Геофізичне моделювання з метою контролю вилучення вуглеводнів у процесі розробки продуктивних порід-колекторів складної будови (на прикладі родовищ ДДЗ) - Автореферат

Петрофізичні моделі таких порід відносяться до багатопараметричних, що, відповідно, знижує достовірність визначення петрофізичних параметрів за результатами геофізичних досліджень свердловин (ГДС). Використання сучасних геофізичних комплексів досліджень і впровадження компютерної обробки геофізичних даних розширює можливості застосування просторових моделей розподілу геологічних та геофізичних параметрів для визначення поточних значень насиченості і фільтраційних властивостей порід-колекторів складної будови, що, в свою чергу, підвищує достовірність геофізичного контролю розробки родовищ вуглеводнів. дослідити звязок характеру флюїдонасичення породи з фільтраційно-ємнісними властивостями порід-колекторів складної будови; удосконалити методику визначення поточного значення коефіцієнта газонасичення для порід з полімінеральним складом скелета породи за даними імпульсного нейтронного каротажу; уперше, на підставі досліджень нейтронної моделі порід складної будови, запропоновано розробку просторових схем розподілу часу життя теплових нейтронів у скелеті породи з урахуванням мінералогічної і літологічної характеристики продуктивних порід, на основі яких удосконалено методику визначення поточного коефіцієнта насичення, що дає змогу підвищити ефективність контролю за вилученням вуглеводнів;Геологічні характеристики продуктивних комплексів газових родовищ ДДЗ (Пролетарського, Розпашнівського, Тимофіївського та іншіх) у більшості випадків мають складну структуру порового простору і полімінеральний склад скелета породи. Використання таких моделей для визначення фільтраційних властивостей порід-колекторів складної будови ускладнюється через неможливість урахування неоднорідності параметрів структури порового простору. Головною особливістю методики визначення коефіцієнта проникності за геофізичною інформацією повинна бути модель, у якій надається перевага проведенню ідентифікації порід за характеристиками порового простору, а не визначенню параметрів структури порового простору. Визначення впливу мінеральної мінливості скелета породи на величину часу життя теплових нейтронів у флюїдонасичених покладах представляє дуже складну задачу, для розвязання якої запропоновано декілька способів урахування мінерального складу скелета породи, це серед яких: технологія нагнітання у свердловину двох водних розчинів із різними нейтронними властивостями за рахунок зміни концентрації хлору (CACL2); методика кількісної оцінки насиченості на основі використання реперних пластів із відомими максимальними і мінімальним значеннями коефіцієнта насичення. Велика кількість структурних параметрів і складність їх визначення за допомогою лабораторних і свердловинних досліджень створила умови, за яких для стохастичного моделювання звязків фільтраційних і геофізичних параметрів використовують, в основному, інтегральні параметри характеристики порового простору: відкрита, загальна та ефективна пористість (залишкова водонасиченість).Геофізичне моделювання фільтраційних властивостей і нейтронної характеристики порід-колекторів складної будови дало змогу вивчити особливості причин неадекватності звязків геологічних і фізичних параметрів. 2 Дослідженнями звязку фільтраційно-ємнісних властивостей з фізичними параметрами доведено, що параметри структури порового простору є домінуючими чинниками (розмір пор та їх форма, шляхи зєднання між порами, властивості порових стінок, кількість великих пор і малих, їх співвідношення тощо), що впливають на диференціацію фільтраційних властивостей порід-колекторів складної будови за умов однакового обєму пор. досліджено, що градієнт зміни опору породи зі збільшенням тиску вилучення флюїду з порового простру має чітку залежність від структури і геометрії пор, що дає змогу проводити ідентифікацію колекції зразків порід-колекторів на групи за ознаками властивостей порового простору. 4 На основі даних лабораторних досліджень кернового матеріалу теоретично і практично доведено, що головною умовою для уніфікації методики визначення коефіцієнта проникності за геофізичною інформацією необхідно провести ідентифікацію продуктивних відкладів за властивостями структури порового простору, а не збільшувати кількість параметрів моделі зі структурних характеристик їх пор.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У дисертаційній роботі розвязуються актуальні задачі геофізичного контролю процесу вилучення вуглеводнів з продуктивних пластів нафтогазових родовищ ДДЗ, представлених породами складної будови. Неоднорідність мінералогічного складу скелета породи-колектора та різноманітність будови порового простору зумовлює неадекватність відображення фільтраційно-ємнісних властивостей у геофізичних полях. Геофізичне моделювання фільтраційних властивостей і нейтронної характеристики порід-колекторів складної будови дало змогу вивчити особливості причин неадекватності звязків геологічних і фізичних параметрів.

