Разработка методики интерпретации результатов геофизических исследований скважин для геологического моделирования: на примере сложно построенных газонасыщенных терригенных отложений севера Западной Сибири тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат технических наук Зиновьева, Оксана Сергеевна

• Зиновьева, Оксана Сергеевна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зиновьева, Оксана Сергеевна

1. Развитие технологии автоматизированной интерпретации данных ГИС при детальном изучении геологического строения месторождений нефти и газа

2. Геологическое строение и петрофизические характеристики продуктивных отложений изучаемых объектов.

2.1. Условия осадконакопления.

2.2. Структурно-минералогический состав.

2.3. Петрофизические свойства пород коллекторов.

3. Развитие петрофизического обеспечения интерпретации данных ГИС в терригенных отложениях.

3.1. Технология интерпретации данных ГИС при оценке подсчетных параметров коллекторов.

3.2. Петрофизические основы технологии ТАВС.

3.3. Технология автоматизированной интерпретации данных ГИС ТАВС.

3.4. Адаптация методики ТАВС к геологическим условиям изучаемых месторождений.

3.4.1. Обоснование способа определения структурно-минералогической модели породы.

3.4.2. Обоснование модели электропроводности породы.

3.4.3. Петрофизическая модель аномалии ПС.

4. Определение фильтрационно-емкостных свойств по методике ТАВС, адаптированной к геологическим условиям продуктивных отложений.

4.1. Исходные данные по скважинам.

4.2. Технология обработки данных ГИС по скважине.

4.2.1. Технология введения поправки за газ в методы пористости.

4.2.2. Петрофизическая модель абсолютной проницаемости породы.

4.3. Сопоставление петрофизических характеристик пород по данным керна и результатам интерпретации данных ГИС.

5. Принципы геологического моделирования.

5.1. Общие положения.

5.2. Этапы построения геологической модели.

5.3. Обобщенная схема построения геологической модели.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики интерпретации результатов геофизических исследований скважин для геологического моделирования: на примере сложно построенных газонасыщенных терригенных отложений севера Западной Сибири»

Актуальность работы

При разведке и разработке месторождений нефти и газа для обобщенного представления о структурном и литологическом строении залежей углеводородов на нефтегазоконденсатных месторождениях широко применяется геологическое моделирование. Реализация такого подхода основано на использовании информации, которая формируется путем применения технологий сбора всей геолого-геофизической и промысловой информации, накапливаемой в процессе строительства скважин и эксплуатации месторождений углеводородов, а также реализации углубленной интерпретации данных ГИС, обеспечивающей максимальное извлечение геологической информации из материалов каротажа, являющейся базой создания достоверной геологической модели.

При обосновании методики интерпретации данных ГИС в конкретных геологических условиях необходимо создавать схемы обработки исходной геолого-геофизической информации, которые позволяют не только достоверно оценивать фильтрационно-емкостные свойства и газонефтенасыщенность пород коллекторов в разрезах скважин, но и восстанавливать литолого-фациальные характеристики отложений как вдоль стволов скважин, так и в пределах геологической толщи, вмещающей залежи углеводородов.

В настоящее время традиционно при геологическом моделировании используются методики интерпретации данных ГИС, ориентированные на подсчет запасов углеводородов в залежах. Такие методики обеспечивают определение только свойств пород-коллекторов и решают задачу определения объема и насыщенности интервалов коллекторов в разрезах скважин.

Геологическая модель, построенная по таким данным, во многих случаях не отражает реального строения месторождения.

Таким образом, в настоящее время приобрела актуальность задача развития методического обеспечения интерпретации данных ГИС, адекватного требованиям достоверного геолого-технологического моделирования месторождений газа, конденсата и нефти (нефтяных оторочек на газоконденсатных месторождениях). Наиболее остро эта проблема проявляется при исследовании месторождений газа, распространенных в терригенных отложениях полимиктового состава, насыщенных пресными пластовыми водами, типичными представителями которых служат меловые отложения севера Западной Сибири и в которых на свойства пород коллекторов оказывает существенное влияние неоднородное фазовое состояние углеводородов в залежах и изменение его в процессе разработки месторождений.

Целью работы является совершенствование технологии интерпретации газонасыщенных коллекторов по данным комплекса методов ГИС и петрофизических исследований, а также использование полученных данных для геологического моделирования на примере месторождений севера Западной Сибири.

Основные задачи исследования: ■S обоснование уровня интерпретации данных ГИС для геологического моделирования;

•S анализ петрофизического обеспечения и разработка совершенных принципов интерпретации данных; S изучение вопроса ввода поправок за газонасыщенность в методы пористости, в частности в нейтронный, акустический, плотностной каротажи;

•S определение проницаемости пород коллекторов с учетом изменяющейся структуры породы; S разработка принципов построения геологической модели залежи углеводородов с учетом данных о структурно-минералогическом строении и флюидальном насыщении пород коллекторов и их фильтрационных свойствах, определенных по данным ГИС.

