Разработка автоматизированной методики комплексной интерпретации данных ГИС применительно к сложным карбонатным коллекторам тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.12, кандидат технических наук Лопатин, Александр Юрьевич

• Лопатин, Александр Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лопатин, Александр Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИИ ПО КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ГИС

1.1 Комплексные автоматизированные системы обработки и интерпретации данных ГИС

1.2 Программы для эвм, реализующие методики геологической интерпретации данных ГИС

1.3 Современные методики интерпретации данных ГИС, предложенные отечественными и зарубежными исследователями в последние годы

1.4 Выводы по главе

ГЛАВА 2. МНОГОМЕРНЫЕ МОДЕЛИ ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕЖДУ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ПРОДУКТИВНЫХ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СЛОЖНОГО ТИПА

2.1.Выбор оптимального набора характеристик продуктивных карбонатных отложений

2.2 Модели, описывающие взаимосвязи между геофизическими характеристиками и «базовыми» свойствами продуктивных отложений (модели решений прямых петрофизических задач)

2.3 Определение типа пустотного пространства породы

2.4 Модели, описывающие взаимосвязи между «базовыми» свойствами продуктивных отложений (модели - «связки»)

2.5 Взаимосвязи остаточных водо- и нефтегазонасыщенности с открытой пористостью, глинистостью и карбонатностью

2.6 Модель гидрофобизации

2.7 Модели абсолютной, эффективных и фазовых проницаемостей

2.8 Использование универсалных критериев выделения коллекторов

2.9 Модели текущего и конечного коэффициентов вытеснения нефти и газа

2.10 Выводы по главе

ГЛАВА 3. АЛГОРИТМ И ПРОГРАММА "КАРБОНАТЫ-2000"

3.1. Алгоритм программы "карбонаты - 2000" для неполного комплекса ГИС

3.2 Алгоритм программы "карбонаты - 2000" для полного комплекса ГИС

3.3 Описание программы "карбонаты 2000"

3.4 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ОПРОБОВАНИЕ АЛГОРИТМА И ПРОГРАММЫ «КАРБОНАТЫ-2000»

4.1 Опробование отдельных моделей петрофизических взаимосвязей на материалах керна

4.2 Опробование программы «карбонаты-2000»

4.3 Выводы по главе

ВЫВОДЫ И ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОИ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка автоматизированной методики комплексной интерпретации данных ГИС применительно к сложным карбонатным коллекторам»

Актуальность работы. Эффективность изучения продуктивных карбонатных отложений по скважинным данным, в том числе по данным геофизических исследований скважин при поисках и разведке месторождений нефти и газа существенно ниже, чем терриген-ных отложений. Можно указать две причины такого положения дел.

Во-первых, продуктивные карбонатные отложения намного сложнее терригенных. Зачастую они имеют сложный литологический состав. Их пустотное пространство, в отличие от терригенных пород, имеющих обычно только межгранулярные поры, представлено также трещинами и кавернами.

Во-вторых, в связи с их сложным строением для их изучения необходим более полный комплекс ГИС и соответствующие этому комплексу общие модели петрофизических взаимосвязей, учитывающие все существенные факторы, влияющие на фильтрационно-емкостные характеристики карбонатных отложений и измеряемые геофизические величины.

Поэтому проблема совершенствования комплекса геофизических исследований и методик комплексной интерпретации данных ГИС применительно к сложным карбонатным отложениям является весьма актуальной.

Цель работы. Разработка автоматизированной методики комплексной интерпретации данных ГИС для сложных карбонатных отложений. Сложными будем считать карбонатные отложения, имеющие сложный литологический состав и сложную структуру пустотного пространства.

Основные задачи исследований. Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

• расширение набора характеристик сложных продуктивных карбонатных отложений для решения задач поисков и разведки залежей нефти и газа по данным ГИС;

• формирование общих моделей петрофизических взаимосвязей и их объединение в систему, с помощью которой можно было бы оценивать по данным ГИС рекомендованный расширенный набор характеристик сложных продуктивных карбонатных отложений;

• разработка автоматизированной методики комплексной интерпретации данных ГИС, позволяющей а) оценивать рекомендованный расширенный набор характеристик продуктивных карбонатных отложений и б) с помощью этого набора повысить эффективность решения задач комплексной интерпретации данных ГИС при поисках, разведке и разработке месторождений нефти и газа.

• опробование разработанной методики на фактических материалах.