Найважливіші наукові та практичні результати дисертаційної роботи такі: 1 Уперше доведено, що висока відносна похибка визначення коефіцієнта проникності за геофізичними даними зумовлена використанням інтегральних характеристик будови порового простору породи-колектора (коефіцієнта пористості, залишкової водонасиченості) у встановленні емпіричних залежностей.

2 Дослідженнями звязку фільтраційно-ємнісних властивостей з фізичними параметрами доведено, що параметри структури порового простору є домінуючими чинниками (розмір пор та їх форма, шляхи зєднання між порами, властивості порових стінок, кількість великих пор і малих, їх співвідношення тощо), що впливають на диференціацію фільтраційних властивостей порід-колекторів складної будови за умов однакового обєму пор.

3 На підставі модельних досліджень взаємозвязків параметрів порід-колекторів з фізичними властивостями отримані нові результати: - встановлено, що показники степеневої функції параметра збільшення електричного опору колектора і коефіцієнта водонасичення залежать від розподілу фільтраційних властивостей порід-колекторів;

- досліджено, що градієнт зміни опору породи зі збільшенням тиску вилучення флюїду з порового простру має чітку залежність від структури і геометрії пор, що дає змогу проводити ідентифікацію колекції зразків порід-колекторів на групи за ознаками властивостей порового простору.

4 На основі даних лабораторних досліджень кернового матеріалу теоретично і практично доведено, що головною умовою для уніфікації методики визначення коефіцієнта проникності за геофізичною інформацією необхідно провести ідентифікацію продуктивних відкладів за властивостями структури порового простору, а не збільшувати кількість параметрів моделі зі структурних характеристик їх пор.

5 Доведено, що за результатами гранулометричного аналізу порід-колекторів можна проводити класифікацію ідентичності звязку параметрів розподілу діаметра зерен скелета з фільтраційними властивостями за умови однакового обєму порового простору;

6 Моделювання нейтронних характеристик продуктивних порід-колекторів, представлених поліміктовим складом скелета дало можливість: - встановити основні перешкоди визначення поточного коефіцієнта насиченості методом імпульсного нейтронного каротажу;

- удосконалити методику визначення поточного коефіцієнта насичення на основі розроблених просторових схем розподілу часу життя теплових нейтронів для продуктивних відкладів з урахуванням мінералогічної та літологічної характеристик;

- розробити нову технологію використання методу нейтронного каротажу для спостереження за ефективністю закачування і відбору газу з природних сховищ.

7 На основі дослідження звязку швидкості пружної хвилі з характеристиками мінерального складу порід і цементу створено нову технологію оцінки впливу властивостей цементу та ступеня щільності зерен скелету на інтервальний час проходження пружної хвилі у визначені коефіцієнта пористості методом акустичного каротажу.

8 Аналіз фільтраційно-ємнісних і геофізичних характеристик продуктивних пластів Пролетарського газоконденсатного родовища вказує на те, що в межах одного продуктивного горизонту породи характеризуються різною структурою порового простору. За результатами досліджень виділені зони з ідентичною характеристикою порового простору.

9 Розроблено диференційну модель фільтраційних властивостей продуктивних відкладів Пролетарського газового родовища, на основі якої проведено аналіз фільтраційних властивостей продуктивних порід і виявлено зони підвищених фільтраційно-ємнісних властивостей, а також раціональний вибір свердловин для подальшої експлуатації на завершальній стадії вилучення газу.

ПЕРЕЛІК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Старостін В.А. Використання методу гама-спектрометрії при врахуванні впливу поліміктового складу скелета породи на нейтронні властивості покладів / В.А. Старостін, В.В. Федорів, А.В. Старостін // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 1997. - 34 (Том 1). - С.33 - 39. (Особистий внесок - проведено дослідження і зроблено розрахунки впливу полімінерального складу породи на час життя теплових нейтронів. Участь автора 35%).

2. Старостін В.А. Виділення стратиграфічної границі між візейським та турнейським ярусами за даними гама-спектрометрії / В.А. Старостін, Д.Д. Федоришин, В.В. Федорів, А.В. Старостін // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 1999. - № 36 (Том 1). - С.152 - 161. (Особистий внесок -обробка результатів гамма-спектрометричного аналізу керна і розрахунки співвідношень концентрацій радіоактивних елементів. Участь автора 30%.).

3. Старостін В.А. Аналіз методик визначення фільтраційних властивостей колекторів за даними геофізичних досліджень свердловин / В.А. Старостін, А.В. Старостін // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2002. - № 3(4). - С.18 - 23. (Особистий внесок - збір матеріалу з характеристик фільтраційних моделей. Аналіз недоліків і переваг використання результатів ГДС. Участь автора 80%).