Методы исследования.

В диссертационной работе использованы решения поставленных задач, включающих в себя разработку:

S углубленного подхода к интерпретации данных ГИС для оценки свойств геологических пород; принципов использования новой информации, полученной по данным

ГИС при геологическом моделировании.

Защищаемые положения

1. Основой развития технологии интерпретации данных ГИС для геологического моделирования залежей газа в терригенных полимиктовых отложениях севера Западной Сибири служит более полный учет в петрофизических моделях влияния структурно-минералогического строения пород коллекторов и составляющих фильтрационно-емкостных и флюидальных характеристик пород на параметры физических полей, регистрируемых методами каротажа.

2. Определение геологических характеристик пород по данным ГИС в объеме, необходимом для выполнения геолого-гидродинамического моделирования, базируется на созданном автором обобщенном алгоритме оценки структурного строения, ФЕС и газонасыщенности пород коллекторов.

3. Применение данных о детальных геологических характеристиках пород, определенных по данным ГИС, обеспечивает восстановление детерминированной геологической модели залежи углеводородов в терригенных отложениях севера Запанной Сибири.

Научная новизна

1. Автором впервые для изучаемого разреза севера Западной Сибири создан обобщенный алгоритм определения по данным ГИС, керна и другой информации структурного строения, ФЕС и газонасыщенности пород коллекторов для геологического моделирования. Этот алгоритм может быть применен и в других разрезах со сходными геологическими свойствами.

2. Автором применительно к продуктивным отложениям севера Западной Сибири разработана система петрофизических моделей, более полно учитывающих влияние структурно-минералогического строения пород коллекторов, их фильтрационно-емкостных свойств и изменяющуюся насыщенность их газом и водой на параметры физических полей, регистрируемых методами каротажа.

3. Уточнен способ учета влияния газонасыщения пород на показания методов АК, НК, ГГК-П при определении пористости продуктивных коллекторов.

4. Обоснован способ определения содержания в скелете терригенной полимиктовой породы алевритового компонента.

5. Разработана методика определения абсолютной проницаемости пород коллекторов по данным пористости и содержания в породе объема связанной воды.

6. Обоснованы методические подходы к построению геологической модели пород по данным, полученным при интерпретации данных ГИС.

Практическая ценность работы.

Разработанная автором технология интерпретации данных ГИС позволяет существенно повысить детальность и достоверность определяемых по данным каротажа геологических характеристик пород коллекторов в объеме, необходимом для выполнения высоко эффективного геолого-технологического моделирования месторождений газа и подсчёта запасов в условиях севера Западной Сибири.

Построенные автором геологические модели залежей продуктивных пластов в ряде месторождений (Ханчейское, Восточно-Таркосалинское, Тальниковое, Юрхаровское) использованы при составлении технологической схемы, проекта разработки месторождений севера Западной Сибири.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: Молодежной секции научно-практической конференции «Геомодель-2002», Москва; XVI Губкинских чтениях «Развитие газовой геологии — основа укрепления минерально-сырьевой базы», Москва, 2002г.; Молодежной секции научно-практической конференции «Геомодель-2003», Москва; Научной конференции аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников ВУЗов и научных организаций «Молодежная наука — газовому комплексу», Москва, 2004г; Молодежной секции научно-практической конференции «Геомодель-2004», Москва; XVI Губкинских чтениях «газовая геологическая наука - XXI век», Москва, 2004г.; 6-ой научно-технической конференция-выставки «Актуальные проблемы состояния и развития газового комплекса России», Москва, 2005г.; VII международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», МГГРУ, Москва, 2005 г.; Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые-наукам о Земле», МГГРУ, Москва, 2008г.; конференции «Современные геофизические и геоинформационные системы», посвященной 90-летию создания МГА-МГРИ-РГГРУ, МГГРУ, Москва, 2008г.

Публикации.

Основные положения опубликованы в 13 печатных работах.

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем работы - 94 страницы текста, 29 рисунков, 2 таблицы. Список литературы содержит 46 наименований.

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Зиновьева, Оксана Сергеевна

Выводы к главе

При построении геологических моделей существенно возрастает потребность в более полном извлечении геологической информации об исследуемом комплексе пород - как интервалов коллекторов, так и вмещающей среды, что дает возможность осуществлять исследование геологической модели среды в целом и выявлять в объеме пород геологические тела с различными структурно-минералогическими характеристиками, осуществлять литофациальный анализ пород и изучать их неоднородность. Такую возможность можно получить, используя технологию интерпретации, представленную в данной работе. Данная технология была применена на многих месторождениях севера Западной Сибири. Кроме этого, данная методика может быть адаптирована к многим другим залежам углеводородов.