При решении указанных задач широко использовались результаты изучения многомерных моделей петрофизических взаимосвязей и создания методик интерпретации данных ГИС в карбонатном разрезе, полученные отечественными и зарубежными исследователями: В.Н. Дахновым., С.Г. Комаровым., И.Е.Эйдманом, Б.Ю. Венделыптейном, В.М. Добрыниным, М.М. Элланским, Я.Н. Абдухаликовым, Г.А. Арчи, Я.Н. Васиным, Л.П. Брагиной, М.Р.Вилли, И.П. Дзебанем, Г.Г. Доллем, Г.М. Золоевой, Н.З. Заляевым, В.П. Иванкиным, В.Ф. Козяром, Ф.Ф. Котяховым, A.M. Нечаем, Л.И. Орловым, H.A. Перьковым, С.Г. Пирсоном, Е.А. Поляковым, A.B. Ручкиным, В.В. Стрельченко, Б.И. Тульбовичем, Н.В. Фармано-вой, М.Д Шварцманом, Г.А. Шнурманом и др.

Научная новизна.

• Предложен расширенный набор характеристик продуктивных карбонатных отложений, который а) может быть оценен по данным ГИС и б) позволяет более эффективно решать задачи комплексной интерпретации данных ГИС.

• Сформирована система общих моделей петрофизических взаимосвязей для комплексной интерпретации данных ГИС, позволяющая оценивать по данным ГИС предложенный диссертантом расширенный набор характеристик продуктивных карбонатных отложений. В эту систему вошли как модели, созданные отечественными и зарубежными исследователями, так и собственные разработки диссертанта.

• Разработана автоматизированная методика комплексной интерпретации данных ГИС применительно к сложным карбонатным отложениям, реализованная в алгоритме и программе "Карбонаты-2000".

Практическая ценность.

• Автоматизированная методика комплексной интерпретации данных ГИС, реализованная в программе «Карбонаты-2000», может быть использована на всех стадиях освоения месторождений нефти и газа, позволяя:

1. Повысить эффективность решения поисково-разведочных задач: а) выделения коллекторов, б) оценки вида получаемой из них продукции (безводные нефть и (или) газ, нефть и газ с водой, вода без нефти (газа), в) прогноза фазовых проницаемостей и дебитов нефти, газа и воды с учетом степени гидрофобизации коллекторов,

2. Повысить эффективность геофизического контроля разработки месторождений, в том числе а) оценки текущего коэффициента вытеснения нефти (газа), б) количественного выделения трех стадий обводнения коллекторов, в) прогноза конечного коэффициента вытеснения нефти или газа,

3. Выделять перспективные объекты для последующего бурения горизонтальных скважин, а также проводить геофизические исследования в вертикальных и горизонтальных обсаженных скважинах с целью более достоверной оценки работающих и заводненных толщин.

• Получаемые с помощью автоматизированной методики прогнозные оценки дебитов нефти и газа по данным ГИС могут быть сопоставлены с фактическими дебетами, в результате чего появится возможность более обоснованно принимать решения о целесообразности проведения мероприятий по интенсификации притока из пласта.

Апробация работы.

1. Основные положения диссертации докладывались на третьей всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России (Москва. 1999) и на XV Губкинских чтениях (Москва. 1999).

2. Программа «Карбонаты-2000» передана для опробования и внедрения в тематическую партию по подсчету запасов «РРК- Самара», в фирму «Пангея», а также передана для опробования в Научный Центр при Китайском Нефтяном Университете (г.Пекин).

3. Программа «Карбонаты -2000» используется в учебном процессе: а) в курсе «Компьютерное моделирование и современные компьютерные технологии» для студентов-геологов, б) в курсе «Трудноизвлекаемые запасы нефти и газа» для магистрантов направления 553200, в) в УИЦ при РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина для специалистов производственных предприятий по направлениям: «Трудноизвлекаемые запасы нефти и газа» и «Подготовка необходимого и достаточного объема геологической информации для создания надежных систем разработки нефтяных и газовых месторождений».

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения. Общий объем составляет 126 страниц, включая, 48 рисунков, 3 таблицы, список литературы 75 наименований. В основу диссертационной работы положены результаты исследований, выполненных

Заключение диссертации по теме «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых», Лопатин, Александр Юрьевич

Основные результаты, полученные автором настоящей работы, сводятся к следующему.

