2, стр. 31-34.

20. Миллер В.В. Метод определения среднего времени жизни тепловых нейтронов по измерениям на небольших образцах вещества. Атомная энергия, 1967, №1.

21. Одинокое В.П. и др. В кн. Вопросы интерпретации данных ИНК. Тр. ВНИИЯГГ, вып.5, Недра, 1969, с.57-94.48 .Орлинский Б.М. Контроль за разработкой залежей нефти геофизическими методами. М.: Недра, 1977.

22. Поликарпочкин О.В., Резванов Р.А. Влияние слоистой неоднородности горных пород на показания нейтронных методов исследования скважин. Разведочная геофизика, Недра, 1980, N 88, с.27-34.

23. Поляченко A.JT. Теория нестационарной диффузии тепловых нейтронов в двухслойной бесконечной среде с цилиндрической границей раздела. Известия АН СССР, сер.геофиз, 1964, N4, с.532-547.

24. Поляченко A.JT., Шапошникова Т.А. и др. Альбом расчетных палеток нейтронного каротажа. ВНИИЯГГ, 1977, 73 с.

25. Поляченко A.JT., Зендриков Ю.М. Теоретические основы интерпретации данных импульсного нейтронного каротажа в неоднородных пластах. Прикладная геофизика, Недра, вып.87, 1977, с. 122-131.

26. Поляченко A.JT. Численные методы в ядерной геофизике. М., Энергоатомиздат, 1987, 152 с.

27. Поляченко A.JT. Диссертация д.ф.м.н. "Теория обратных задач нефтегазовой скважинной ядерной геофизики". ВНИИЯГГ, 1983.

28. Поляченко A.JT. Теория скважинной ядерной геофизики. В справочнике "Скважинная ядерная геофизика", гл.1, Недра, изд.2, 1990, с.6-32.5Ъ.Поляченко АЛ. и др. Отчеты по темам NN 69, 222, 1/45 ВНИИГеосистем. за 1989 93 гг.

29. Поляченко АЛ., Гаврина Т.Е., Цейтлин В.Г., Шапошникова Т.А. Анализ амплитудных, временных и прстранственных характеристик распределения гамма-квантов при ИНГК. В кн.: Ядерная геофизика. -М.: Недра, 1969, с. 40-56 (ВНИИЯГГ. Труды, вып.7).

30. Резванов Р.А. Радиоактивные и другие неэлектрические методы исследования нефтегазовых скважин. Недра, 1985.

31. Руководство по применению промыслово-геофизических методов для контроля за разработкой нефтяных месторождений. М.: Недра, 1978.

32. Старцев А.А., Шиканов А.Е., Борзаков С.Б. К вопросу об интерпретации сигналов импульсного нейтронного каротажа. Сообщения ОИЯИ, №1896-338, Дубна, 1996, Юс.

33. Теленков В.М., Калмыков Г. А. Определение текущей нефтенасыщенности методом ИННК. Опыт работ. // НТВ "Каротажник", Тверь: Изд. АИС. Вып. 12-13 (125-126), 2004, с. 48-62.

34. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований в скважинах. -М.:Недра, 1985.

35. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики М., Наука, 1972.

36. Хаматдинов Р.Т., Велижанин В.А., Черменский В.Г. Определение текущей нефтенасыщенности методом ИННК. Опыт работ. // «Каротажник», Тверь, изд. АИС,2004, вып.12-13(125-126), с.48-62.

37. Шимелевич Ю.С., Школьников А.С., Поляченко A.JI. и др. Основы импульсного нейтрон-нейтронного каротажа. (Временное инструктивное пособие).- М.: ОНТИ ВНИИЯГГ, 1965.

38. Школьников А. С. Применение импульсного нейтрон-нейтронного каротажа для отбивки водонефтяного контакта в обсаженных скважинах. -Нефт. хоз-во, 1960, №8 .

39. Юдин В.А. Основы использования фильтрационных процессов в прискважинной зоне пласта при промыслово-геофизических исследованиях, М.:ВИЭМС, 1980, 48с.

