Использование современных достижений петрофизики и физики пласта при решении задач нефтегазовой геологии по скважинным данным

Recommend Stories

Empty story

Idea Transcript


МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И Г АЗА им. И. М. ГУБКИНА

Кафедра теоретических основ поисков и разведi\'И нефти и газа

М. М ЭЛЛАНСКИЙ ИСПО"lЪЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ДОСТИЖЕНИЙ ПЕТРОФИЗIIКИ

11

ФИЗИКИ ПЛАСТА ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ

НЕФТЕГАЗОВОЙ ГЕОЛОГИИ ПО СКВАЖIIННЫМ ДАННЫМ

Москва,

1999

УДК553.98

Рецензеиты: А. Е .. Шиканоа, д-р техн. наук, А. В. Джемесюк, JCaИJt техн. иаук

ЭлланскиА М. М. Псnм1>301111ние современных JIOCТIIЖeRHI петрофнэнкн н фiDн­ Kit маета np11 pcwe11HH з11да•• нефтега10воil геолоntн по скважинным данным: Учебное пособие дли вузов. - М.: РГУ нetVm и газа, 1999, tll с. Рассмотрены методологе - методические основы исnользовании систем мноrомер­ IIЫ)( MBТI:MBTH'ICCIOI)( MOДCJICII Петроф11ЗИ 1 1есКИХ R111ИMOCRJ13eli .МR

KOMRJieJCCHoll

интерnрета­

ЦИИ скважинных rеопоrо-rеофи:Jических данных. Ло1СВ38на OПpeдcJIJIJO\WIR роль nюпоrиче­ ских и nетрофюических 3118111111, а Тllкже зtra11иR физики маета в npoueccc создания эффек­ тивных математических мOJaenell в нефтегаэовоll геологии.

Дм е1удентов и маrистрантов геологических факультетов нефтеrаэовых BY'JOB и дпи

cnywaтenell курсов повышении nапнфикаuии nри нефтеrазовых вузах.

О Роi:сийский государственныll университет нефти и газа им. И. М. Губкина, 1999

ПРЕдИСЛОВИЕ

В уч\.-бном 1юсобш1 нu широком КJIUccc зuдач нефте•·азовой •·еоло•·ш•, ре­ шаемом по дАННым. получаемым в скважинах, показываеrся, как реализуются методолоnнtетодические основы nроцесса построения и использования

мно­

гомерных ыаrематических моделей в геологии. Именно на задачах этого класса лучше всего демонстрuруется приншmы системности и теоретизма, которые

необхо.IIЮоfо примеНJIТЪ при nостроении мате.\IЗТИ'tесtоiХ моделей в rеолопш (М.М.ЭJJJJaнcJOJЙ, Б.Н.Енихеев,

1991 ).

Согласно

комnлексноА интерnретации раэ11ородных

прННЦШ'l)' системности, д.1Я

rеолоrичесхих данных нужно соз­

давать не отдельные математические модели, а их системы. В соответствии с принципом теоретизц хорошую математическую моле.:п. нельзя nостроить, не

имея хорошей, то есть правильной геологической, физичесtсой и др. содержа­ тельных моде.'lей, на основе которых строится математическая модель.

Вопросы, рассматриваемые в учебном n!)Собии, весьма актуальны

д.1я

всех :Л"UitoB шучс11ня осасрытых скважинами нродуктивных отложе11нй по сква­ жинным rео.зоrо-rеофизическим данным. Среди этих данных основную ро.1ь

играют rеофlrзичесkИС исследования скважин- ГИС, результаты ана..щзов кер­ на и резуnьтаrи исnытаний nластов.

Если rовориrь конкретно о тех современных достижениях nетроф•rзики и

физики nласта., которые будут рассматриваться в настоищем учебном пособии

как основа создimия математических моделей 11 мето.:IИК комn.1ексной интер­ претации сквmкинных данных, то о них можно сказать, nерефразируи ювест­ ную nослов1mу, что наиболее новые результаты- это хорошо забытые старые разработки.

Деi1стонтельно, еще в

60-

х года." С. Жакевом, а затем Н. С. Гу.:tок и

.:tp.

исследовате.:u1ыи было показано сш1ыtое влияние минерализации ПJiастово.й во­ ды нn ПJЮJШI{йемостr. и остаточную ВОI\Оtшсыщенность nролуктинных отложе­

ни!\. Было установлено, что если минерализаWtя воды становится равной JL11! ниже кришческой, колдектор теряет свои фильтраwiОино-емкостные свойства

безвозвратно, так как происходит разрушение глинистого цемекrа и частички

глины забивают лоравые каналы.