1. Предложен расширенный набор характеристик сложных карбонатных отложений, с помощью которого можно повысить эффективность решения «старых» задач комплексной интерпретации данных ГИС (выделение коллектора, оценка характера его насыщения, оценка открытой пористости, нефтегазонасыщенности, глинистости и литологического состава породы), а также ставить и решать «новые» задачи (оценка коэффициента гидрофобизации, оценка характера притока из коллектора и т.д.).

2. На основе результатов, полученных отечественными и зарубежными исследователями, а также собственных разработок автора сформирована система многомерных математических моделей петрофизических взаимосвязей, позволяющая оценивать по данным ГИС предложенный расширенный набор характеристик сложных карбонатных отложений.

3. Создана автоматизированная методика комплексной интерпретации данных ГИС для сложных карбонатных отложений, реализованная в виде программы «Карбонаты -2000» для персональных компьютеров.

4. Методика опробована на фактических материалах ГИС (с учетом данных керна, результатов испытания пластов, а также геологических условий бурения скважин) на ряде отечественных и зарубежных месторождений с коллекторами, представленными сложными карбонатными отложениями. Результаты опробования положительные.

5. Автоматизированная методика передана для опробования и внедрения в ООО «Самара, фирму «Пангея», а также в Научный Центр по изучению нефтегазовых бассейнов и залежей при Пекинском Нефтяном Университете (КНР).

6. Эта методика используется в учебном процессе РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина и Учебного Центра при РГУ.

Защищаемые положения. В результате проделанной работы диссертант защищает следующие положения:

1. Системный подход к использованию петрофизических взаимосвязей при алгоритмизации методов решения задач комплексной интерпретации данных ГИС.

2. Сформированная система многомерных моделей петрофизических взаимосвязей для сложных карбонатных отложений позволяет расширить набор характеристик продуктивных отложений, оцениваемых по данным ГИС.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Лопатин, Александр Юрьевич, 2000 год

1. Автоматизированная интегрированная информационно-обрабатывающая система для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин ГИНТЕЛ. Руководство пользователя. Тверь 1992г. С 5-18.

2. Вендельштейн Б.Ю. Ларионов В.В. Использование данных промысловой геофизики при подсчете запасов нефти и газа. М. "Недра" 1964.192с

3. Вендельштейн Б.Ю., Резванов P.A. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов. М. Недра 1978г.

4. Вендельштейн Б.Ю., Золоева Г.М., Царева Н.В,. Дахнов В.Н., Резванов P.A., Фарманова Н.В. Латышева М.Г. Дьяконова Т.Ф. Шварцман М.Д. Геофизтческие методы изучения подсчетных параметров при определении запасов нефти и газа. Недра 1985г.

5. Геологическое строение Оренбургского газоконденсатного месторождения и перспективы дальнейших геологических работ.И.А Шпильман, С.П. Максимов, A.A. Воробьев -Геология нефти и Газа 1972г. №7

6. Геологические особенности газоконденсатных залежей Оренбургского месторождения. Реф. Сб. ВНИИЭГазпрома, сер. Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений. №10, 1972.

7. Геофизические исследования коллекторов сложного типа. Ильинский В.М. Лимбергер Ю.А. М., Недра., 1977г.

8. Геология нефти и газа и нефтегазоносные провинции. Под редакцией Э.А. Бакирова и В.И. Ларина М. 1998г.

9. Геология, разведка и разработка газовых и газоконденсатных месторождений. Васильев В.Г. Дюков Л.М. Кузьмина О.А 1972г.

10. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов. Б.Ю. Вендельштейн Р.А Резванов М., Недра, 1978г.

11. Дахнов В.Н. Геофизические методы определения коллекторских свойств и нефтенасыщения горных пород. "Недра", 1975г, 345с., с ил.

12. Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скажин. М., "Недра", 1972., 365с. с ил.

13. Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин М. Недра, 1982г.

14. Добрынин В. М. Определение пористости карбонатных пород по ультразвуковому методу. -Геология нефти и газа 1972г. № 3

15. Добрынин В.М, Венделыптейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизика. М. Недра 1991г.

16. Добрынин В. М. Физические свойства пород-коллекторов нефти и газа в пластовых условиях. Автореф. дис. на соискание учен, степени д-ра геол.-минералог. наук. М., МИНХиГП, 1968. 25 с.

17. Добрынин В.М. Венделыптейн Б.Ю. Резванов P.A. Африкян А.Н. Промысловая геофизика М., Недра, 1986.

