Интерпретация данных геофизических исследований скважин

Министерство образования и науки Российской Федерации Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина

Кафедра геофизических информационных систем

Г.М. Золоева, Н.Е. Лазуткина

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН

Методические указания для студентов специальности «Прикладная геология» специализации «Геология нефти и газа»

Москва 2011 1

УДК 550.83.05

Золоева Г.М., Лазуткина Н.Е. Интерпретация данных геофизических исследований скважин (ГИС). − М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2011. − 35 с. Методические указания по дисциплине «Интерпретация данных ГИС» предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Прикладная геология» и специализации «Геология нефти и газа». Данная дисциплина является продолжением ранее изученного курса «Геофизические исследования скважин». Методические указания содержат темы и разделы дисциплины «Интерпретация данных ГИС» и рекомендации по изучению курса. В издании подробно изложено содержание разделов, выделены вопросы, требующие особого внимания. Издание включает контрольные вопросы и тесты для самостоятельной работы студентов.

Реценз енты: к.т.н., доц. В.Г. Черноглазов

 Г.М. Золоева, Лазуткина Н.Е., 2011  Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2011 2

Предисловие

Дисциплина «Интерпретация данных ГИС» для студентов, обучающихся по направлению «Прикладная геология» и специализации «Геология нефти и газа», изучается на основе знаний, полученных при прохождении ранее курсов «Геофизические исследования скважин» (ГИС), общей геологии, минералогии, петрографии осадочных пород. Цель изучения дисциплины – познакомить студентов с современными геофизическими методами определения параметров коллекторов для подсчета запасов углеводородов, фильтрационных характеристик разреза и типа порового пространства по данным ГИС, в том числе с привлечением систем автоматизированной интерпретации. Задачами дисциплины являются изучение петрофизических моделей коллекторов нефти и газа и алгоритмов комплексной количественной интерпретации данных ГИС. В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь использовать геофизическую информацию для изучения строения месторождений, построения геологических разрезов скважин, выявления коллекторов, определения их петрофизических характеристик; формировать комплекс геофизических исследований скважин для изучения геологических разрезов скважин и владеть способами оценки эффективных толщин, пористости, нефтегазонасыщенности продуктивных коллекторов по комплексу геофизических данных в «простых» и сложных коллекторах нефти и газа. Дисциплина изучается в 9-ом семестре. Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часа.

3

РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Цели, задачи, этапы комплексной интерпретации данных ГИС. Комлпексы ГИС для различных геолого-технологических условий. 2. Литологическое расчленение геологических разрезов по геофизическим данным. Корреляция разрезов скважин. 3. Способы выделения коллекторов по данным ГИС. 4. Оценка характера насыщенности и определение эффективной толщины коллекторов. Определение положения водонефтяного и газожидкостных контактов. 5. Определение коэффициентов пористости коллекторов. Определение типа порового пространства. Оценка вторичной емкости коллекторов. 6. Геофизические методы определения коэффициента проницаемости коллекторов. Определение прогнозных дебитов пластовколлекторов. 7. Определение коэффициентов начальной, текущей и остаточной нефтегазонасыщенности.

При изучении курса рекомендуется следующая литература: а) Основная 1. Золоева Г.М., Лазуткина Н.Е. Комплексная интерпретация геофизических данных с целью оценки параметров коллекторов: Учебное пособие. − М.: Макс-Пресс, 2010. − 148 с. 2. Золоева Г.М., Петров Л.П., Хохлова М,С. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин: Учебное пособие. − М.: Макс-Пресс, 2010. – 180 с. 3. Латышова М.Г., Мартынов В.Г., Соколова И.Ф. Практическое руководство по интерпретации данных ГИС: Учебное пособие. – М.: Недра, 2007. – 328 с. 4

б) Дополнительная: 1. Добрынин В.М. [и др.] Геофизические исследования скважин: справочник мастера по промысловой геофизике / Под ред. В.Г. Мартынова, Н.Е. Лазуткиной, М.С. Хохловой – М.: Инфра-Инженерия, 2009. − 960 с. 2. Золоева Г.М., Денисов С.Б., Билибин С.И. Геолого-геофизическое моделирование залежей нефти и газа: Учебное пособие. − М.: Макс-Пресс, 2008. – 210 с. 3. Золоева Г.М., Лазуткина Н.Е. Интерпретация данных ГИС: Учебное пособие. – М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. – 100 с. 4. Аккуратов О.С., Аронов В.И., Атяшева Е.П. [и др.] Методические рекомендации по подсчету геологических запасов нефти и газа объемным методом: методические рекомендации / Под ред. В.И. Петерсилье, В.И. Пороскуна, Г.Г. Яценко. − Москва-Тверь: ВНИГНИ НПЦ «Тверьгеофизика», 2003. − 478 с.

5

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ОТДЕЛЬНЫМ ТЕМАМ КУРСА

1. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ, ЭТАПЫ КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ГИС. КОМПЛЕКСЫ ГИС ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

В данном разделе необходимо изучить цели, задачи и этапы комплексной интерпретации данных ГИС. Следует рассмотреть типы коллекторов нефти и газа, их условное деление на «простые» (межзерновые) и сложные. При этом важно уяснить факторы, определяющие сложность коллектора. Вводится понятие рационального комплекса ГИС для различных типов промывочных жидкостей и различных типов коллекторов. Необходимо выработать навыки обоснования оптимального комплекса ГИС в различных технологических условиях для решения определенных геологических задач. Геофизические исследования разрезов нефтяных и газовых скважин всех категорий подразделяют на общие и детальные. Следует рассмотреть комплексы ГИС для общих, детальных и специальных геофизических исследований, интервалы исследований и решаемые задачи. Контрольные вопросы 1. Какую информацию из методов ГИС используют при геологическом моделировании месторождений? 2. Назовите параметры коллекторов, определяемые по данным ГИС. 3. Какую роль при оценке коллекторских свойств отложений по 6

