Оценка фильтрационных свойств нижнепалеозойских карбонатных пород на основе их литогенетической типизации по данным расширенного комплекса геолого-геофизических исследований: на примере месторождений вала Гамбурцева тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат геолого-минералогических наук Ботвиновская, Ольга Александровна

• Ботвиновская, Ольга Александровна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Ботвиновская, Ольга Александровна

Введение

1. Современное состояние проблемы определения фильтрационно-емкостных свойств карбонатных пород

1.1. Классификация и фациальные особенности карбонатных пород

1.2. Определение фильтрационпо-емкостных параметров карбонатных коллекторов по данным ГИС

1.2.1. Методы выделения коллекторов

1.2.2. Определение коэффициента пористости

1.2.3. Методы определения проницаемости

1.2.4. Методы изучения параметров трещиноватости

1.3. Методы выделения лито-фациальных комплексов по данным ГИС 21 Выводы

2. Геологическое строение месторождений вала Гамбурцева

2.1. Литолого-стратиграфическая характеристика отложений вала Гамбурцева

2.2. Тектоника

2.3. Условия осадконакопления нижнепалеозойских пород вала Гамбурцева, фациальное районирование и фильтрционно-емкостные свойства

2.4. Влияние вторичных процессов на формирование пустотного пространства 46 Выводы

3. Геолого-геофизические исследования нижнепалеозойских отложений вала Гамбурцева

3.1. Петрофизические исследования

3.1.1. Характеристика представительности кернового материала

3.1.2. Цитологический состав пород

3.1.3. Определение фильтрационно-емкостных свойств

3.2. Геофизические исследования скважин

3.2.1. Комплекс ГИС, оценка качества исследований

3.2.2. Методика интерпретации данных стандартного комплекса ГИС

3.2.3. Применение пластового электрического микросканера FMI

3.2.3.1. Описание метода 67 3.2.3.3. Изучение трещиноватости карбонатных пород

3.2.3.2. Сопоставление данных электрического микросканера с данными керна

Выводы

4. Методика литогенетической типизации разреза по данным ГИС

4.1. Установление литогенетических типов по данным FMI

4.2. Методика литогенетической типизации разреза по данным комплекса ГИС с применением методов математической классификации

4.2.1. Подготовка данных и оценка зависимости между типом пород и методами ГИС

4.2.2. Дискриминантный анализ

4.2.3. Регрессионные модели

4.3. Методика оценки фильтрационных свойств пород на основе их литогенетической типизации

Выводы

5. Результаты литогенетической типизации нижнепалеозойских пород Тимано-Печорской провинции и оценка их фильтрационных свойств

5.1. Месторождения вала Гамбурцева

5.2. Осовейское месторождение

5.3. Средне-Макарихинское месторождение 108 Выводы 108 Заключение 110 Список использованной литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка фильтрационных свойств нижнепалеозойских карбонатных пород на основе их литогенетической типизации по данным расширенного комплекса геолого-геофизических исследований: на примере месторождений вала Гамбурцева»

Актуальность исследований

Значительная доля мировых запасов нефти содержится в карбонатных коллекторах, развитых в широком стратиграфическом интервале во многих районах Земного шара.

При определении фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) карбонатного разреза по данным ГИС часто возникают трудности, обусловленные изменчивостью литологического состава, неоднородностью свойств коллекторов как по разрезу, так и по латерали, сложным строением порового пространства коллекторов, в котором наряду с межзерновыми порами почти всегда присутствуют трещины и каверны. Особенное значение имеет наличие трещиноватости, которая является причиной резкой неоднородности фильтрационных свойств карбонатных коллекторов.

Сложное строение продуктивных пластов обусловлено несколькими факторами. Во-первых, характерной чертой карбонатных пород является их значительная полифациальность, что связано с особенностями осадконакопления. Вторым фактором является сильная подверженность карбонатных пород постседиментационным преобразованиям, развитие которых, в свою очередь, во многом предопределяет первичная седиментационная структура карбонатных осадков, а также тектоническая обстановка на этапе катагенеза.