18. Еникеев Б.Н. Использование априорных геологических сведений при интерпретации данных каротажа. Математические методы идентификации моделей в геологии. Сб докладов МОИП М., Наука, 1983г.

19. Золоева Г.М., Фарманова Н.В. Изучение карбонатных коллекторов методами промысловой геофизики М., Недра, 1977.

20. Интерпретация результатов геофизических исследований нефтяных и газовых скважин. Под редакцией В.М. Добрынина М., Недра, 1988.

21. Исследование связи между параметром насыщения и коэффициентом водонасыщения для полимиктовых песчаников и алевролитов месторождения Узень и Жебытай. Венделыптейн Б.Ю. Горбенко A.C. М., "Недра", 1969 33-40с. с ил.

22. Исследование свойств связанной воды и двойного электрического слоя системы "глина -раствор" изд. Злочевская Р.И. Зиангиров P.C. Сергеев Е.М. МГУ 1970. С. 102-137 с ил.

23. Б.Л.Александров. Изучение карбонатных коллекторов геофизическим методами 1979г.

24. Изучение типов карбонатных коллекторов и их газонефтенасыщенности по геолого-геофизическим исследованиям скважин Оренбургского месторождения. Вариничева Н.И. Автореф.дисс.канд.г.-м.наук, М. ВНИИГаз 1973г.

25. Исследование трещиноватости горных пород и трещинных коллекторов нефти и газа JI. Недра, 1964г., 26С.

26. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин Справочник, М. Недра 1988г.

27. Ингерман В.Г. Автоматизированная интерпретация результатов геофизических исследований скважин. М., Недра, 1981г. 224с.

28. Берман Л.Б. Нейман B.C. Исследование газовых месторождений и подземных хранилищ газа методами промысловой геофизики. М., Недра, 1972г.

29. Арчи. Г. Классификация пористых карбонатных пород и их коллекторские свойства. Гостоптехиздат, 1957г.с.8-26

30. Карбонатные породы. Генезис, распространение, классификация. Т.1 под ред. Дж.Чилингара Г.Биссела, Р. Фейрбриджа, пер с анг. М., "Мир", 1970г.

31. Кобранова В.Н. Петрофизика. М., Недра, 1986г.

32. Косков В.Н. Требования к машинной интерпретации данных ГИС в связи с задачами рационального использования геологической среды. Геологическая среда и рациональное использование минеральных ресурсов Пермской области Сб. докл. Пермь 1986г. С31-32.

33. Кузняный В. А., Коба В. Н., Степанова Л. Н. Опыт работы по изучению карбонатных отложений Белорусской ССР методами промысловой геофизики. Минск, изд. Белорусок. НИИНТИ, 1972. 46 с. с ил.

34. Кинзикеев А. Р. Методы комплексного исследования нефтеносности карбонатных отложений. Под ред. М. Ф. Мирчинка. М., «Недра», 1972.

35. Латышева М.Г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических исследований скважин.М., Недра, 1991г.

36. Латышева М.Г. Венделыптейн Б.Ю. Тузов В.П. Обработка и интерпретация материалов геофизических исследований скважин. М., Недра, 1990г.

37. Латышева М.Г, Дьяконова Т.Ф. Достоверность геофизической и геологической информации при подсчете запасов нефти и газа М., Недра, 1986г.

38. Методика поисков и разведки месторождений нефти и газа в Якутии. Якутск 1991г.

39. Лукьянов Э.Е. Стрельченко В.В. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. Москва. Нефть и Газ. 1997г.

40. Марьенко H.H. Разработка способов контроля обводнения газоносных карбонатных отложений нейтронными методами, дисс. на соиск. учен. степ. канд. геол.-минер. наук. М. 1984г.С154

41. Методическое руководство по оценке текущей, остаточной нефтенасыщенности и коэффициентов вытеснения заводненных пластов в бурящихся скважинах. РД.№39. М. ВИЭМС. 1979г.

42. Нефте-газонасыщенность ловушек органогенного типа. А.А.Аксенов И.К. Королюк Г.Н.Гогоненков Б.Ю.Венделыптейн А.А.Новиков В.П. Филиппов

43. Алиев З.С. Шеремет. В.В. Определение производительности горизонтальных скважин вскрывшие газовые и газонефтяные пласты. М., 1994г.

44. Остаточная водонасыщенность карбонатных пород коллекторов порового типа. Реф.сб. ВНИИЭГазпрома "Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений" №6 1969.