Тем не менее, нес~ютря на эти результаты, до сих пор продолжается бу­ рение скважwм на пресных промывочных жидкостях и ·использование пресных

во:1 д.ля закачки в пласт при его разработке. Легко понять, что при вскрытии пластов многие коллеtсrоры суmественно геряют свои фильтрацианно-емкостные свойства или даже просто перестают

быть коллеtсrорами. Также очевидно, что при закачке пресной воды в процессе

rазработки залежи в пласты с более соленой водой будет резко сниЖена нефте-

. :tзоотдача. Еще один пример. В начале

60-

х годов автор настоJШlеrо nособия со­

в\fестно с Б.Ю.Вендельurrейном показали, что наличие глинистого материала в горной породе может приво;щть не только к снижению электрического соnро­

тивления, но и, nри высокой минерализации пластовой воды, к обратНому эф­ феJ.."Ту, то есть nовышению сопротивления породы. Значит, в этих условиях глина влияет на сопротивление породы так же, как нефть или газ. Иными сло­

вами, глина является как бы ло~tехой для выделения продуктивных пород по величине электрического сопротивления. В дальнейшем этот вывод был под­

твержден работа.\iи Д. А. Мельникова, Н. Н Румянцевой, В. С. Неймана и др.

Почти через

20

лет nосле наших сnециалистов зарубежные геофизики создали

так называе:\IУЮ !I!Оде:Iь «двойной воды>J, также nодтверждающую различное

влияние глинистости (в зависи~юсти от минерализации пластовой воды) на электрическое соnротивление nород.

И тем не менее, до сих пор во всех российских руководствах

no

икrер·

пр~.--тации данных ГИС рассматриваются методики, базирующиеся на постулат~ о снижении сопротивления пород за счет глинистости. Нетрудно понять, какиf ;\Югут быть ошибки

при исnользовании этих методик .'JJIЯ выделения продук·

тиы1ых пород и оценки их нефтегазонасыщенности.

Приведем еше один nример. В

70-

е годы Р. И. Злочевской и В. Е. Диви­

силовой было nоказано, что так называемый nроцесс набухания глин может приводить как к увеличению объема системы глина

-

вода, так и к его умень­

шеюпо. Тем не менее, в настоящее время. как при ииrерпретаци:и данных ГИС, так и при решении вопросов вскрытия и освоения nластов почему-то считается, 1

что всегда набухание глин тождественно увеличению объема системы глина

-

вода.

И наконец, nоследний пример. И в нашей стране, и за рубежом более

,

20-

ти лет тому назад nредложены не двухмерные, а многомерные модели петрофи­ зических взаимосвязей. Показано, что нельзя при mrrерпретации данных ГИС отдельно рассматривать задачи оцеюсн nорнстосm, нефтегазонасыщенности, глиннетости и др)ТИХ характеристик продуктИВных отложений. Нужно ставить

единую задачу интерпретации всего комцлежса Д8ШIЫХ rис с целью оценки всего комцлекса фильтраuионно-емкостных и других хар&сrеристнк продук­ тивных отложений.

Тем не менее, до сих

ГИС и

nop

во всех руководствах по интерпретации данных

nетрофюи:ке описываются геофизические методы

«nopucmocmli»

и

«глинистосmuJJ и предЛагаются nрактически не осуществимые методики оцен­

ки по данным каждого из этих методов либо nорнстости. либо глинистости.

6

Часть перваа

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОДХОДА К

ПОСТРОЕНИЮ СИСТЕМ МНОГОМЕРНЫХ

ИНТЕРПРЕТАЦИОИНЫХ МОДЕЛЕЙ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ГЕОЛОГИИ Гпава

1

МЕТОДОЛОГИЧЕСЮIЙ АВАЛИЗ НЕОБХОДИМОГО И

ДОСТАТОЧНОГО КОМПЛЕКСА ИЗМЕРЯЕМЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВСКРЫТЫХ СКВАЖИНОЙ ПРОДУКТИВНЫХ .отлоЖЕний

Вся

информация,

nолучаемая

в

результате

скважинных

rеолого­

геофиэичесхих исследований, обрtвует nераичиую базу данных. В наСТОJIЩее

время nроводпся специальные рабоrЬI, наuеленные на создаmrе rеоннформа­ циоиных систем. Такие системы до.IIЖВЬI noзвomrrь собир1ПЬ всю имеющуюся геологическую информацию (в нашем случае- инфоt'мацию, nолучаемую в ре­ зультате скважинных исследований), «нanpaWlmь» ее в компыоrерную базу

данных, nополнять 'Л'J базу по мере nостуnления новой информаwш и давать возможности получiПЬ эту информаumо пользователям

задач нефтеrазовой геологии

( е нашем случае -

систем дЛЯ решения

по скважинным данным).