4. Старостін В. А. Використання техногенних джерел температури при контролі за ефективністю розкриття пластів нафтогазових родовищ / В.А. Старостін, В.Й, Прокопів, Д.Д. Федоришин, В.В. Гладун, А.В. Старостін // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. - 2003. - № 3(8). - С.81 - 86. (Особистий внесок - теоретичне обґрунтування можливості опису процесу вибуху імпульсним джерел тепла і розрахунки теплового поля свердловини. Участь автора 40%).

5. Старостін В.А. Можливості ідентифікації колекторів Семенівського родовища за параметрами порового простору / В.А. Старостін, І.О. Федак, А.В. Старостін // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2004. - № 4(13). - С.48 - 52. (Особистий внесок - аналіз параметрів геофізичних полів з метою оцінки структури порового простору порід-колекторів. Участь автора 35%).

6. Старостін А.В. Вплив вторинних процесів утворення порід-колекторів на достовірність визначення коефіцієнта пористості методом акустичного каротажу / А.В. Старостін, О.Н. Струтинська, В.А. Старостін. // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. - 2005. - № 1(10). - С.25 -29. (Особистий внесок - теоретично обґрунтовано вплив ступеня регенерації зерен скелета породи на швидкість проходження пружних хвиль. Участь автора 75%.).

7. Старостин В. А. Оценка характера обводнения нефтяных месторождений на основе построения фильтрационной модели по результатам ГИС / В.А. Старостин, Д.Д. Федорышын, И.О. Федак, А.В. Старостин // Науч.-техн. вестник „Каротажник”. - Тверь, 2005. - № 3-4(130-131). - С.102 - 110. (Особистий внесок - запропоновано методологію визначення фільтраційних властивостей порід методами геофізичних досліджень. Участь автора 40%.).

8. Старостін В.А. Побудова фільтраційної моделі Семенівського нафтового родовища за геофізичною інформацією / В.А. Старостін, Д.Д. Федоришин, І.О. Федак, А.В. Старостін // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2005. - № 3 (16). - С.25 - 29. (Особистий внесок - запропоновано методологію визначення фільтраційних властивостей порід методами геофізичних досліджень. Участь автора 35%.).

9. Старостін А.В. Дослідження впливу структури порового простору на звязок колекторських і фільтраційних властивостей гірських порід (на прикладі нафтогазових родовищ ДДЗ) / А.В. Старостін // Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. - 2006. - № 1(13). - С.12 - 20.

10. Старостін А.В. Методичні особливості комплексу геофізичних досліджень технічного стану обсадних та експлуатаційних колон / А.В. Старостін // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2006. - № 1 (18). - С. 87 - 91.

11. Старостін В.А. Можливості застосування ІННК при визначенні поточних значень коефіцієнта нафтонасичення в відкладах поліміктового складу ДДЗ / В.А. Старостін, В.В. Федорів, А.В. Старостін // Тези доповідей науково-технічної конференції професорсько-викладацького складу університету; Івано-Франківський державний технічний університет нафти і газу. - Івано-Франківськ, 1998. - С.139. (Особистий внесок - зроблено опис характеристики нейтронних властивостей порід поліміктового складу. Участь автора 30%.).

12. Старостін В.А. Методика комплексної інтерпретації імпульсного нейтрон-нейтронного каротажу та гама-спектрометричного каротажу / В.А. Старостін, В.В. Федорів, А.В. Старостін: збірник наукових праць. За Матеріалами 5ої Міжнародної конференції „Нафта-Газ України-98”, Полтава, 15 - 17 вересня ”, том 1. - Полтава, 1998. - С.409 - 410. (Особистий внесок - зроблено розрахунки часу життя теплових нейтронів за результатами гамма-спектрометрії і мінералогічного опису шліфів. Участь автора 40%.).

13. Старостін А.В. Використання розподілу відносного електричного опору у функції поточного водонасичення для оцінки структури порового простору пластів-колекторів / А.В. Старостін // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції 16-20 травня 2005. „Наукові дослідження - теорія та експеримент 2005”. - Полтава, ПОЛТНТУ ім. Ю.Кондратюка, 2005. - С.9-10.

14. Старостін А. В. Комплексне вивчення технічного стану експлуатаційних колон методами геофізичних досліджень / А.В. Старостін // Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції. Том. 8, 2005. „Розвиток наукових досліджень”. - Полтава, „Інтер Графіка”, 2005. - С.156 - 157.

15. Федоришин Д.Д. Вплив процесу регенерації зерен гірських порід на їх акустичні властивості / Д.Д. Федоришин, А.В. Старостін // Міжнародної наукової конференції. Проблеми геології та нафтогазоносності Карпат. НАН Ураїни ІГГГК. - Львів, 2006. - С 225 - 227. (Особистий внесок - запропоновано геоакустичну модель для порід з регенерованими зернами скелета. Участь автора 80%.).

Размещено на .ru