Задача достоверной оценки фильтрационных свойств карбонатных пород до сих пор остается актуальной и сложной и требует комплексного подхода к интерпретации геолого-геофизической информации, включающего предварительное детальное изучение их седиментационных особенностей, условий осадконакопления, а также унаследованных преобразований, обусловленных влиянием постседиментационных процессов.

Основной 1{елъю работы является разработка методики литогенетической типизации сложнопостроенных нижнепалеозойских карбонатных пород на примере месторождений вала Гамбурцева для повышения достоверности определения их фильтрационных свойств по данным ГИС.

Достижение данной цели связано с решением следующих основных задач:

1. анализ и обобщение имеющегося петрофизического материала, изучение геологогеофизических особенностей пород месторождений вала Гамбурцева;

2. уточнение петрофизических зависимостей с учетом литогенетической принадлежности пород;

3. определение комплекса ГИС для литогенетической типизации разреза;

4. разработка методики литогеиетической типизации пород по данным стандартного комплекса ГИС и специальных геофизических исследований;

5. апробация методики литогеиетической типизации пород по данным ГИС на нижнепалеозойских отложениях месторождений Тимано-Печорской провинции, анализ достоверности полученных результатов;

6. изучение влияния постседиментационных процессов на фильтрационно-емкостные свойства пород, анализ параметров трещиноватости.

Научная новизна работы:

1. Впервые по данным пластового электрического микросканера проведена литогенетическая типизации нижнепалеозойских пород вала Гамбурцева.

2. Предложен и реализован способ определения литогенетических типов по данным комплекса ГИС с помощью математических методов классификации данных. Установлен комплекс методов ГИС для проведения литогенетичекой типизации разреза нижнедевонских карбонатных отложений.

3. С использованием предложенной методики построена цикло-фациальная модель Осовейского месторождения.

4. Проведено разделение петрофизической зависимости пористость-проницаемость с учетом фациальной неоднородности разреза, которое впервые позволила достоверно оценить проницаемость карбонатных пород по скважинам Тимано-Печорской провинции.

5. Показана эффективность применения пластового электрического микросканера для мониторинга рисков роста обводненности трещиноватых коллекторов с целью выбора оптимальной системы разработки месторождения.

Защищаемые положения:

1. Разработанная методика позволяет проводить разделение разреза на литогенетические типы пород и базируется на анализе данных пластового электрического микросканера, а также реализуется по данным традиционного комплекса ГИС (ГК, БК, НК и АК) с помощью методов математической классификации данных.

2. Литогенетическая типизация нижнепалеозойских пород вала Гамбурцева позволяет уточнить петрофизические зависимости между пористостью и проницаемостью, что повышает достоверность интерпретации материалов ГИС для построения геолого-гидродинамической модели.

3. Результаты апробирования предлагаемой методики лито генетической типизации пород на месторождениях вала Гамбурцева, а также Осовейском и Макарихинском месторождениях показали ее эффективность при построении цикло-фациальных моделей и уточнении фильтрационно-емкостных свойств нижнепалеозойских карбонатных отложений Тимано-Печорской провинции.

Практическая значимость работы и личный вклад автора

Исследования - анализ и уточнение петрофизических зависимостей, сравнительный анализ геолого-геофизического материала, а также интерпретация геофизических данных в более чем 100 скважинах с использованием предлагаемой методики и оценка достоверности полученных результатов - выполнены автором лично.

Предложенная в работе методика литогенетической типизации разреза позволила повысить достоверность оценки фильтрационно-емкостных свойств нижнепалеозойских пород вала Гамбурцева. Наиболее значимым практическим результатом является возможность определения проницаемости сложнопостроенных карбонатных коллекторов. Кроме того, полученная в результате литогенетической типизации модель цикло-фациального расчленения разреза позволяет установить закономерность распределения коллекторов с различной структурой порового пространства. Все это повышает степень достоверности гсолого-гидродинамических моделей, что необходимо для формирования оптимальной системы разработки месторождения.