Вся информация, собираемая в комтютерной базе, образует масс!;.'.!

reo·

информации, исnользуемый в ;J.аЛьнейшем как ДJЫ р::шеk-~Н пра:ктич;;с,.:Е:-".

n;,..'O·

11зводствениых задач, так и 11ля познания rеолоrичесюt~ за'!СОном.:::рносr~?. Одной из систем формtrрования rеоинфсрмаинк. n.:нуч:земой по {"ЮЕжишtым дniiiiЫM, яnляется сиетемn "Скпnжнн:.;", со1дuяае:.tм 1> нs.стоящее

B;'!Co'l:t

как подсистема отраслевой rеоинфорi.':!!Ш1ОИНОй системы ОАО «Газnром».

H К08

(начиная с которой фазовая nронпuаемость по зоде становится от-

личной от нуШI), и нефтеrазонасыщенность Кнr•> Коиr (начиНая с которой фа-

JS

зоваs проницаемосrь по углеводородам становится отличной от нуля), а также

фазовые проюшаемости по воде- Кnр.ф.в· и углеводородам - Кпр.ф.иr· Когда мы говорим, что фазовые nрониuаемости становатся

отличными

от нуля, то подразумеваем, что в жидкости. отбираемой из пласта будет либо

один процекr воды (точка к.*), либо один процекr нефти (точка Кнr *). Уточненные критерии выгдяшrr следующим образом.

Если К8 •

К8 •

+

Кн •

+ Кн • < 1,

=1, пласт ll8/1Jiemcя комектором, мacnt не ко.пле~ Кnр.ф.кр-• ICOJIJitюnop продуктивен,

Кв •

< Кв < 1-Кнг• и Кпр.ф.иr > Кnр.ф.кр

и Кпр.ф.в > Кnр.ф.кр.

коллеюпор содержит и отдает продукт и воду,

Кв > 1-Киr• и Кпр.ф.в > Кпр.ф.кр. ~ 1

реальной rорноА nороды с помоJЦЪю модели идеат.ноrо rpyнra. йными словами. реаnъиую пористую среду, ·DрОВОДI1Ц)'Ю э.лектричесхнй ток, можно описать

системой ВЭ8иnистых DJIJIIIIIдPИЧeciCВX 1W11WUipOВ.IIМCIOIIDJX JDIИИY, рваную Т,

а суммарное сечение (сумму сечений всех XIПJUI.IЩ)OВ). равное •. Дтlводоsос­

нойпс)роды

(2.27) где Ра -параметр noplfC'I'OC'Щ равныА отношению coпpot'ВIJ1CНidl водонасы· щенной породы и мастовой воды.

ЖШIОI сечение /.К."

3)

"

К.",..>К",....

IIIINpatМ

JIUIImcJI

еодоноснЫАt

ltOU-opoм.

min • Ka.m

(3.9) где

КnК.

-водонасыщениаJI

оцениваемая характернстиха

по дт1

да11НЪ1М

порнетость

метода

изучаемого

ииrервала

сопротивлений (KnК..)m.in

инrерв811а разреза с

максимат.ным

разреза,

та

же

сопроти!Ulение.м

и

минимат.ными пoiC8З8RIUIМИ ГIВОfа-метода.

При

исnользовании

данноf!

модели

nредполагаетP хорошо

ПО~

«nр8Ю'ИИСОЙ».

На

ОСНОВIНИИ

nолучены ЛJJe 01.tеЮСИ порнс:тосrн JmpNЦW:

leJIIPIИНЫ ( К....

сумма к. и

0,318

• 0,3) П0J1У"1СН8 на основании рис.

Ktt с

н

изученных

0,312.

DIИIIOCIIЗeA

Треn.я оцсиха :п-ой

1О, на котором COIJOCI'88JJCНЫ

oniOCИТellldiOI rJIИIIИCТOC'I'Io•. Все три оuеики б.uаrи меuу

с:оОой н roвopn о ~ 38DIDНIIII ~ cmpr.noй пористости ~oawx ВИдJЮ,

or.IIODIOIA,

принmw nри noдc'lert эапасов. Из рис.

чrо при формuъиом

liСАстlите&но будет tюn.учсио

8

и

9

оqtеJ1НеИИИ 3lf8IICfiИil 01'Хр1о1Т0Й DОрИС'IОСТИ

1$,5%.

