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 данныхS 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 породыS 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 породпринципов 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», МоскваXVI Губкинских чтениях «Развитие газовой геологии — основа укрепления минерально-сырьевой базы», Москва, 2002 г.- Молодежной секции научно-практической конференции «Геомодель-2003», МоскваНаучной конференции аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников ВУЗов и научных организаций «Молодежная наука — газовому комплексу», Москва, 2004гМолодежной секции научно-практической конференции «Геомодель-2004», МоскваXVI Губкинских чтениях «газовая геологическая наука — XXI век», Москва, 2004 г.- 6-ой научно-технической конференция-выставки «Актуальные проблемы состояния и развития газового комплекса России», Москва, 2005 г.- 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, 2008 г.- конференции «Современные геофизические и геоинформационные системы», посвященной 90-летию создания МГА-МГРИ-РГГРУ, МГГРУ, Москва, 2008 г.

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.

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.