данным ГИС играют петрофизические исследования на образцах керна? 4. Какие методы ГИС информативны при вскрытии скважины на минерализованной промывочной жидкости? 5. Какие методы ГИС информативны при вскрытии скважины на РНО? 6. Охарактеризуйте специфические особенности комплекса ГИС, применяемого при изучении подсолевых и (или) межсолевых продуктивных толщ. 7. Перечислите основные типы геологических разрезов, к которым приурочены залежи нефти и газа. 8. Какие типы коллекторов Вам известны? Какие признаки горных пород заложены в основу классификации коллекторов? 9. Что вкладывают в понятие «простой» и «сложный» коллектор? Тесты для самостоятельной работы 1. Отметьте сложные коллекторы нефти и газа: 1) кварцевый песчаник с межзерновым типом порового пространства, 2) межзерновые полимиктовые песчаники с полиминеральным составом глинистого цемента, 3) доломитизированные известняки с межзерново-трещинным типом порового пространства, 4) чистые кавернозные известняки. 2. Охарактеризуйте тип разреза представленного: а) карбонатными породами, ангидритом и глинистыми прослоями, б) кварцевыми песчаниками различной степени глинистости, в) доломитизированными известняками и доломитами, 1) терригенный, 4) гидрохимический, 2) карбонатный, 5) смешанный, 3) вулканогенный, 6) породы кристаллического фундамента. 7

3. Выберите информативные методы ГИС при вскрытии скважины на: а) минерализованной промывочной жидкости, б) растворе на нефтяной основе, в) пресном глинистом растворе 1) БЭЗ, 4) МКЗ, 7) СП, 10) НГМ, 13) ГГМ-п 2) БК, 5) ИК, 8) ГМ, 11) ВДК, 14) ННМ-m, 3) МБК, 6) ВИКИЗ, 9) АК, 12) ЯММ, 15) ИНГМ.

2. ЛИТОЛОГИЧЕСКОЕ РАСЧЛЕНЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ ПО ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАННЫМ

Литологическую характеристику пород устанавливают по сумме признаков, выявленных на диаграммах различных геофизических методов. Следует изучить характеристики основных типов осадочных пород по данным стандартного комплекса геофизических методов (пресный глинистый раствор), обратить внимание на особенности комплекса ГИС в гидрохимических отложениях. Необходимо иметь в виду, что существующие методы ГИС часто дают одинаковые признаки пород разного литологического состава. Поэтому при решении данной задачи необходимо использовать весь комплекс геологогеофизических исследований. Следует рассмотреть способы построения литологической колонки на основании количественной интерпретации геофизических данных для разрезов, представленных породами сложного минерального состава с различными типами коллекторов, примеры систем петрофизических уравнений для терригенных и карбонатных сложнопостроенных разрезов. Также при изучении данной темы рассматриваются правила определения границ пластов в разрезе скважины для каждого геофизиче8

ского метода и их истинных толщин, если угол встречи пласта со скважиной отличается от 90°. Контрольные вопросы 1. Назовите комплекс геофизических признаков, позволяющих выделять в разрезе скважины различные типы терригенных пород. 2. Назовите комплекс геофизических признаков, позволяющих выделять в разрезах скважины различные типы карбонатных пород. 3. Какими признаками на диаграммах геофизических методов характеризуются гидрохимические осадки? 4. Какие горные породы отмечаются низкими показаниями Iγγ на диаграммах гамма-гамма-плотностного метода? 5. Какие горные породы отмечаются высокими показаниями на диаграммах градиент-зондов с АО > 3 м? 6. Как характеризуются в разрезе плотные незаглинизированные пласты на диаграммах метода СП при условии ρф > ρв? 7. Назовите области применения плотностного и селективного вариантов гамма-гамма метода. 8. Приведите петрофизические модели акустического, гамма-гамма-плотностного и нейтронного методов. 9. Изложите методику определения литологического состава отложений с полиминеральным составом матрицы. 10. Приведите систему уравнений, описывающих петрофизические модели акустического, гамма-гамма плотностного и нейтронного методов в терригенном разрезе. 11. Приведите систему уравнений, описывающих петрофизические модели радиоактивных и акустического методов ГИС в карбонатном разрезе. 12. Изложите физические основы методик классификации объектов и функциональных преобразований диаграмм геофизических мето-дов, используемых для литологического расчленения разрезов скважин. 9

13. Обоснуйте необходимость использования комплекса геофизических методов при определении литологии пород в разрезах скважин. 14. Изложите способы определения глубины залегания, границ и толщин пластов. Тесты для самостоятельной работы 1. Какими показаниями на диаграммах гамма-метода характеризуются глинистые пласты? а) минимальными, б) максимальными, в) средними. 2. Какими показаниями на диаграммах нейтронных методов характеризуются плотные пласты? а) минимальными, б) максимальными, в) средними. 3. Какими показаниями на диаграммах нейтронных методов характеризуются глинистые пласты? а) минимальными, б) максимальными, в) средними. 4. Какие горные породы отмечаются высокими показаниями на диаграммах гамма-метода? а) глины, б) плотные известняки, в) кварцевые песчаники. 5. Какие горные породы отмечаются высокими показаниями на диаграммах нейтронного гамма-метода? а) глины, б) плотные известняки, в) кварцевые песчаники. 6. Какие горные породы отмечаются высокими показаниями на диаграммах градиент-зондов с АО > 3 м? а) глины, б) нефтенасыщенные песчаники, в) водонасыщенные песчаники. 7. Какими значениями характеризуются гипс и ангидрит на диаграммах нейтронных методов? а) минимальными, б) максимальными, в) средними. 8. Какой амплитудой ПС характеризуются в разрезе плотные незаглинизированные пласты при условии ρф > ρв? 10

а) положительной, б) отрицательной. 9. Выберите методы ГИС для определения литологии отложений с полиминеральным составом матрицы путем решения системы петрофизических уравнений 1) БЭЗ, 4) МКЗ, 7) СП, 10) НГМ, 13) ГГМ-п, 2) БК, 5) ИК, 8) ГМ, 11) ВДК, 14) ННМ-т, 3) МБК, 6) ВИКИЗ, 9) АК, 12) ЯММ, 15) ИНГМ.

3. СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ ПО ДАННЫМ ГИС

Изучения раздела следует начать с рассмотрения способов выделения межзерновых терригенных коллекторов. При этом необходимо разделять прямые и косвенные качественные признаки коллекторов. Особое внимание следует уделить радиальному градиенту удельного электрического сопротивления в фильтрующих породах, рассмотреть область применения, используемые методы электрометрии и информативность данного критерия для определения характера насыщения. Особое внимание следует уделить рассмотрению эффективности специальных методов ГИС при выделении различных типов коллекторов − волновой акустический метод, ядерно-магнитный каротаж. Следует уяснить области применения и ограничения различных способов выделения коллекторов. Далее рассматриваются количественные критерии для выделения коллекторов, граничные (кондиционные) петрофизические и геофизические параметры. Тема включает изучение способов выделения различных типов сложных коллекторов по данным ГИС и специальные технологии для выделения коллекторов с вторичным типом емкостного пространства: ГИС-воздействие ГИС, метод двух растворов, повторные исследования. 11

Следует также рассмотреть информативность геолого-технологических исследований (ГТИ) для выделения потенциально проницаемых интервалов: детальный механический каротаж, фильтрационный каротаж, геохимические исследования в процессе бурения, исследования шлама. Контрольные вопросы 1. Назовите основные качественные признаки, позволяющие выделять в разрезах скважин коллекторы с межзерновой пористостью. 2. В каких случаях затруднено или невозможно использование качественных признаков для выделения межзерновых коллекторов? 3. При каких геолого-технологических условиях по данным микрозондирования можно надежно выделить коллекторы? Информативно ли проведение скважинных исследований методом микрозондирования в карбонатных коллекторах с трещинным типом пористости? 4. При каких геолого-технологических условиях по данным метода собственных потенциалов (СП) надежно выделяются коллекторы? 5. Какие способы применяют для установления количественных критериев выделения коллекторов? 6. В чем заключаются недостатки статистического способа определения граничных значений геофизических параметров? 7. В чем заключается корреляционный способ пределения граничных значений геофизических параметров? 8. Какие петрофизические и геофизические количественные критерии используются для выделения коллекторов? 9. Как влияют возраст коллектора и характер его насыщения на значения количественных критериев выделения межзерновых коллекторов? 10. Какие методы ГТИ используют для выделения коллекторов? 11. Какие специальные методы ГИС используются для выделения коллекторов со сложной структурой порового пространства? 12

12. Какие специальные технологии ГИС используются для выделения коллекторов со сложной структурой порового пространства? 13. Какие приемы интерпретации данных ГИС используются для выделения коллекторов со сложной структурой порового пространства? 14. Какими признаками характеризуются межзерново-трещинные и межзерново-кавернозные коллекторы на диаграммах волнового акустического метода? 15. Проведены исследования индикаторным методом по радону (ИМР). Как изменятся показания гамма-метода в интервалах коллекторов после закачки индикаторной жидкости? 16. Проведены исследования методом двух растворов. Как изменятся показания методов электрометрии в интервале коллекторов при смене пресного раствора на минерализованный? 17. Перечислите признаки межзерново-кавернозных коллекторов при геолого-технологических исследованиях. 18. Какими признаками характеризуется трещинный коллектор на диаграммах методов: БК, АК, ЯММ? Тесты для самостоятельной работы 1. Выберите качественные признаки терригенных межзерновых коллекторов на диаграммах ГИС: 1) высокое удельное электрическое сопротивление, 2) расхождение на диаграммах микрозондов, 3) радиальный градиент удельного электрического сопротивления, 4) максимальные показания нейтронных методов, 5) отрицательная амплитуда СП при ρф > ρв, 6) отрицательная амплитуда СП при ρф < ρв. 2. Отметьте геолого-технологические условия, при которых по 13

данным метода собственных потенциалов (СП) надежно выделяются коллекторы: а) гидрохимические отложения, коллекторы представлены трещиноватым известняком, б) межзерновые терригенные коллекторы в терригенном разрезе, вскрытом на глинистом буровом растворе. 3. Выберите геолого-технологические условия при которых можно, по данным микрозондирования, выделить проницаемые интервалы в следующих условиях: а) карбонатные отложения, коллекторы с трещинным типом емкостного пространства, буровой раствор на глинистой основе, б) терригенный разрез, вскрытый с использованием раствора на нефтяной основе, в) межзерновые терригенные коллекторы в терригенно-канбонатном разрезе, вскрытом на глинистом буровом растворе. 4. Выберите тип порового пространства при котором коллекторы выделяются по методу микрозондов (МКЗ): а) межзерновый, б) трещинный, в) трещинно-кавернозный. 5. Выберите условия, при которых по данным метода собственных потенциалов (СП), выделяются неглинистые пласты: а) ρф ≅ ρв, б) ρф > ρв, в) ρф < ρв. 6. Отметьте петрофизические характеристики, используемые для выделения коллекторов по количественным критериям: 1) Кп, 2) Кпр, 3) Кн, 4) Кв, 5) Кгл, 6) Ада, 7) Сгл, 8) ηгл. 7. Отметьте геофизические характеристики, используемые для выделения коллекторов по количественным критериям: 1) αСП, 2) ∆UКС, 3) ∆tп, 4) ∆Inγ, 5) ρк, 6) ∆Iγ. 8. Выберите пределы изменения граничных значений проницаемости для: 14