Но. еспи ИСПОЛЬЭ011111о устаиоввеиные

взаимосuзи. мы nридем к совершенно друrому резуаmу. ДеАсnиmu.но, на

рис. 1О

чеrхо IIWII rраница жеСпсой мarrpиuw nopo.aa, npиx0J1811CI на

значение ОТНОСJrrеRьноА глинистости. равное ОД. I1ри JUUiьнeAUieм ~

ГJIИИИСI'ОСJ'И зерна матрицw начинают «JJJJII811o» В r.IIИIUIC10М ~

8~

раздеJ18 :mDt двух С0С1'01ИИ11 nороды ~ о6ьем пор ~ 38Н1П' Г81ИС'1'ЫМ

цементом. Поэrому в- этоА тоuе можно onpeдemm. iJOpкroc:n. rJDtН ~:

82

Ка.". -к....,. (1

+ к•.nJ,

(3.13 )

rм Km.rr:pwr - ГJIIfiiiiC'I'OCI'It «moЧXJt neptZtl(itJ» эuисимости пористости маrриuы от отиосиrет.ноА rJIИкис:rости (рис.

10).

...,.,.

Соответств)'IОЩуiО эrol Т0'1КС пористеСm. буаем обоэиачать к

Значени1 этих хараперисnnс nри 1\ra -о,б будут рааиы:

Krupwr • 0,186 и Ka.qrrr=

= 0,124. ПориС'I'ОЩ'Ь rJDDI, рассчиrавнм по форму11е (3.13}. COC'l'IJJJieТ 0,67.

TIUCJD(

ICOJIJIOlCrOP08

0,31

до

1

.

образом.

corJIICIIO

ВЫПOJDlCIIIIIOI

p8CIIeiiМ,

'

порисrосrь

JIIDDieМCIIOВiiX or.вODIUIЙ ЧuбасскоА ПIIODWDI иэменаетса:

0,124.

or

I1осшеднее 3JI8'ItRИt уже не СОО"Ьетmуеr КOJIJICICfOPY, Т81< кв

nри нем все пороаое

IIJ'OC'I'PIIIC! hptJ(CТ8IJieHO порами rJIИRIICI'OtO цемеиrа н

~не DpOI:IИIUieМL

Ta&ntu 10. Conoeraмeue -nepmaчeatoro к ~ naa ~~Эавмос:uзеl mcpwrol IIOplle'I'8C'I1 с DYИII Dp811mf11'ТU8118 O'I'IIOC8'IUWIO I'Jiil"*ffCТК 1Ud OТJ188e11KI Чм&!еасеl...,.......

Теоретичеспе В381DЮСВ1ЗИ

к

к.... l+::r&

а=---к-

Стаrистические вЗаимОСВIЗИ O,ЗIS

Ка =-о.ооз;t--к:-·'=0,79

t+:.:a к.

Ku

Кu=~l-__&_} ~+~

К0

=0,312(1- К,..К

r=-0,19

К,..+

), n

R'r.a•K•• %

• • ..,• 1D

,. •



30

К.< 2.S 114

.',.,.,..,,

• к.. 8a8!pr.l.

а 10

к.>о

о ~t ~ ер

На 0СИ018Н1111

• 0.4 qJ 1\8

~

ПОJIУ'Iеиных

41 " 1 .мi5'­ IJ • Ко/(Кпf.К,J

payamva &ua «lltiC1IIf.JМНll»

модет.

I3IIDIIOCU3II оnрытоА nopнeiOC1'II с orROCIIIellblto 8Н0М1i11е1 сп н З1Н0В0 обрабоrаны даRНЫе

mc. ~ npнiК)JICIIel'e

nри,._ cpt,11tt11 оарисrосrь

orJI08etld

SIIJICC)8.

fJoлrrcинu

0К1381111СЬ раной о;л (а не

O.ISS!).

КВ СВJIСТ8не, рсхо мsросаа ~ or>. Выборка составлялась по интервалам разреза,

совпадал

характер

с заключениями

mtтерваnов в ~важииах.

насыщения которых

по

1

внииrик о

rазо

6254, 5420, 5288, 1464

или и

нашим

заключеяиям

нефтенасыщенности

2049,

сделанными при

полсчете запасов tаза и нефrи неокомской змежи. А)

w.JWoн :/2 а

18

'

" t4

12 tO



4 2

о 6=:~~~~~~~~~~~~

5

Б)

w.. w.,.% J

"r----------------, 14

11

••

Рис ,

13.

