Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Министерство образования и науки Украины

Ивано-Франковский национальный технический

университет нефти и газа

Прокопов Владимир Иосифович

УДК 553.982.04: 550.83

Физико-геологические модели для определения емкостных

характеристик пород-коллекторов сложного строения по данным ГИС

(на примере нефтяных и газовых месторождений Карпатского региона

и Северного Донбасса)

Специальность 04.00.22 Геофизика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геологических наук

Ивано-Франковск 2004

Актуальность темы

Работа выполнена в Ивано-Франковском национальном техническом университете нефти и газа Министерства образования и науки Украины

Научный руководитель: - доктор геологических наук, профессор Федоришин Дмитрий Дмитриевич, Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа Министерства образования и науки Украины, заведующий кафедрой геофизических исследований скважин

Официальные оппоненты:

- доктор геологических наук, доцент Выжва Сергей Андреевич, Киевский национальный университет им. Т.Шевченко Министерства образования и науки Украины, заведующий кафедрой

- кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Куровец Игорь Михайлович, Институт геологии и геохимии горючих ископаемых НАН Украины, заведующий отделом

Ведущая организация:

Государственный геологоразведочный институт Государственного комитета природных ресурсов Украины, г. Киев

Защита состоится "11" февраля 2005 в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 20.052.01 в Ивано-Франковском национальном техническом университете нефти и газа по адресу 76019, г.. Ивано-Франковск, ул. Карпатская, 15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивано-Франковского национального технического университета нефти и газа (76019, г.. Ивано-Франковск, ул. Карпатская, 15)

Автореферат разослан"6" января 2005г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук ____________ А.А. Жученко

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Обеспеченность Украины топливно-энергетическими ресурсами является главным направлением развития национальной экономики. Важной проблемой, направленной на увеличение добычи нефти и газа, является повышение достоверности обнаружения продуктивных пластов-коллекторов в разрезах скважин со сложным строением. Выявление пластов зависит от создания оптимальной интерпретационной системы обработки данных геофизических исследований скважин и лабораторных измерений петрофизических параметров. Геофизические системы интерпретации данных геофизических исследований скважин (ГИС) тесно связанные с необходимостью петрофизических обоснования алгоритмов определения фильтрационно-емкостных характеристик продуктивных залежей. Для коллекторов со сложным строением создания петрофизических обоснования осложняется багатопараметричнистю описания физико-геологических моделей. Существующие технологии создания моделей в этих условиях не удовлетворяют требованиям к точности определения фильтрационно-емкостных параметров и характера насыщения пород-коллекторов. Диссертационная работа посвящена разработке новых методико-технологических направлений построения физико-геологических моделей.

Задача на создание физико-геологических моделей на основе комплексного изучения результатов лабораторных петрофизических измерений и промыслово-геофизической информации остается также актуальным в изучении разрезов скважин, представленных породами со сложной структурой порового пространства и неоднородным минералогическим составом их скелета. В этом случае возрастает роль информации, полученной по результатам прямых методов, в частности, спонтанной поляризации и гамма-каротажа, а также вторичных гамма-гамма и нейтронных методов.

Св Связь работы с научными программами, планами, темами. Научное направление данной работы непосредственно связаноой с производственными планами и задачами Ивано-Франковской экспедиции геофизических исследований в скважинах ДПГ "Укргеофизика", с выполнением производственных и научно-исследовательских работ по оценке пидрахункових параметров сложнопостроенных коллекторов нефти и газа, а также научно-исследовательскими работами кафедры геофизических исследований скважин ИФНТУНГ с ГП "Науканафтогаз". Большинство информации, полученной в результате выполнения диссертационной работы, учитывалось в оперативных и сводных геофизических заключен на испытания продуктивных пластов.

Отдельные результаты, которые вошли в положение, защищаемых полученные в процессе выполнения научно-исследовательской работы с ГП "Науканафтогаз" (Отчет, государственный регистрационный номер 0104U009219).

Разработанные автором физико-геологические модели и способы интерпретации результатов ГИС непосредственно эт связанные с научным обоснованием государственных программ и планов, научно-исследовательских разработок открытого акционерного общества "Укрнафта".