а) нефтенасыщенных пластов, б) газонасыщенных пластов: 1) 0,1 мкм2 < Кпр < 1 мкм2, 2) 1 мкм2 < Кпр < 10 мкм2, 3) 10 мкм2 < Кпр < 50 мкм2. 9. Возможно ли надежное выделение пластов-коллекторов по данным СП при наличии в разрезе плотных неглинистых прослоев? а) да, б) нет. 10. Выберите методы ГИС для выделения коллекторов со сложной структурой порового пространства: а) нейтронные методы, б) гамма-методы, в) акустические методы. 11. Выберите комплекс методов для выделения карбонатных межзерново-кавернозных неглинистых коллекторов: а) при отсутствии информации о граничной пористости, б) при известной величине Кп,гр: 1) НГМ, ГМ, СП, 2) БК, МБК, 3) ГГМ-П, АК. 12. Выберите комплекс методов ГИС для выделения трещинных и межзерново-трещинных коллекторов: 1) метод ядерно-магнитного резонанса (ЯММ), 2) волновой диэлектрический каротаж (ВДК), 3) волновой акустический метод (ВАК). 13. Выберите комплекс методов для выделения карбонатных коллекторов с трещинным типом порового пространства: а) СП, МКЗ, ДС, б) БК, МБК, в) ГИС − воздействие − ГИС. 14. Проведены исследования индикаторным методом по радону 15

(ИМР). Как изменятся показания гамма-метода в интервалах коллекторов после закачки индикаторной жидкости: а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится? 15. Проведены исследования методом двух растворов. Как изменятся показания методов электрометрии в интервале коллекторов при смене пресного раствора на минерализованный: а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится? 16. Проведены специальные исследования по схеме БК-испытание-БК. Как изменится сопротивление в нефтенасыщенной части коллектора: а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится? 17. Проведены специальные исследования по схеме БК-испытание-БК. Как изменится сопротивление в водонасыщенной части коллектора при ρф > ρв? а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится. 18. Проведены специальные исследования с по схеме БК-давление-БК. Как изменится сопротивление в нефтенасыщенной части коллектора? а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится. 19. Проведены специальные исследования по схеме БК-давлениеБК. Как изменится сопротивление в водонасыщенной части коллектора при ρф > ρв? а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится. 20. Выберите признаки, характеризующие межзерново-трещинные коллекторы на диаграммах волнового АМ: 1) увеличение интервального времени, 2) уменьшение интервального времени, 3) уменьшение амплитуд S- и L-волн, 4) увеличение амплитуд P-волн, 5) искажение фазовых линий на ФКД.

16

4. ОЦЕНКА ХАРАКТЕРА НАСЫЩЕННОСТИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТОЛЩИНЫ КОЛЛЕКТОРОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВОДОНЕФТЯНОГО И ГАЗОЖИДКОСТНЫХ КОНТАКТОВ

Предметом изучения являются способы разделения коллекторов на продуктивные и водоносные, продуктивных – на нефте- и газоносные по качественным признакам, и по петрофизическим и статистическим параметрам. При освоении темы целесообразно выделить несколько разделов: − определение эффективной толщины продуктивных коллекторов, однородных и неоднородных, с отсутствием и наличием флюидальных контактов внутри пластового пересечения; − определение положения флюидальных контактов, по данным ГИС, в том числе с наличием переходной зоны; − определение флюидальных и газожидкостных контактов по данным стационарных и импульсных нейтронных методов; − использование временных исследований для определения эффективной толщины газонасыщенных коллекторов; − способы оценки характера насыщения трещинных и трещиннокавернозных коллекторов. Отдельное внимание следует уделить определению эффективной толщины в пачке пород, представленной чередованием плотных, песчаных и глинистых прослоев. При изучении темы необходимо отметить области применения электрических, акустических методов и радиометрии нефтегазовых скважин для определения характера насыщенности коллекторов. Контрольные вопросы 1. С помощью каких методов электрометрии можно оценить характер насыщения коллекторов? 17

2. Объясните отличие сопротивлений, полученных по данным ИК и БК в терригенном разрезе. 3. Что такое переходная зона? Как связана толщина переходной зоны с проницаемостью пласта? 4. Какие особенности определения ВНК и ГВК в коллекторах с высокой вертикальной проницаемостью при заполнении скважины глинистым раствором: а) на пресной воде, б) на минерализованной воде? 5. Какие методы ГИС используются для определения ГНК на этапе разведки месторождения? Каковы физические основы решения этой задачи? 6. Приведите способы разделения продуктивных коллекторов на газо- и нефтенасыщенные. 7. Изложите физические основы определения характера насыщения коллекторов по данным нейтронных методов. 8. Как определить положение ВНК (или ГВК) при наличии переходной зоны? 9. Как изменятся показания методов электрометрии в интервалах газожидкостных контактов? 10. Как изменятся показания стационарных и импульсных нейтронных методов в интервалах газожидкостных контактов? 11. Объясните отличие сопротивлений, полученных по данным ИК и БК в терригенном пласте-коллекторе и расставьте знаки неравенства: а) при повышающем проникновении ρбк … ρик, б) при понижающем проникновении ρбк … ρик. Тесты для самостоятельной работы 1. Выберите методы электрометрии с помощью которых можно оценить характер проникновения промывочной жидкости в пласт: 18