45. Орлов Л.И. Исследования полной и открытой пористости карбонатных пород в кн.: Припятская впадина. Геофизические исследования скважин. Минск., 1976г.

46. Басин Я.Н., Новгородов В.А., Петерсилье В.И. Оценка подсчетных параметров газовых и нефтяных залежей в карбонатном разрезе по геофизическим данным. М. Недра. 1987г.

47. Т.Ф. Дьяконова. Применение ЭВМ при интерпретации данных геофизических исследований скважин. М.,"Недра", 1991

48. Пирсон С. Дж. Учение о нефтяном пласте. Под ред. Н. Н. Кусакова. М., Гостоптсхиздат, 1961. 570с. сил.

49. Пирсон С. Дж. Справочник по интерпретации данных каротажа. Пер. с англ. М., «Недра», 1966.413 с. сил.

50. Дарахвелидзе П., Марков Е. .Программирование в Дельфи.

51. Применение математических методов и ЭВМ при поиске полезных ископаемых. Сборник научных трудов, под ред. Воронина Ю.А. Новосибирск 1980г.

52. Расчетные модели применительно к месторождениям типа Оренбургского. Обзор инф. ВНИИЭГазпрома, сер. С.Н. Закиров, В.З. Баишев, В.И.Коломоец, O.A. Поваренко. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. №7 1981г.

53. Стрельченко В.В. Основы комплексирования геофизических, геолого-технических и петрофизических исследований при нефтегазопоисковых работах на арктическом шельфе. Дисс.на соискание уч.степен.док.техн.наук МИНГ им И.М. Губкина 1990г.

54. Систематизированный анализ каротажных диаграмм в песчано-глинистых отложениях. А. Пупон, С. Клавье, Ж. Демануар, Р. Геймар, А. Миск.

55. Севастьянов О.М, Головастое Д.С. Газоотдача коллекторов Оренбургского месторождения при обводнении. Обз.инф. ВНИИЭГазпрома, сер. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. №5 1981г.

56. Состояния и пути использования ЭВМ для интерпретации промыслово-геофизических данных. В.Н. Боганик, А.З. Горин, A.C. Кашик. ВНИИОЭНГ 1974г., С102.

57. Дебранд Р. М. Теория и интерпретация результатов геофизических методов исследования скважин. "Недра", 1972.

58. Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И Физика нефтяного и газового пласта. М.,Недра, 1982г.

59. Элланский М.М. Петрофизические связи и комплексная интерпретация данных промысловой геофизики. М., "Недра", 1978.

60. Элланский М.М. Использование современных достижений петрофизики и физики пласта при решении задач нефтегазовой геологии по скважинным данным. Москва, 1999г.

61. Элланский М.М Еникеев Б.Н. Использование многомерных связей в нефтегазовой геологии М., Недра, 1991г.

62. Элланский М.М. Садыков А. Применение математических методов и алгоритмизация в решении задач нефтегазовой геологии. М.,Недра., 1988г.

63. Список использованной литературы 125

64. Элланский М.М. Холин А.И Зверев Г.Н. Петров А.П. Математические методы в газонефтяной геологии и геофизике. М. Недра 1972г.

65. Application of Coriband technique to complex lithologies "Log analist",1972, vol XII, №1, p.19-36. Aut. A.W. Schmidt, A.G. Land, J.D. Yunker, E.C. Kilgore.

66. Application of Saraband sand-shale in Noth America "SPWLA Twelfth Annual Logging Symposium", May 2-5,1971, 23p., Aut. J.Ratcliff, W. Throop, F.Willams, J.Hall.

67. A Variable Cementation Exponent, M, for Fractured Carbonates. J.C. Rasmus Schlumberger Well Service Kansas Division.

68. Geoframe Petrophysycs. Schlumberger. Manual.

69. Элланский М.М Извлечение из скважинных данных информации для решения поисково-разведочных задач нефтегазовой геологии. М.,2000г.

70. Методические рекомендации по определению под счетных параметров залежей нефти и газа по материалам геофизических исследований скважин с привлечением результатов анализов керна, опробований и испытаний продуктивных пластов.Тверь, 1990г

71. Дорофеева Т.М. нефтегазоносность карбонатных коллекторов. М., Недра, 1978г.

72. Кристя Е.Е. Типы сложнопостроенных карбонатных карбонатных коллекторов девона нижнего Поволжья и геофизические методы их изучения.(на примере евлановско-ливенских отложений Памятно-Сасовского метсторождения) Геология нефти и газа. №3 2000г.