Цель и задачи исследования. Целью исследований является совершенствование и повышение эффективности системы интерпретации геофизической информации для определения фильтрационно-емкостных параметров и характера насыщения сложнопостроенных продуктивных пород-коллекторов нефтегазовых месторождений Карпатского региона и Днепровско-Донецкой впадины за счет внедрения в производство новых технологий построения физико-геологических моделей.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

- проанализировать и установить причины невысокой эффективности геофизических исследований скважин при использовании стандартных технологий и методик интерпретации полученных результатов;

- исследовать чувствительность и разрешение измерительных установок в процессе определения параметров интегрального природного гамма-поля в лабораторных и скважинных условиях для анализа адекватности систем измерения интенсивности гамма-поля;

- создать и научно обосновать предпосылки использования фильтрацийних потенциалов естественной поляризации для выделения трещинных коллекторов и оценки их характера насыщения;

- провести анализ источников возникновения электродвижущей силы в скважине и исследовать возможности построения физико-геологических моделей на основе использования динамических параметров потенциалов самопроизвольной поляризации;

- установить корреляционные н связки между емкостными свойствами и геофизическими параметрами с целью создания физико-геологических моделей пород-коллекторов со сложной структурой порового пространства и изменчивым минералогическим составом для различных стратиграфических толщ Карпатского региона и Северного Донбасса;

- создать интерпретационную физико-геологическую модель для оценки пористости коллекторов сложного строения нефтяных и газовых месторождений Карпатского региона и Северного Донбасса по данным метода плотностного гамма-гамма каротажа (ГГК-Г)

- разработать способы оценки коэффициентов газонасыщения коллекторов верхньобаденських отложений по данным ГИС в условиях небольших глубин.

Об объект исследований. Породы-коллекторы производительных палеогеновых отложений Бориславская-Покутской зоны Предкарпатского прогиба, отложений верхней юры, верхнего мела и неоген-палеогеновых толщ ЛОПУШНЯНСКИЙ нефтяного месторождения, верхньобаденських и сарматских отложений газовых месторождений Бильче-Волицкой зоны, отложений среднего карбона Северного Донбасса и терригенно-вулканогенные породы Предкарпатского и Закарпатского прогибов со сложным минеральным составом и структурой порового пространства и отражения их в измеренных геофизических полях .

Предмет исследований. Физико-геологические модели пород-коллекторов сложного строения и их применение в интерпретационной системе обработки геофизической информации.

Методы исследования. Статистические методики обработки геофизической информации, анализ результатов лабораторных и скважинных исследований пород-коллекторов геологического разреза, представленного палеогеновыми и миоценовыми отложениями. Сравнительно-математичний анализ на основе теоретических и экспериментальных моделей.

Фактический материал. Результаты геофизических исследований скважин и анализов кернового материала, полученные в процессе изучения геологического разреза, наполненные породами со сложным строением и типичными породами мономиктового состава, результатов испытаний продуктивных залежей, фондовые и опубликованные материалы научно-исследовательских работ, проектов поисково-разведочных и эксплуатационных работ.

Научная новизна полученных результатов. Проведены теоретические и практические исследования позволили получить следующие научные и практические результаты:

- сформулированы основные положения и направления создания физико-геологической модели для коллекторов сложного строения на базе петрофизической и геофизической информации;

- обоснованно физико-геологическую модель измерения интенсивности естественной радиоактивности горных пород со сложной минералогической и структурным строением на основе адекватности процесса измерения распределения радиоактивных изотопов в лабораторных и скважинных условиях;

- теоретически обоснована и практически доказана необходимость исследования динамических параметров изменения потенциалов самопроизвольной поляризации;

- предложена унифицированная схема использования динамических моделей формирования потенциалов самопроизвольной поляризации для выделения продуктивных интервалов по характеру флюидонасичення коллектора;

- разработана методика определения типа неоднородности пород-коллекторов сложного строения, позволяет учесть минеральную неоднородность матрицы породы;

- создан физико-геологическую модель пород-коллекторов сложного строения на основе критериев петрогустиннои неоднородности;

- научно обоснована эффективность результатов метода ГГК-Г для определения емкостных параметров сложнопостроенных геологических разрезов.

Основные положения, защищаемые. Для достижения цели диссертационной работы соискателем предложены новые научные результаты, имеющие научную и практическиев ценность:

1. Созданные физико-геологические модели коллекторов сложного строения на основе использования динамических параметров процесса измерения геофизических полей с учетом адекватности регистрации геофизических и петорофизичних параметров, является базой интерпретации результатов ГИС.

2. Интерпретационная система определения неоднородности пород-коллекторов сложного строения на основе физико-геологической модели повышает информативность геофизических исследований, вызывает однозначность оперативных заключений по определению характера насыщения и повышает достоверность оценки их фильтрационно-емкостных параметров.

3. Плотностного гамма-гамма каротаж является приоритетным в определении емкостных параметров пород-коллекторов со сложной минералогической и структурным строением в условиях Карпат.

