На правах рукописи

ЗИНОВЬЕВА ОКСАНА СЕРГЕЕВНА РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН ДЛЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ (НА ПРИМЕРЕ СЛОЖНО ПОСТРОЕННЫХ ГАЗОНАСЫЩЕННЫХ ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ) Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2008 ООО УГеоинформационные технологии и системыФ

Научный консультант: кандидат технических наук Афанасьев Сергей Витальевич

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор Лухминский Борис Евгеньевич кандидат технических наук Калмыков Георгий Александрович

Ведущая организация: Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий- ВНИИГАЗ (ООО ВНИИГАЗ).

Защита состоится л27 ноября 2008 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д.212.121.07 при Российском государственном геологоразведочном университете имени Серго Орджоникидзе по адресу: 117997, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.23, ауд. 6-38, РГГРУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе

Автореферат разослан л24 октября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н. Каринский А.Д.

2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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 литологофациальные 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 тре бованиям 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:

обоснование уровня интерпретации данных ГИС для геологического моделирования;

анализ петрофизического обеспечения и разработка совершенных принципов интерпретации данных;

изучение вопроса ввода поправок за газонасыщенность в методы пористости, в частности в нейтронный, акустический, плотностной каротажи;

определение проницаемости пород коллекторов с учетом изменяющейся структуры породы;

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:

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 конфе ренция-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 12 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.

Автор выражает благодарность своему научному руководителю генеральному директору ООО ГИФТС, к.т.н. Афанасьеву С.В, д.т.н., профессору Афанасьеву В.С. за помощь и внимание во время работы над диссертацией, д.гм.н., профессору Золоевой Г.М., д.г.-м.н. Добрынину В.М., д.ф-м.н. Кожевникову Д.А., д.г-м.н., профессору Дьяконовой Т.Ф. сформировавшим автора как специалиста в процессе обучения и общения, д.т.н. Зиновьеву А.А. (ОАО Газпром), Ерофееву Д.Н.(ООО ГИФТС) за ценные консультации и помощь при выполнении работ по теме диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложены актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследований, показаны научная новизна и практическая ценность работы. В качестве объекта исследования в диссертации изучены продуктивные газонасыщенные отложения севера Западной Сибири.

В главе 1 обоснована необходимость создания технологии интерпретации данных ГИС для геологического моделирования залежей газа Севера Западной Сибири, которая обеспечивала формирование массива геологических данных, служащих основой восстановления реального геологического строения пород-резервуаров, содержащих углеводороды. Основу информации при построении детерминированной геологической модели среды, составляют данные ГИС и результаты их интерпретации, накапливаемые в период разведки и разработки залежи.

Данные ГИС и восстановленные по ним структурно-минералогические и флюидальные модели пород вдоль стволов скважин, позволяют осуществить детальную корреляцию разрезов, выполнить литофациальный анализ пород в разрезе и по площади их распространения и выделить на этой базе геологические тела, содержащие коллектора, определять в период разработки их текущую газонасыщенность и динамику обводнения пластов, а также оценивать остаточные запасы углеводородов в процессе эксплуатации залежи.

Перечисленные потенциальные возможности данных ГИС на практике часто не реализуются в полном объеме, что приводит к накоплению лишь фрагментарной информации о свойствах геологической толщи и не позволяет построить достоверную геологическую модель среды и резервуара, содержащего залежь газа.

Ограниченность традиционной технологии интерпретации данных ГИС проявляется особенно четко при построении геологической модели на новых разведочных площадях в условиях дефицита знаний об индивидуальных петрофизических связях и критериях для конкретных стратиграфических пластов.

В этих условиях требуются значительные дополнительные затраты средств и времени на отбор, исследование кернов и построение петрофизических связей, при этом требуемая детальность определения параметров, необходимых для моделирования процессов разработки месторождений, не повышается. Применяются традиционные методики интерпретации данных ГИС, которые основываются на использовании упрощенных петрофизических моделей и стохастических связей и не позволяют извлечь из данных ГИС геологическую информацию в полном объеме. При подсчете запасов рассчитываются только три параметра - эффективные газонасыщенные толщины, коэффициент пористости, ко эффициент газонасыщенности. Коэффициент проницаемости зачастую определяется как функция от коэффициента пористости, следовательно, это тот же параметр, что и пористость, но только выраженный в других единицах. Для построения гидродинамической модели проницаемость является очень важным параметром. Кроме этого, не учитывается неоднородность толщ пород, изменение структурно-минералогического состава по разрезу.

В результате такого подхода получаются лишь фрагментарные сведения о геологических и гидродинамических характеристиках всей толщи горных пород, вмещающих залежи углеводородов.

Исходя из этого, необходимо разрабатывать новые технологии изучения месторождения углеводородов.

Основной вклад в разработку технологии автоматизированной интерпретации данных ГИС и создание специализированных обрабатывающих комплексов программ и технологий на различных этапах внесли В.С. Афанасьев, С.В.

Афанасьев, В.Н. Боганик, С.Б. Денисов, В.М. Добрынин, Т.Ф. Дьяконова, Б.Н.

Еникеев, Ф.Х. Еникеева, Б.Н. Журавлев, Г.М. Золоева, Н.З. Заляев, С.М. Зунделевич, А.С. Кашик, К.Н. Каюров, Л.Е. Кнеллер, А.Д. Кожевников, М.И. Кременецкий, Б.Е. Лухминский, В.Г. Мамяшев, Э.Ю. Миколаевский, Е.Г. Нежданова, В.А. Пантюхин, Е.Е. Поляков, А.Л. Поляченко, В.С. Рудая, А.И. Сидорчук, А.Я.

Фельдман, В.Г. Фоменко, В.Н. Черноглазов, Г.А. Шнурман, И.Г. Шнурман, М.М. Элланский, Г.Г. Яценко и многие другие.