1) комплекс градиент-зондов КС (БЭЗ), 2) микрозондирование (МКЗ), 3) боковой каротаж (БК), 4) микробоковой каротаж (МБК), 5) индукционный каротаж (ИК), 6) высокочастотное изопараметрическое каротажное индукционное зондирование (ВИКИЗ). 2. Выберите методы электрометрии, с помощью которых можно оценить характер насыщения коллекторов с использованием граничного значения сопротивления: 1) комплекс градиент-зондов КС (БЭЗ), 2) микрозондирование (МКЗ), 3) боковой каротаж (БК), 4) микробоковой каротаж (МБК), 5) индукционный каротаж (ИК), 6) высокочастотное изопараметрическое каротажное индукционное зондирование (ВИКИЗ). 3. Выберите методы радиометрии, с помощью которых можно оценить характер насыщения коллекторов: 1) гамма-метод (ГМ), 2) плотностная модификация (ГГМ), 3) нейтронный гамма-метод (НГМ), 4) нейтрон-нейтронный метод по тепловым нейтронам (ННМт), 5) импульсный нейтронный гамма-метод (ИНГМ). 4. Выберите методы ГИС для установления положения газонефтяного контакта: 1) зонды КС, 2) индукционный метод (ИК), 3) нейтронные методы (НМ), 4) гамма-метод (ГМ). 5. Поставьте знаки « > », « < », « ≈ », соответствующие характеру насыщения коллекторов, в выражениях: 19

αp,нп … αp,вп, αs,нп … αs,вп, βод,нп … .βод,нп. 6. Проведены специальные исследования по схеме БК-испытаниеБК. Как изменится сопротивление в нефтенасыщенной части коллектора? а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится. 7. Проведены специальные исследования по схеме БК-испытаниеБК. Как изменится сопротивление в водонасыщенной части коллектора при ρф > ρв? а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится. 8. Проведены специальные исследования с по схеме БК-давлениеБК. Как изменится сопротивление в нефтенасыщенной части коллектора? а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится. 9. Проведены специальные исследования по схеме БК-давлениеБК. Как изменится сопротивление в водонасыщенной части коллектора при ρф > ρв? а) не изменится, б) увеличится, в) уменьшится. 10. Выберите комплекс параметров для оценки эффективной мощности в пачке, представленной чередованием продуктивных песчаных прослоев коллекторов и глинистых прослоев: 1) δск, δгл, χгл, ∆UСП, ρр, 2) ρнп, ρзп, ρгл, αСП, χгл, 3) hпачки, χгл, χпл. 11. Выберите комплекс параметров для оценки эффективной мощности коллектора, включающего плотные прослои с неактивным цементом: 1) δск , δгл , χгл , ∆UСП , ρр, 2) ρнп, ρзп, ρгл, αСП, χгл, 3) hпачки, χгл, χпл. 20

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПОРИСТОСТИ КОЛЛЕКТОРОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА. ОЦЕНКА ВТОРИЧНОЙ ЕМКОСТИ КОЛЛЕКТОРОВ

Изучение темы необходимо начать с рассмотрения разновидностей коэффициентов пористости, их физического смысла. Далее следует изучить основы петрофизического обеспечения определения коэффициентов пористости по данным ГИС. Тема включает способы определения коэффициента общей пористости по данным радиометрии скважин; коэффициента открытой пористости межзерновых коллекторов по данным электрических и акустических методов ГИС; оценку коэффициента эффективной пористости по данным ядерно-магнитного метода и по данным комплексной интерпретации ядерных, акустических и электрических методов ГИС. При изучении раздела следует рассмотреть роль глинистого материала в формировании фильтрационно-емкостных свойств коллекторов нефти и газа, способы оценки глинистости по данным ГИС и учета глинистости при определении коэффициента пористости продуктивных коллекторов. Далее рассматриваются способы разделения коллекторов по структуре порового пространства и методики определения вторичной емкости по удельному электрическому сопротивлению и по данным стандартного и волнового акустических методов в комплексе ГИС. Контрольные вопросы 1. Как связаны удельное электрическое сопротивление и пористость коллекторов? 2. Приведите алгоритм определения пористости по удельному 21

электрическому сопротивлению водонасыщенного коллектора. Как изменится это выражение в случае присутствия рассеянного глинистого материала в пласте-коллекторе? 3. При каких геологических и технологических условиях можно надежно определить пористость коллектора по данным метода СП? 4. Приведите выражение для оценки пористости, по данным стандартного акустического метода, в неглинистом коллекторе с мономинеральным составом твердой фазы. Как изменится это выражение в случае присутствия рассеянного глинистого материала в пластеколлекторе? 5. Каким образом учитывается влияние слоистой глинистости при оценке коэффициента пористости по данным акустического метода? 6. Как учитывается тип глинистых минералов при оценке пористости по данным нейтронных методов? 7. Приведите выражение для оценки пористости по данным ГГМ-п в неглинистом коллекторе с мономинеральным составом твердой фазы. Как изменится это выражение в случае присутствия рассеянного глинистого материала в пласте-коллекторе? 8. Какие методы ГИС используют для определения общей пористости карбонатных коллекторов со сложной структурой порового пространства? 9. Какие методы должны присутствовать в комплексе ГИС при оценке общей пористости загипсованных пород? 10. Какие методы ГИС используют для определения трещиннокавернозной пористости в карбонатных коллекторах? 11. Какими признаками характеризуются межзерново-трещинные и межзерново-кавернозные коллекторы на диаграммах волнового акустического метода? 12. Обоснуйте способы разделения сложных коллекторов на типы по структуре порового пространства. 13. Приведите способы оценки межзерновой и трещинно22