Заключение

Условием достоверной оценки фильтрационно-емкостных свойств геологического разреза и создания объективной постоянно действующей геолого-технологической модели залежи углеводородов является максимально детальное определение геологической модели резервуара, содержащего эту залежь, на основе исследования структурно-минералогической и фациальной неоднородности изучаемого разреза, выделения в нем структурно и литологически однородных геологических тел и количественной оценки их емкостных и фильтрационных характеристик.

В ходе работы впервые для изучаемого разреза севера Западной Сибири:

1. Создан обобщенный алгоритм определения по данным ГИС, керна и другой информации структурного строения, ФЕС и газонасыщенности пород коллекторов для геологического моделирования. Этот алгоритм может быть применен и в других разрезах со сходными геологическими свойствами.

2. Разработана система петрофизических моделей, более полно учитывающих влияние структурно-минералогического строения пород коллекторов и их фильтрационно-емкостных свойств и флюидальную насыщенность, на параметры физических полей, регистрируемых методами каротажа.

3. Обоснован способ определения содержания в скелете породы алевритового компонента.

4. Уточнен способ учета влияния газонасыщения пород на показания методов АК, НК, ГГК-П при определении пористости продуктивных коллекторов.

5. Разработана методика определения абсолютной проницаемости пород коллекторов по данным пористости и содержания в породе объема связанной воды.

6. Обоснованы подходы к построению геологической модели пород по данным, полученным при интерпретации данных ГИС.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зиновьева, Оксана Сергеевна, 2008 год

1. Афанасьев B.C., Афанасьев С.В. Новая модель электропроводности терригенной гранулярной породы. Тверь: ГЕРС, 1993. - с. 53.

2. Афанасьев B.C., Афанасьев С.В., Афанасьев А.В. Способ определения геологических свойств терригенной породы в около скважинном пространстве по данным геофизических исследований разрезов скважин. Патент РФ № 2219337. 2003.

3. Афанасьев B.C., Афанасьев С.В. Система автоматизированной визуальной интерпретации результатов геофизических исследований скважин Gintel 2008. Руководство пользователя. 2008. -950 с.

4. Афанасьев B.C., Антонович А.А. Направления развития технологии интерпретации материалов геофизических исследований // Материалы научно-практической конференции. В сб. "Гальперинские чтения". М. 2002. -С. 123-126.

5. Афанасьев B.C., Афанасьев С.В. Отчет о научно-исследовательской работе "Развитие технологии автоматизированной интерпретации данных ГИС поисково-разведочных скважин (Gintel 97)". Договор ОАО "Сургутнефтегаз" № 5. 65-01, 2001.

6. Афанасьев B.C., Шнурман Г.А., Терентьев В.Ю. Методика оценки пористости и компонентного состава песчано-алеврито-глинистых пород по промыслово-геофизическим данным // В сб. Промысловая геофизика. Уфа. 1975. вып. 5. с. 88-94.

7. Автоматизированная обработка данных геофизических и геолого-технологических исследований разведочных скважин и подсчет запасов нефти и газа с применением ЭВМ // Сборник статей. Калинин. 1989.

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

9. Булыгин В.Я., Булыгин Д.В. Имитация разработки залежей нефти. М.: Недра. 1990.

10. Венделылтейн Б.Ю. О связи между параметром пористости, коэффициентом поверхностной проводимости, диффузионно адсорбционными свойствами терригенных пород. М.: Гостоптехиздат. Труды МИНХ и ГП. 1960. Вып. 31.-е. 16-30.

11. Венделылтейн Б.Ю. Исследование разрезов нефтяных и газовых скважин методом собственных потенциалов. М.: Недра. 1966.

12. Венделылтейн Б.Ю., Золоева Г.М., Царева Н.В. Геофизические методы изучения по счетных параметров при определении запасов нефти и газа». М.: Недра. 1985.

13. Венделылтейн Б.Ю., Резванов Р.А. Геофизические методы определения параметров газовых коллекторов. М.: Недра. 1978.

14. Галлеев Р.Г. Повышение выработки трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья. М. КУбК-а. 1997.

15. Гутман И.С. Подсчет запасов нефти, газа, конденсата и содержащихся в них компонентов. -М.: Недра, 1989.

16. Добрынин В.М., Венделылтейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизика. Учеб. Для ВУЗов, -М.: Недра, 1991 г., 368 е.: ил.

17. Ефремова С.В., Стафеев К.Г. Петрохимические методы исследования горных пород. М.: Недра, 1985. - 511 с.

18. Зиновьева О.С. Анализ данных керна и методов ГИС продуктивных пластов юрских отложений для обоснования единой ГДС на примере Тальникового месторождения // Молодежная секция научно-практической конференции Геомодель-2004. М., 2004. - с. 14-15.