Разработанная методика комплексной интерпретации геолого-геофизичсских данных нижнепалеозойских отложений находит применение при исследовании разрезов Тимано-Печорской провинции, близких по условиям осадконакопления.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались на XV и XVI Международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (г. Москва, 2008г. и 2009г.), I и III Всероссийских научно-практических конференциях «ГеоПерспектива» (г. Москва, 2007г. и 2009г.), научно-практичеких конференциях ОАО «НК «Роснефть», в частности II научно-практической конференции «Математическое моделирование и компьютерные технологии в разработке месторождений» (г. Уфа, 2009г.), научно -практической конференции «Геологическое моделирование на базе комплексного исследования керна - основа проектирования эффективной разработки месторождений нефти и газа» (Томск, 2007г.), на семинарах кафедры геофизических методов исследования земной коры геологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Публикации

Основные положения диссертации и результаты исследований по различным направлениям работы изложены в 11 публикациях, из них 3 - в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа общим объемом 120 страниц состоит из введения, пяти глав и заключения, иллюстрирована 64 рисунками. Список использованных литературных источников составляет 103 наименования, в том числе 19 на иностранных языках.

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Ботвиновская, Ольга Александровна

Выводы

В данной главе приведены некоторые результаты уточнения фильтрационно-емкостных свойств, выполненные на основе проведения литогенетической типизации нижнепалеозойских отложений месторождений вала Гамбурцева, а также некоторых других месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.

Приведенные примеры позволяют говорить о достоверности результатов применения разработанной методики литогенетической типизации и существовании возможности ее использования с целью уточнения ФЕС пород, а иногда и в качестве единственного способа определения проницаемости карбонатных пород. о о

Заключение

В диссертации представлена разработка и апробация методики оценки фильтрационных свойств нижнепалеозойских карбонатных пород на основе их литогенетической типизации по данным расширенного комплекса геолого-геофизических исследований на примере месторождений вала Гамбурцева, а также некоторых других месторождений Тимано-Печорской НГП.

В результате проведенных исследований получены следующие основные выводы:

1. Показано, что различия проницаемостей разных литогенетических типов пород, выделенных в нижнепалеозойских отложениях месторождений вала Гамбурцева, при одних и тех же значениях коэффициента пористости могут достигать более двух порядков, кроме того, выявлено существование собственных корреляционных зависимостей Knp=f(Kn) для каждого литогенетического типа. Это говорит о необходимости учета генетической принадлежности пород при интерпретации материалов ГИС, что повышает достоверность геолого-гидродинамической модели месторождения.

2. В качестве основного метода для проведения литогенетической типизации разреза в расширенном комплексе ГИС предложено использование пластового электрического микросканера. Детальное сопоставление результатов послойного литогенетического описания керна и фотографий керна различных типов пород с динамическим и статическим имиджами FMI позволило выделить признаки, отвечающие различным типам пород.

3. Показана эффективность применения пластового электрического микросканера для анализа фильтрационной неоднородности месторождений вала Гамбурцева, связанной с тектоническими особенностями региона. Предложено использовать наблюдения электрическим сканером для мониторинга рисков роста обводненности трещиноватых коллекторов и планирования оптимальной системы разработки месторождения.

4. Показано, что для определения литогенетических типов пород в скважинах, где имеется только стандартный комплекс ГИС, можно использовать математические методы классификации данных. Выделение литогенетических типов пород по данным ГИС реализовано с помощью регрессионных моделей, построенных и протестированных на эталонных скважинах с керновым материалом и на скважинах с типизацией, проведенной по данным FMI.

5. В результате применения различных методов математической классификации установлено, что по данным стандартного комплекса ГИС породы нижней литорали и мелкой сублиторали плохо разделимы, поэтому для классификации они объединены.

Точность классификации, которую дает построенная регрессионная модель, достигает 80%.