кавернозной пористости в сложнопостроенных карбонатных коллекторах. Возможно ли раздельное определение трещинной и кавернозной составляющих? 14. Как можно оценить трещинную пористость в коллекторах трещинного типа с непроницаемой матрицей? 15. Возможно ли определение коэффициента пористости по удельному сопротивлению продуктивного коллектора: а) в неизмененной проникновением промывочной жидкости части пласта, б) в зоне проникновения, Обоснуйте свои выводы. 16. Какие методы ГИС можно использовать для определения коэффициентов пористости коллекторов: а) в терригенном разрезе; б) в карбонатном разрезе. 17. В чем сущность методики определения эффективной пористости по данным ядерно-магнитного метода? 18. Какова физическая основа способа определения эффективной пористости по методам глинистости СП и ГМ? Тесты для самостоятельной работы Выберите методы ГИС для определения пористости неглинистых песчаных коллекторов: 1) ГМ, 3) МКЗ, 5) ГГМп, 7) АК, 9) ГМ-С, 2) ПС, 4) НГМ, 6) ННМт, 8) ВИКИЗ, 10) ИНГМ. 2. Можно ли определить пористость по удельному электрическому сопротивлению нефтенасыщенного коллектора? а) да, б) нет. 3. Можно ли определить пористость по удельному электрическому сопротивлению водонасыщенной части коллектора? а) да, б) нет. 23

4. Выберите комплекс параметров для оценки пористости по данным ГГМ-п в неглинистом коллекторе с мономинеральным составом твердой фазы: а) δск, δп, δфл, б) δск, δп, ρф. 5. Выберите комплекс параметров для оценки пористости по данным ультразвукового акустического метода в неглинистом коллекторе с мономинеральным составом твердой фазы: а) ∆Tск , ∆Tфл , ∆Tп, б) ∆Tск , ∆Tп , Рэф, температура пласта ( t 0пл ). 6. Выберите комплекс параметров для оценки пористости в глинистом коллекторе по данным о суммарном эквивалентном водородосодержании: а) Wп, Wгл, Сгл, б) Wп, Wгл, kгл , δск, δгл. 7. Выберите комплекс методов ГИС для определения литологического состава и оценки пористости карбонатных коллекторов с полиминеральным составом твердой фазы: а) БК, МБК, б) ННМ-т, АК, ГГМ-П, в) НГМ, ГМ, СП. 8. Выберите методы для оценки трещинной пористости карбонатных коллекторов: а) СП, МКЗ, ДС, б) БК, МБК, в) метод двух растворов, г) волновой АМ. 9. Выберите комплекс параметров для определения Кп.т по данным об УЭС: а) ρр , t 0пл , ρв , ρзп.т , Кп.бл, б) ρф , ρнп.т , ρв , Рп.бл. 24

10. Выберите правильное утверждение: а) βт >> βп.мз > βкав, б) βкав > βт >> β п.мз. 11. Выберите связи, которые зависят от соотношения Кп.мз, Кп.кав и Кп.т: 1) Рн = ƒ(Кв), 2) Рп = ƒ(Кп), 3) ρф = ƒ(ρр).

6. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОНИЦАЕМОСТИ КОЛЛЕКТОРОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОГНОЗНЫХ ДЕБИТОВ ПЛАСТОВ-КОЛЛЕКТОРОВ

Необходимо рассмотреть суть понятий абсолютная, фазовая и относительная проницаемость, уяснить физический смысл различных видов проницаемости. Тема предполагает изучение физических основ и методик определения коэффициента проницаемости по данным метода сопротивления, комплексу методов глинистости (ПС, ГМ), волновому акустическому каротажу, методу ядерно-магнитного томографического каротажа и по данным гидродинамических исследований скважин. Следует уяснить область применения различных методов ГИС и методик для решения задачи. В данной теме целесообразно рассмотреть информативность данных ГИС для получения информации о потенциальных возможностях не испытанных пластов-коллекторов. Следует изучить расчетный и корреляционный способы для определения прогнозных дебитов пластов. Контрольные вопросы 1. Какие параметры количественно характеризуют проницаемость горных пород? 25

2. Какие способы определения проницаемости в процессе геологоразведочных работ Вам известны? 3. Какие методы ГИС информативны для определения проницаемости коллекторов? 4. С какими параметрами коллекторов связывает проницаемость уравнение Козени-Кармана? В чем заключается физический смысл параметра f? 5. В чем заключаются причины снижения точности определения Кпр по ГИС? 6. Какие связи используются для оценки Кпр по Рн? Чем ограничивается область применимости этих связей? 7. Какие связи используются для оценки Кпр в недонасыщенных коллекторах? 8. В чем заключается ограничения способов оценки проницаемости коллекторов по данным методов сопротивлений? 9. Приведите физическое обоснование использование методов СП и ГМ для оценки проницаемости коллекторов. В чем заключаются ограничения в использовании этих методов для оценки проницаемости? 10. Какие параметры необходимы для определения Кпр по данным гидродинамических исследований (ГДИ)? 11. Как связан коэффициент удельной гидропроводности Гуд с Кпр? 12. На чем основан способ оценки Кпр по данным ядерно-магнитного томографического каротажа (ЯМТК) ? 13. На чем основан расчетный способ прогноза дебитов нефти? 14. Какие параметры могут быть определены при прогнозе дебитов нефти на основе информации об абсолютной и относительной проницаемости пород? 15. Какие методы ГИС используются для реализации корреляционного способа прогноза дебитов?