19. Зиновьева О.С. Обоснование методики количественной интерпретации ГИС продуктивных отложений юры Тальникового месторождения // М., 2004. -13 е., ил., библ. 4. Рус. - Деп. в ВИНИТИ 29.09.2004, № 1531-В2004.

20. Зиновьева О.С. Технология введения поправок за влияние газа по нейтронному каротажу в газонасыщенных коллекторах // М., 2004. - 11 е., ил., библ. 3. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 29.09.2004, № 1530-В2004.

21. Зиновьева О.С., Афанасьев С.В. Технология введения поправок за влияние остаточной газонасыщенности при определении пористости по нейтронному каротажу в терригенных отложениях // Новые идеи в науках о Земле, М.: МГТРУ, 2005. 286 с.

22. Зиновьева О.С. Технология интерпретации данных ГИС для геологического моделирования залежей нефти и газа севера Западной Сибири // Молодые-наукам о Земле, М.: МГГРУ, 2008. 52 с.

23. Золоева Г.М. Оценка неоднородности и прогноз извлечения по ГИС. М.: Недра. 1995.

24. Зуев Л.П., Кудрявцев B.C., Мамяшев В.Г., Никанорова Т.Ф. (ЗапСибВНИИГеофизика) ЭИ. ВИЭМС. Регион., разв. и промысл, геофизика, 1979, вып. 8. с. 1-16.

25. Итенберг С.С., Шнурман Г.А. Интерпретация результатов каротажа сложных коллекторов. — М.: Недра. 1984.

26. Кобранова В.Н. Петрофизика. Учебник для Вузов. — 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Недра. 1986.-392 с.

27. Методические рекомендации по подсчету запасов нефти и газа объемным методом. Под ред. Петерсилье В.И., Пороскуна В.И., Яценко Г.Г. -ВНИГНИ, НПЦ "Тверьгеофизика", 2003, е.: ил.

28. Муромцев B.C. Электрометрическая геология песчаных тел — литологических ловушек нефти и газа.- М.: Недра. 1984.

29. Отчет о научно-исследовательской работе "Комплексное лабораторное изучение пород-коллекторов по разведочным и эксплуатационным скважинам ОАО "Сургутгаз". Договор Н.97.98.ТФ 70 (4097). Тюмень. 1998.

30. Переинтерпретация данных ГИС и создание трехмерной геологической модели продуктивных пластов ПК1 — БУ9 Юрхаровского месторождения. Отчет по договору № 01 от 10 января 2006 г. Афанасьев С.В., Ерофеев Д.Н., Зиновьева О.С.

31. Расчеты, проводимые в процессе разработки газовых месторождений. Коротаев Ю.П., Козлов А.Л., Фиш M.JI. М:Недра. 1971.

32. Регламент по созданию постоянно действующих геолого-технологических моделей нефтяных и газонефтяных месторождений", РД 153-39.0-047-00, утвержден и введен в действие Минтопэнерго России приказом № 67 от 10.03.2000.

33. Таужнянский Г.В., Соколовская О.А., Румак Н.П. и др. Петрофизическое обоснование определения коэффициента газонасыщенности коллекторов месторождений Западной Сибири, вестник "Каротажник", № 101. 2002. с. 35-45.

34. Таужнянский Г.В., Румак Н.П., Селиванова Е.Е. Расчетный способ определения критического удельного сопротивления для разделения коллекторов по характеру насыщенности, вестник "Каротажник", № 102. 2002. с. 121-125.

35. Телишев А.Г., Санин В.П., Медведева Н.И. и др. Переоценка запасов нефти и газа по месторождениям Главтюменьгаза, находящимся в разведке и разработке. Холмогорское месторождение (балансовые запасы). Заключительный отчет, тема 03.80/01.55Т. Тюмень. 1986.

36. Терентьев В.Ю., Афанасьев B.C., Соколов М.С., Итенберг С.С., Шнурман Г.А. Об интерпретации материалов гамма-каротажа в песчано-алеврито-глинистых породах, Изв. ВУЗов Нефть и газ. 1977. № 3, Баку.

37. Ушатинский И.Н., Зарипов О.Г. Минералогические и геохимические показатели газоносности мезозойских отложений ЗападноСибирской плиты. Свердловск: Средне-Уральское кн. Изд-во. 1978. 208 с.

38. Ханин А.А. Основы учения о породах—коллекторах нефти и газа, М.: Недра, 1965. - 360 е.: ил.

39. Шапиро Д.А. О зависимости э.д.с. диффузии в скважинах от адсорбционных свойств пород. Доклады АЦ СССР.-1951. XXVII. N4.

40. Элланский М.М. Петрофизические связи и комплексная интерпретация данных промысловой геофизики. М: Недра, 1978.