40. Adolf В., Stoller С., Brade J., Melcher С., Vittachi A., Schnorr D. Оперативный контроль за насыщенностью коллектора при помощи прибора RST. // Нефтегазовое обозрение, Schlumberger, осень 1996г. Стр. 38-49

41. Аппаратура RST рекламный буклет Schlumberger, 2001г.

42. Badruzzaman A., Neuman С.Н., Adeyemo А. О., et. al. Progress and Future of Pulse Neutron Technology in Oil Field Management. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, September 27-30, 1998, SPE 49228).

43. Cowan P., Wrigth G.A. Investigations into Improved Methods of Saturation Determination Using Pulsed Neutron Capture Tools // SPWLA 40th Annual Logging Symposium, 1999.

44. Czubek J.A., Drozdowicz K. , Gabanska В., Igielski A., Krunicka E., Woznicka U. £a Laboratory Measurements For Geological Samples By Pulsed Method // SPWLA 36th Annual Logging Symposium, 1995

45. Dewan J. Т., Johnstone G. W., Jacobson L. A. e. a. Thermal Neutron Decay Time Logging Using Dual Detection. "SPWLA Fourteenth Logging Symposium", May 6-9, 1973, s. 1., s. a., p. 26 .

46. Hamada,G.M., Heikal, S.A., Gas Saturation Detection Model Applied To Heterogeneous Reservoir Using TDT // SPWLA 39th Annual Logging Symposium, 199891 .Hemingway J. H. Schlumberger. Personal Communication. 1995.

47. Jennings R.L., Weber G.A. Toward Fast Quantitative Modeling Of Pulsed Neutron Logging Tools // SPWLA 36th Annual Logging Symposium, 1995

48. Kotchovian V.Y. Revisiting the Neutron Capture Equation: a New Rock Perspective VS. the Traditional Fluid Perspective // SPWLA 38th Annual Logging Symposium, 1997.

49. Medhat W. Mickael (Baker Atlas) A New Algorithm for Correcting Neutron Decay Logs for Borehole and Diffusion Effects.- The Log Analist, vol. 40, No 6, 1999, p. 471-478.

50. Neuman C.H. 1993 SPWLA 34th Annual Logging Symposium. June 1316

51. Odom R.C. , Bailey S.M., Wilson R.D. Pulsed Neutron Density Measurements: Modeling the Depth Of Investigation and Cased-Hole Wellbore Uncertainties // SPWLA 40th Annual Logging Symposium, 1999.

52. Pontecorvo B. Neutron Well Logging. "Oil and Gas J.", 1941, vol. 40, No 18, p. 32-33.

53. Sanni M.L., McFadden S., Wanjau P., Silipingo L., Roscoe B. Effective Pulsed-Neutron Logging in Both Tubing and Casing Fot Brown Fields // SPWLA 40th Annual Logging Symposium, 1999.

54. Schultz W.E., Smith H.D., Verbout J.L., Bridges J.R., Garcia G.H., Experimental Basis For A New Borehole Corrected Pulsed Neutron Capture Logging System (TMD) // Transactions Of The SPWLA Twenty-Fourth Annual Logging Symposium, Houston, Texas, 1983

55. Smith H.D., Dan Jr., Harold M.A., Peelman E. Applications Of A New Borehole Corrected Pulsed Neutron Capture Logging System (TMD) //Transactions Of The SPWLA Twenty-Fourth Annual Logging Symposium, Houston, Texas, 1983

56. Tittle C. W., Yumans A. H. The Neutron Lifetime Log. "Oil and Gas J.", 1964, vol. 62, No 36, p. 165-168.

57. Tittle C. W., Crawford G. W. Measuring the Neutron Cross Section of Rocks. SPWLA, XXV, 1984.

58. Tittman J., Nelligan W. Laboratory Stadies of a Pulsed Neutron Sourse Technique in Well Logging. "J. of Petr. Tech.", 1960, vol. 12, No 7, p. 6366 .

59. Wahl J. S., Nelligan W. В., Frentrop A. H. e. a. The Thermal Decay Time Log. " J. Soc. Petr. Eng.", 1970, vol. 10, No 4, p. 365 - 378.

60. Williams M.M.R. Effective diffusion coefficients in heterogeneous media. J. Nucl. Energy, v.26, pp. 189-209, 1972.1. Q ^