26

Тесты для самостоятельной работы 1. Какие методы ГИС информативны для определения проницаемости коллекторов? 1) метод удельного электрического сопротивления, 2) методы глинистости СП и ГМ, 3) нейтронные методы, 4) импульсный нейтронный гамма-метод (ИНГМ), 5) высокочастотное изопараметрическое каротажное индукционное зондирование (ВИКИЗ), 6) метод ядерно-магнитного томографического каротажа, 7) гидродинамический каротаж (испытание пластов приборами на кабеле и пластоиспытателями на трубах). 2. Вставьте пропущенные переменные: L Q . S ?

Κ пр = ?⋅ ⋅

3. С какими параметрами коллекторов связывает проницаемость уравнение Козени-Кармана? 1) эффективная пористость, 2) эффективная нефтегазонасыщенная мощность, 3) гидравлическая извилистость каналов фильтрации, 4) удельная поверхность каналов фильтрации, 5) минимальная остаточная водонасыщенность. 4. Вставьте пропущенный символ:

Κ пр =

Κ?п.эф 2 f ⋅ Τг2 ⋅ Sф

.

5. Выберите условия, при которых проницаемость может быть определена по данным методов сопротивлений: 27

а) чистые или слабоглинистые коллекторы, б) глинистые коллекторы. 6. Выберите условия, при которых проницаемость может быть определена по данным методов ПС и ГМ: а) чистые или слабоглинистые коллекторы, б) глинистые коллекторы. 7. Отметьте параметры, которые необходимо знать для определения Кпр по притоку (по данным гидродинамических исследований): 1) постоянный расход флюида в единицу времени, 2) пластовое давление, 3) давление на забое, 4) давление на стоке при заполнении камеры, 5) вязкость промывочной жидкости, 6) динамическая вязкость пластового флюида. 8. Вставьте пропущенные переменные в уравнение связи проницаемости коллекторов с коэффициентом удельной гидропроводности:

Κ пр =

?⋅ µ ж . 4π ⋅ ?⋅ hэф

9. Выберите параметры, которые могут быть определены при прогнозе дебитов нефти на основе информации об абсолютной и относительной проницаемости пород: 1) суточный дебит скважин, 2) коэффициенты удельной продуктивности, 3) динамическая вязкость пластового флюида, 4) водонефтяной и газоводяной факторы, 5) пластовое давление. 10. Выберите методы ГИС, которые используются для реализации корреляционного способа прогноза дебитов: 1) методы сопротивлений, 2) нейтронные методы, 3) метод потенциалов собственной поляризации, 28

4) гамма-метод, 5) акустический метод. 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ НАЧАЛЬНОЙ, ТЕКУЩЕЙ И ОСТАТОЧНОЙ НЕФТЕГАЗОНАСЫЩЕННОСТИ

В данном разделе предполагается изучение геофизических способов определения коэффициентов водо-, нефте- и газонасыщенности по данным методов: электрических и электромагнитных (Кн, Кг, Кнг); диэлектрического (Кн, Кг, Кнг); импульсного нейтронного (Кн, Кг); стационарных нейтронных (Кг). Следует также рассмотреть информативность и область применения волнового акустического каротажа (ВАК) и углерод-кислородного каротажа (С/О-каротаж) для решения данной задачи. Следует различать способы оценки нефтегазонасыщенности в межзерновых коллекторах и при сложной структуре емкостного пространства. Необходимо рассмотреть петрофизическое обеспечение способов оценки нефтегазонасыщенности по данным ГИС, раздельное определение физически связанной и подвижной остаточной воды в продуктивном коллекторе. Тема включает рассмотрение методики раздельного определения коэффициентов нефте- и газонасыщения в коллекторах с трехфазным насыщением, геофизические способы оценки остаточной нефтегазонасыщенности продуктивных коллекторов на поздней стадии разработки месторождения и определение коэффициента вытеснения нефти и газа по данным ГИС. Контрольные вопросы 1) Какие данные необходимы для определения коэффициентов нефте- и газонасыщенности (Кнг)? 29

2) Какие методы ГИС используются для определения Кнг? 3) Какие методы ГИС используются для оценки удельного электрического сопротивления неизмененной части нефтенасыщенных пластов-коллекторов? 4) Можно ли определить сопротивление неизмененной части пластов-коллекторов по данным бокового метода (БК) в скважинах, заполненных пресной промывочной жидкостью при глубине зоны проникновения 1−1,5 м? 5) Можно ли определить сопротивление неизмененной части пластов-коллекторов по данным индукционного метода (ИК) в скважинах заполненных: а) пресной промывочной жидкостью при глубине зоны проникновения 1−1,5 м, б) раствором на нефтяной основе? 6. Какие петрофизические зависимости необходимы для оценки Кнг? 7. Какие выражения используются для расчетов Кнг в коллекторах с двухфазным насыщением? 8. Какие используются способы получения зависимостей Pн = ƒ(Кв)? Какова область их применимости? 9. Какие методы ГИС используются для раздельной оценки Кн и Кг в коллекторах с трехфазным насыщением? 10. Какие выражения используются для раздельной оценки Кн и Кг в коллекторах с трехфазным насыщением? 11. Как учитывается гидрофобность коллекторов при определении коэффициента нефтегазонасыщения по данным ГИС? 12. При каких условиях для определения коэффициента нефтегазонасыщения, по данным ГИС, используются зависимости удельного электрического сопротивления ρп от объемной водонасыщенности Wв? 13. Как учитывается влияние глинистости на УЭС при оценке Кнг? 30