6. Сформулирована общая схема оценки фильтрационных свойств, включающая методику литогенетической типизации пород по данным расширенного комплекса ГИС. Апробация предлагаемой методики на нижнепалеозойских отложениях месторождений Тимано-Печорской провинции показала ее эффективность как для восстановления условий формирования отложений с построением цикло-фациальных моделей, так и для оценки проницаемости с высокой степенью достоверности, что особенно актуально для сложнопостроенных карбонатных коллекторов изучаемого разреза.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Ботвиновская, Ольга Александровна, 2009 год

1. Абдрахманова Л.Г. «Применение высокотехнологичных методов каротажа Шлюмберже на Приобском месторождении Западной Сибири». Международная Научно-практическая конференция Интенсификация добычи нефти. Томск, 2004.

2. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Исследование зависимостей: Справ, изд. М.: Финансы и статистика, 1985. -487 с.

3. Александров Б.Л. Изучениекарбонатных коллекторов геофизическими методами. М., Недра, 1979.

4. Ампилов Ю.П., Артс Р. Применение анализа сейсмических параметров для характеристики природных резервуаров углеводородов. Мурманск, Изд-во «Север», 2000.-140 с.

5. Ахметов В.Н. Фильтрационная модель порово-трещинно-кавернозного коллектора как функция структурно-генетического типа пород. Георесурсы. №1. М., 2008.

6. Ахметов В.Н., Асклу А., Дияшев Р.Н., Хусаинов В.М. Идентификация фильтрационных свойств неоднородных коллекторов по результатам геофизических исследований скважин. Каротажник., №11. Тверь, 2004. стр. 121-133.

7. Багринцева К.И. Условия формирования и свойства карбонатных коллекторов нефти и газа. М.,РГГУ, 1999.

8. Багринцева К.И., Белозерова Г.Е., Вендельштейн Б.Ю., Шершуков И.В. Исследование и оценка карбонатных коллекторов сложного строения. ЦП КТТО. М., 1985.

9. Байков В.А., Борисов Г.А., Верхотурова О.М., Надеждин О.В. Современные методы анализа геофизических исследований скважин. Вестник Роснефти. №1. М., 2007. Стр. 27-31.

10. Ботвиновская О. А. Многоскважинная обработка данных ГИС на примере карбонатных коллекторов Тимано-Печорской НГП. Тезисы I Всероссийской научно-практической конференции «ГеоПерспектива-2007». М., 2007. Стр. 14-15.

11. Ботвиновская О. А. Оценка проницаемости карбонатных пород на основе расширенного комплекса ГИС и данных керна на примере месторождений вала Гамбурцева. Тезисы III Всероссийской научно-практической конференции «ГеоПерспектива-2009». М., 2009. Стр. 36.

12. Ботвиновская О.А. Способ определения коэффициента нефтенасыщенности карбонатных коллекторов месторождений вала Гамбурцева. Тезисы XV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2008". М., 2008.

13. Ботвиновская О.А., Ганичев Д.И., Меркушкина Ю.В., Никулин Б.А. Методика определения проницаемости карбонатных пород с учетом их фациальной неоднородности. Нефтяное хозяйство, №11. М., 2008. Стр.10-13.

14. Булгаков С.В. Петрофизическое обеспечение интерпретации ГИС в сложнопостроенных коллекторах на примере силурийских отложений Тимано-Печорской провинции. Автореферат на соискание степени к. г.-м. наук. Ухта, 1997.

15. Вахромеев Г.С., Ерофеев Л.Я., Канайкин B.C., Номокопова Г.Г. Петрофизика: учебник для вузов. Томск, Изд-во Том. Уни-та, 1997. 462с.

16. Ганичев Д.И., Томилина О.А., Хамитов И.Г., Савичев К.С. Эффективность применения пластового электрического микросканера на Хасырейском месторождении. Нефтяное хозяйство, №3. М., 2006. Стр.90-92.

17. Голф-Рахт Т.Д. Основы нефте-промысловой геологии и разработки трещиноватых коллекторов. М., Недра, 1986. 608 с.

18. Губерман Ш.А. Решение геологических задач с помощью программ распознавания. Автореферат на соискание ученой степени д-ра техн. наук. М., 1967. 24с.

19. Губерман Ш.А., Овчинникова М.И. Некоторые возможности использования статистических характеристик геологических разрезов. Изв. АН СССР. Сер. Геофиз. 1964. №7. С. 87-94.