Практическое значение полученных результатов. Разработанные физико-геологические модели параметров сложнопостроенных коллекторов используются для определения коэффициентов пористости пород-коллекторов на этапе оперативной интерпретации, а также на этапе обобщения результатов исследований и подсчетов запасов нефти и газа. Методико-технологический подход к созданию модели формирования естественной радиоактивности с учетом функции изменения потенциалов самопроизвольной поляризации, которая учитывает неоднородность коллекторов, используется для совершенствования методики интерпретации геофизической информации в ходе исследований пород коллекторов со сложным строением. Полученные зависимости были использованы для оценки запасов на Лопушнянском нефтяном месторождении и запасов газа на Дебеславицькому газовом месторождении.

Личный вклад соискателя. В течение двух десятилетий (с 1977) автор диссертации лично совершенствовал процессы обработки и интерпретации результатов геофизических исследований скважин, научно обосновал применение отдельных геофизических методов и методик с целью повышения эффективности геофизических исследований, работая на должностях начальника геологического отдела и главного геолога Ивано-Франковской експедиции геофизических исследований скважин. Автором диссертации осуществлен анализ результатов исследования керна, построены графики и рассчитаны зависимости между пористостью и о емкой плотностью пород верхньобаденських отложений. Предложено использование динамической модели спонтанной поляризации для определения характера насыщения сложнопостроенных терригенных коллекторов. На основании анализа петрофизических свойств керна и геофизических исследований скважин разработаны критерии оценки геолого-геофизических неоднородностей сложнопостроенных пород-коллекторов.

Сформулированы основные положения и направления построения физико-геологических моделей для коллекторов сложного строения и предложено использование динамических характеристик полей и факторы адекватности процесса измерения физических параметров в скважине к параметрам системы наблюдения в лабораторных условиях.

Апробация результатов диссертации. Результаты исследований, изложенных в диссертации, докладывались на научных и научно-технических конференциях, а именно: Всесоюзной наук. техн. конференции "Вскрытие продуктивных горизонтов и освоение нефтяных скважин" (Ивано-Франковск, 1982); на VИИИ юбилейной научно-техн. конференции молодых ученых и специалистов УкрГГРИ (Чернигов, 1982); на республиканской научно-техн. конференции "Повышение эффективности геофизических исследований глубоких и сверхглубокого скважин в нефтегазоносных провинциях Украины" (Симферополь, 1982); на 6-й Международной наук.-пр. конференции "Нефть и газ Украины 2000" (Ивано-Франковск, 2000); Международной наук. конференции "Геология горючих ископаемых Украины" (Львов, 2001).

Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 17 работах, из них научных статей - 10, тезисов докладов - 7, единоличных статей 4, тезисов докладов без соавторов - 4. По теме диссертации опубликовано в журналах, рекомендованных ВАК Украины, 10 статей.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованнойх источников на 211 страницах печатного текста, иллюстрируется 23 таблицами, 34 рисунками, библиография включает 111 наименования.

Автор считает своим обязанности связью выразить искреннюю благодарность научному руководителю доктору геологических наук, профессору Д.Д. Федоришину за руководство и постоянную поддержку в процессе выполнения диссертационной работы.

Автор выражает благодарность кандидату геолого-минералогических наук, доценту В.И.Грицишину, кандидату геолого-минералогических наук, профессору В.П.Степанюку, кандидату геолого-минералогических наук В.И. Догаев, начальнику геологического отдела Ивано-Франковской экспедиции геофизических исследований скважин С.Ф.Кучеру, главному геологу Ивано-Франковской экспедиции геофизических исследований скважин А.В. Булмасову за ценные советы и практическое внедрение результатов.

Основное содержание работы

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАЗВИТИЯ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ емкостных характеристик продуктивных отложений со сложным строением

Изучению коллекторских свойств и созданию моделей продуктивных отложений нефтегазовых месторождений Предкарпатского прогиба посвящено значительное количество научных работ и исследовательских работ учеными Антиповым В.И., Мельничуком М.И., Лизанцем В.Г., Бортницькою В.М., Бубликом С. В., Филипчук Б.А., Крыловым Н.И., Вульчин Е.И.], Грицишиным В.И., Новоселецкий Р.М., Предтеченской Н.С., Кухтиной И.Н., Мончака Л.С ., Сафаровым И.П. и др .. Работы направлялись на исследование н связей геолого-петрофизических и геофизических параметров и на развязку Обязательства задач отображения свойств геологической среды в физических полях. В своей основе это - многопараметрическая и очень сложная задача, для разв связи которой используются различные статистические и аналитические методы. Породы-коллекторы сложного строения характеризуются большим количеством параметров, которые не всегда освещают геологический о объект, что приводит к увеличению неоднозначности развязку Обязательства геологической задачи.

Анализ результатов геолого-геофизических исследований в Карпатском регионе и Северном Донбассе указывают на присутствие в породах-коллекторах практически всех признаков сложнопостроенных коллекторов, которые затрудняют однозначность интерпретации данных ГИС, что требует создания предпосылок для разработки нового подхода обработки петрофизической и геофизической информации.