14. Какой параметр используется для учета влияния слоистой глинистости при оценке Кнг в тонкослоистом разрезе? 15. Какие способы используются для оценки коэффициента вытеснения по данным ГИС? 16. Какие методы ГТИ используются для оценки коэффициента вытеснения? 17. Какие методы ГИС используются для оценки коэффициента вытеснения в выработанных участках залежи? 18. Какие методы ГИС используются для оценки коэффициента вытеснения при нагнетании в коллекторы отмывающих жидкостей? 19. Перечислите способы оценки коэффициента вытеснения, по данным ИННМ, и определите область применимости ИННМ для решения данной задачи. 20. Какие методы ГИС используются для оценки удельного электрического сопротивления полностью промытой зоны нефтенасыщенных пластов-коллекторов? 21. Напишите выражение для удельного электрического сопротивления полностью промытой зоны нефтенасыщенного неглинистого пласта. 22. Приведите выражение для расчета коэффициента вытеснения. Какие методы электрометрии используются для его определения при вскрытии разреза на минерализованной промывочной жидкости? Тесты для самостоятельной работы 1. Выберите методы ГИС для определения: а) коэффициентов водо-, нефтенасыщения в межзерновых коллекторах, б) сопротивления неизмененной части пластов-коллекторов в скважинах, заполненных пресной промывочной жидкостью при глубине зоны проникновения 1−1,5 м, в) сопротивления неизмененной части пластов-коллекторов по 31

данным в скважинах, заполненных минерализованной промывочной жидкостью при глубине зоны проникновения 0,2−0,5 м, г) сопротивления неизмененной части пластов-коллекторов в скважинах заполненных раствором на нефтяной основе: 1) микробоковой метод (МБК), 2) микрозондирование (МКЗ), 3) метод сопротивления экранированного заземления (БК), 4) индукционный метод (ИК), 5) высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование (ВИКИЗ). 2. Выберите методы ГИС для оценки газонасыщения в межзерновых газонасыщенных коллекторах: 1) ИК, 5) СП, 2) БК, 6) ИНГМ, 3) НГМ, 7) ГМ, 4) ННМт, 8) ГМ-С. 3. Выберите методы ГИС для: а) раздельного определения коэффициентов нефте- и газонасыщения в коллекторах с трехфазным насыщением, б) учета глинистости коллекторов при определении коэффициента нефтегазонасыщения по данным ГИС: 1) ИК, 5) СП, 2) БК, 6) ИНГМ, 3) НГМ, 7) ГМ, 4) ННМт, 8) ГМ-С. 4. Выберите пределы изменения показателя смачиваемости для гидрофобных межзерновых чистых (неглинистых) терригенных и карбонатных коллекторов: 1) n > 2, 2) n < 2, 3) n = 2. 5. Отметьте тип промывочной жидкости (ПЖ), при котором ис32

пользуются зависимости удельного электрического сопротивления ρп от объемной водонасыщенности Wв: 1) безводные ПЖ, 2) пресный глинистый раствор, 3) минерализованная ПЖ. 6. Выберите петрофизические связи, позволяющие учесть гидрофобность коллекторов при определении коэффициента нефтегазонасыщения по данным ГИС: 1) Рп = ƒ(Кп), 2) Рн = ƒ(Кв), 3) ρп = ƒ(Wв).

Примерные темы рефератов 1. Роль ученых кафедры геофизических информационных систем РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина в создании и развитии методик определения коллекторских свойств отложений по данным ГИС. 2. Петрофизика – основа количественной интерпретации данных ГИС. 3. Пути повышения эффективности ГИС при определения коллекторских свойств отложений. 4. Массовые и специальные исследования на керне. 5. Определение трещинной и кавернозной емкости сложнопостроенных коллекторов по данным волнового акустического каротажа. 6. Роль и назначение специальных геофизических исследований. 7. Определение эффективной толщины и коэффициента нефтегазонасыщенности коллекторов в тонкослоистом разрезе. 8. Способы выделения коллекторов со сложной структурой порового пространства в карбонатном разрезе по данным ГИС. 9. Оценка общей пористости и ее компонент в породах со сложной структурой порового пространства по комплексу ГИС. 33

10. Выделение и оценка битуминозных коллекторов по комплексу ГИС. 11. Модели коллекторов в терригенном разрезе и основные виды петрофизических связей, используемых при определении параметров для подсчета запасов углеводородов. 12. Характеристика и сравнительный анализ комплекса ГИС, используемого российскими и зарубежными сервисными компаниями. Основные преимущества и недостатки. 13. Комплекс геофизических исследований при контроле разработки нефтяных (газовых) месторождений. 14. Физические основы ядерно-магнитного каротажа. Влияние скорости ядерно-магнитного каротажа на точность определения петрофизических характеристик горных пород. 15. Информативность комплекса ГИС в нетрадиционных коллекторах нефти и газа.

34

Содержание

Предисловие .........................................................................................................

3

Разделы дисциплины ..........................................................................................

4

Методические указания к отдельным темам курса.....................................

5

1. Цели, задачи, этапы комплексной интерпретации данных ГИС. Комплексы ГИС для различных геолого-технологических условий ......

5

2. Литологическое расчленение геологических разрезов по геофизическим данным ........................................................................................................

8

3. Способы выделения коллекторов по данным ГИС .................................

11

4. Оценка характера насыщенности и определение эффективной толщины коллекторов. Определение положения водонефтяного и газожидкостных контактов ..................................................................................

17

5. Определение коэффициентов пористости коллекторов. Определение типа порового пространства. Оценка вторичной емкости коллекторов

21

6. Геофизические методы определения коэффициента проницаемости коллекторов. Определение прогнозных дебитов пластов-коллекторов .

25

7. Определение коэффициентов начальной, текущей и остаточной нефтегазонасыщенности ....................................................................................

29

35

Г.М. Золоева, Н.Е. Лазуткина

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

Редактор Л.А. Суаридзе Компьютерная верстка И.В. Севалкина

Подписано в печать 08.09.2011. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Гарнитура «Таймс». Усл. п.л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ №

Издательский центр РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Ленинский просп., 65 Тел./Факс: 8(499)233-95-44

36