20. Дедеев В. А. Тектоническая карта Печорской плиты / В. А. Дедеев, В. В. Юдин, В. И. Богацкий В. И. и др.. Сыктывкар, Коми НЦ УрО РАН, 1985.

21. Добрынин В.М. Изучение пористости сложных карбонатных коллекторов. Геология нефти и газа. №5. М., 1991. С. 30-34.

22. Добрынин В.М., Венделынтейн Б.Ю., Резванов Р.А., Африкян А.Н. Геофизические исследования скважин. М., изд. «Нефть и газ», 2004г.

23. Ефимов А.Е., Савичев К.С., Меркушкина Ю.В., Ботвиновская О.А. Особенности геологического моделирования карбонатных отложений на примере Хасырейского месторождения. Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть», №3. М., 2007. Стр.6-12.

24. Жемчугова В.А. Карбонатные комплексы палеозоя Печорского нефтегазоносного бассейна (строение, условие формирования, прогноз природных резервуаров). Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук. Сыктывкар, 1999.

25. Жемчугова В.А. Природные резервуары в карбонатных формациях Печерского нефтегазоносного бассейна. М., Издательство МГГУ, 2002. 243 с.

26. Жемчугова В.А., Мельников С.В., Данилов В.Н. Нижний палеозой Печорского нефтегазоносного бассейна (строение, условия образования, нефтегазоносность). М., Издательство Академии горных наук, 2001. 110с.

27. Заляев Н.З. Комплексная интерпретация геофизических параметров функциональными преобразованиями с помощью ЭВМ. Минск, БелНИГРИ, 1981. 149 с.

28. Золоева Г.М., Фарманова Н.Ф. Применение акустического метода для изучения карбонатных пород. Обзорная информация. Серия «Нефтегазовая геология и геофизика». М., ВНИИОЭНГ, 1981. 60 с.

29. Золоева Г.М., Фарманова Н.В., Царева Н.В., Куликов Б.Н., Силина JI.B. Изучение карбонатных коллекторов методами промысловой геофизики. М., Недра, 1977.

30. Изотова Т.С. Седиментологический каротажный анализ — основа прогнозирования геологических разрезов // Доклады АН УССР, 1986.—№ 10.

31. Ильин В.Д., Фортунатова Н.К. Методы прогнозирования и поисков нефтегазоносных рифовых комплексов. М. Недра, 1988. 201с.

32. Итенберг С.С., Шнурман Г.А., Интерпретация результатов каротажа сложных коллекторов. М., Недра, 1984

33. Косентино JI. Системные подходы к изучению пластов. Москва-Ижевск, Институт компьютерных исследований, 2007. 374с.

34. Котова В.З., Moop Н.А., Ширяева А.С., Шакирова Г.В., Хальзов А.А. Повышение достоверности оценки проницаемости терригенных коллекторов с помощью выделения фаций. Нефтяное хозяйство. №1. М., 2009. С. 20-23.

35. Латышева М.Г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических методов исследования скважин. М., Недра, 1981. 180 с.

36. Литолого-петрофизические исследования керна с обоснованием параметров для подсчета запасов по месторождениям вала Гамбурцева. М., ИГиРГИ, 2003.

37. Малышев Н. А. Тектоника, эволюция и нефтегазоносность осадочных бассейнов европейского севера России / Н. А. Малышев. Екатеринбург, 2002.

38. Мангазеев В.П., Белозеров В.В., Кошовкин И.Н., Рязанов А.В. Методика отображения в цифровой геологической модели литолого-фациальных особенностей терригенного коллектора. Нефтяной хозяйство, №5. М., 2006. С. 66-70.

39. Муромцев B.C. Электрометрическая геология песчаных тел литологических ловушек нефти и газа. М. Недра, 1984.

40. Никитин А.А. Теоретические основы обработки геофизической информации. М., Недра, 1986.

41. Отчет по подсчету запасов нефти и растворенного газа Хасырейского, Черпаюского и Нядейюского месторождений вала Гамбурцева. «РН-УфаНИПИнефть». Уфа, 2007.49