З...снмости

:~а18ченнА

обымнwх

начал ..иоА

(О)

и

остаточноМ

(Q)

иефтеrа'JОИ&сышеииости от пористости An• n10и.М:ных (а) и нефтеиоснЫJ. (б) HRТepi8JIOВ ра3ре18

91

Исnользование

значений

объемных

начальной

и

остаточной

нефтеrазонасыщеиности позволило сделать следующие ВЬIВОДЫ: для

1) nористости

-

газоносных

около

9%,

коллекторов

граничное

абсолютной nроницаемости

(эффеtсrивпой nроницаемости)

значение

- 0,2-0,3

открытой

мД.. фазовой

- 0,02-0,05 мД , относительной проницаемости -

0,01-0,02 (рис. 14,15); А)

:.-1"

tSP• •of9 • о

tl 6.0S fJIJ 40S

о

.

).JIJ

•.•=•

IJ



а

о

а

а

..

а

о

D

~.".. . .

а

111 .а

а

if d

rfOa

W"

а

а

2.0$

о

,..;,

о -:.а~

оО.

11 N

~

..

~• ...-"!

"

• • а111

..... r-4д

к." Б).

"-'.....----------------.• 10.$

о

'.5

•• оа

) ~

;

о







о

о

о

о

а

.

1:

'

• •



а

S :S!;!!



....-·



! !

!§!!~



а

D



tr • • • •а

в

i

....... "А

к

Рис 14. ЭааиеимОС'ПI 3HI'Ieниlt оhемиых иа11ат.иоА (О) и остаТО'Iноii (О) нефтеrа:JОнаеыщеи110n11 от фаэовоА прон'kuимОС'ПI .IWI ПI:JОНОСИЫХ (а) н нефrемкнiis (б) Иttтepii8JI08 р83ре38

2)

д11я

нефтеносных

коллекторов

граничное

значение

открытой

пористосТи-около 12%, абсолютной nроницаемости- околр 1,5 мД. фазовой­

·:0,007-0;01 мд, относительной - 0,003-Q,05.

92

Близкие значения nолучены и с исnользованием пороговой величины

1,5% .

динамической порисrости, равной

Обращает на себя внимание тот факт, что д.пJ[ газоносных nластов гранич:иые зиачеиия фазовой nроницаемости примерно ка порядок выmе, в то

времи как дrо1 абсолютной nроющаемости соотношение обраnюе. На наш взгляд, это JIВЛеиие связано с большей сrепенЬю rидрофобИ38IUIИ rазоuосиых пластов, чем нефтеносных.

~1~ 1

2

3

4

5

8

7



9

10 11

12 13 14 11

"

17

[Оnnастовая 11011 QФIUI~тpeт Clypoaoro ра.;т~

Ф11088fll nронwцаемостt.

.~Jв-.--n-----1 100a=n

1

2



3

~оеая

Рис.

4 IOAI

5

8

7

8

no ruy,

мд

_11 9

10 11

12 13 14

з

15 16

.~ 17

ШФмm.трат бyJ)08oro растеоре\

15. Неокомс:кне отложении Ypeиroltc:кoro месторжаеиан скв. .Ni13!5 пласт SY-9 Перейдем к вопросу о влиянии минерализации насыщающей пластЫ воды 1

'

на их фильтрационно-емкостные свойства. Ранее мы уже говорили о том, что

93

Перейдем к вопросу о вЛЮiнии минерализации насыщающей пласты воды

на их фильтраuионно-емкостные свойства. Ранее мы уже говорили о том, что снижение

мииераmоации

пласrовой

воды

приводИТ

к

существеиному

ухудшеншо фильтрационно-емкостных ХараiСТерИСТИI< коJUJехторов. На рис. 15 nоказано.

:uк

иэмеНIПОТся

проницаемость по rазу для месrорождения.! Видно,

остаrочная

во~ыщеiОIОСТЬ

и

фаэоваи

маета БУ-9 а одной и з скважин Уренгойекого

что

остаrочнu

водонасwщенность

возрастает,

а

фазоваа про~мость снижаеrся, что приведет к умею.шеиню дебитов и коэффициента вытеснения: газа. Подведем нехаrорые и:rоrи ИСПОJIЬ3ОВЗНШI системы пеtрефнзических

моде.пей и алгориrма интерпретации данных ГИС, реuизовавноrо а программе

Smile Life

When life gives you a hundred reasons to cry, show life that you have a thousand reasons to smile

Get in touch

© Copyright 2015 - 2024 AZPDF.TIPS - All rights reserved.