Одним из перспективных направлений подхода к интерпретации результатов геолого-геофизических исследований является моделирование конкретных ситуационных признаков коллекторских свойств пород для разного типа геологических разрезов.

Вопросу создания моделей, характеризующих н связь физических и геологических параметров среды, посвящен ряд научных и прикладных исследований учеными Кобрановою В.Н., Дахнов А.В., Елланский Н.Н., Авчаном М., Леонтьевым Е.И., Дахнов В.Н., вендельштейн Б.Ю., Изотовой Т.С., Курганским В.М., Резванова Р.А., и другими. В работе проанализированы особенности физического, математического, петрофизических, стохастического и системного моделирования, раскрыты положительные и отрицательные аспекты отдельных систем моделирования, обобщены и формализованы моделирования как физико-геологическое. Физико-геологическая модель это образ, описывающий процесс взаимодействия физических явлений, происходящих в геологической среде.

Формализация процесса проведения моделирования позволила четко определять возможности параметрического описания геологического о объекта на основе существующей измерительной информации и направлять процесс моделирования для исследования отдельных особенностей коллекторов сложного строения. Указано, что четкого разграничения отдельных форм моделирования в эволюционном аспекте не существует. В разделе рассмотрен пример эволюции создания модели электропроводности горных пород простой и сложного строения, из которого видно возможность перехода форм моделирования от физического к математическому моделированию и наоборот. Итак, для создания физико-геологических моделей необходимо проанализировать состояние процесса моделирования и определить, какая форма модельюния может быть доминирующей.

Исследование пород коллекторов сложного строения путем теоретического моделирования позволяет устанавливать локальные неоднородности в характеристике физического поля. Однако форма теоретического моделирования выступает как описание модели "Чистого песчаника" и может быть одним из операторов построения методики относительного (нормализационного) анализа исследования сложнопостроенных пород-коллекторов.

Моделирование на основе отдельных форм, с использованием комплексной геолого-геофизической информации дает возможность создавать интерпретационные геофизические модели. Комплексный подход для построения интерпретационной модели также методологическим инструментом, но как отмечает М.М. Елланский, использование его для сложных, слабо организованных, диффузных систем исследованы недостаточно. Методологически комплексный подход о объединяет разнородную информацию и позволяет получить более полное описание геологического о объекта аддитивным путем. Во время физико-геологического моделирования информация от различных источников складывается не аддитивной, а эмерджентные форме. Это означает, что созданная модель по суммарной информации характеризуется новыми качественными изменениями. Иными словами характеристика модели меняется не только количественно, но и качественно.

Проведенный анализ создания моделей указывает на необходимость расширения форм физико-геологического моделирования. Предложены два новых направления создания физико-геологических моделей, а именно: построение физико-геологической модели на основе использования информации с динамических параметров физического поля, которое отображается в геологической среде и построение физико-геологической модели на основе использования фактора адекватности процесса измерений петрофизических параметров в скважинных и лабораторных условиях.

ПОСТРОЕНИЕ Физико-геологических моделей коллекторов сложного УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ емкостных параметров продуктивных отложений

Физико-геологическое моделирование является очень важным процессом при интерпретации геофизической информациии совершенствование системы наблюдений для измерений геофизических полей. Для осуществления указанных возможностей в работе обосновано расширение методико-технологических основ физико-геологического моделирования сложнопостроенных коллекторов.

Создание физико-геологических моделей н связи глинистости и интенсивности естественного гамма-излучения для сложнопостроенных коллекторов является важной задачей, поскольку содержание глинистого материала определяет как коллекторские свойства пород, так и методико-технологические способы разработки продуктивных пластов.

Проведенный анализ методик определения содержания глинистости горных пород по результатам метода гамма-каротажа позволил установить, что все они характеризуются степенной функцией изменения глинистости с показателем степени от 1,0 до 0,3. Показатель степенной функции приводит разницу в условиях формирования горных пород. Линейный характер модели можно привести только в ограниченных пределах изменения глинистости и при наличии цемента с глинистой основой одного минерального состава.

Одним из основных аспектов определения параметров зависимости является исследование природы источников, образующих гамма-поле. Исследования авторов Ф.А. Алексеева, И.В. Головацкий, Д.А. Кожевникова, В.Я.Бардовского, а также наши исследования пород ЛОПУШНЯНСКИЙ нефтяного месторождения установили, что концентрации радиоактивных элементов в породе д связанные с количеством глинистого цемента и минеральным составом. Для пород, характеризующихся полиминеральные составом скелета, нарушается н связь дисперсной фракции породы с содержанием радиоактивных элементов, в результате чего значительно усложняется определения коэффициентов зависимости

Загрузка...

Страницы: 1 2 3