Способ оценки фазового состояния углеводородов и их насыщения в пластах-коллекторах обсаженных газовых и нефтегазовых скважин
METHOD FOR ESTIMATING THE PHASE CONDITION OF HYDROCARBONS AND THEIR SATURATION IN SLAYS-COLLECTORS OF THE EXTERNAL GAS AND OIL AND GAS WELLS

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли промышленности и предназначено для диагностики прискважинной зоны коллекторов с целью определения насыщения и фазового состояния углеводородов в пластах-коллекторах газовых и нефтегазовых скважин комплексом разноглубинных нейтронных методов.
Известен способ определения состава углеводородов в пластах-коллекторах нефтегазовых скважин путем зондирования прискважинной зоны комплексом разноглубинных нейтронных методов 3СНГК+2ННКт (Лысенков А.И., Даниленко В.Н., Иванов Ю.В., Судничникова Е.В., Борисова Л.К., Егурцов С.А. Определение неоднородностей флюидного состава углеводородов в прискважинной зоне путем зондирования комплексом нейтронных методов в скважинах старого фонда. НТВ «Каротажник», Тверь: изд. АИС, 2015, вып. 4 (250), с. 3-6.).
Недостатком этого способа является существенное влияние ядерно-физических свойств химических элементов, обладающих высокими поглощающими нейтронными свойствами, на показания зондов ННКт (нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам) и гамма-излучающих свойств химических элементов при захвате тепловых нейтронов, находящихся в промывочной жидкости или жидкости глушения, на показание зондов СНГК (спектрометрический нейтронный гамма каротаж).
Известен способ определения состава углеводородов в пластах-коллекторах нефтегазовых скважин (Патент РФ №2439622. / Лысенков А.И., Лысенков В.А., Осипов А.Д., заяв. 26.08.2010; опуб. 10.01.2012, Бюл. №1.).
мз
бз
п
п
мз
бз
ж
м
ннк
ж
п
м
п
ннк
п
н
ж
н
м
ннк
ж
ж
м
м
В известном способе используют спектрометрический нейтронный гамма каротаж и двухзондовый нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам (СНГК+2ННКт) для измерения интенсивностей потоков тепловых нейтронов на малом J и большом J зондах метода 2ННКт, с последующим определением функции пористости F(K) как отношения интенсивностей потоков тепловых нейтронов на малом и большом зондах F(K)=J : J 2ННКт, осуществляют вычисление функции хлора «жесткая» F(Cl) - спектральные интенсивности ГИРЗ в области более 2,3 МэВ, вычисление функции хлора «мягкая» F(Cl) - спектральные интенсивности ГИРЗ в области менее 2,3 МэВ, вычисление функции F(Cl) с использованием интенсивностей потоков тепловых нейтронов на большом и малом зондах метода 2ННКт, построение на кросс-плотах F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) зависимостей, соответствующих водонасыщенным пластам (ВП), нефтенасыщенным пластам (НП) и газонасыщенным пластам (ГП), вычисление функций, связанных с содержанием хлора в коллекторе, и вычисление по формулам коэффициента нефтенасыщенности К - по функции F(Cl), коэффициента нефтенасыщенности К - по функции F(Cl) в условиях минерализованных пластовых вод, при этом функцию F(Cl) вычисляют как обратную величину произведения потоков тепловых нейтронов на большом и малом зондах с использованием метода спектрометрического нейтронного гамма-каротажа по хлору (СНГК-Cl): , функцию хлора «жесткая» F(Cl) вычисляют как отношение квадрата спектральной интенсивности ГИРЗ в области более 2,3 МэВ - J к произведению потоков интенсивностей тепловых нейтронов большого и малого зондов методом 2ННКт: , функцию хлора «мягкая» F(Cl) вычисляют как отношение квадрата спектральной интенсивности ГИРЗ в области менее 2,3 МэВ - J к произведению потоков интенсивностей тепловых нейтронов большого и малого зондов методом 2ННКт: .
В известном способе частично используются данные вычисления аналитических параметров нейтронных методов для оценки геологических параметров насыщения.
Недостатком известного способа является не полностью раскрытые потенциальные аналитические возможности комплекса нейтронных методов по зондированию прискважинной зоны для определения фазового состояния углеводородов с вычислением геологических параметров насыщения пластов-коллекторов на различном удалении от стенки эксплуатационной колонны.
Техническим результатом, достигаемым применением заявляемого способа оценки фазового состояния углеводородов и их насыщения в пластах-коллекторах обсаженных газовых и нефтегазовых скважин, является расширение функциональных возможностей нейтронных методов для определения фазового состояния углеводородов и оценки насыщения пластов-коллекторов углеводородами на различном удалении от стенки эксплуатационной колонны газовых и нефтегазовых скважин путем применения многозондового нейтронного каротажа с последующим вычислением комплексных параметров, тесно связанных с аномальными нейтронными свойствами углеводородных флюидов, насыщающих поровое пространство пластов-коллекторов.
мз
бз
пт
пт
мз
бз
ннкт
мз
бз
жт
ж
мт
м
жт
пт
мт
пт
ннкт
пт
пт
ннкт
пт
ннкт
мзн
бзн
пнт
пнт
мзн
бзн
ннкнт
мзн
бзн
жнт
жн
мнт
мн
жт
пт
жнт
пнт
мт
пт
мнт
пнт
ннкт
пт
ннкнт
пнт
п
ннкт
ннкнт
н
нг
г
н
п
нг
п
г
п
ннкт
ннкнт
ннкт
ннкнт
Указанный технический результат достигается тем, что в способе оценки фазового состояния углеводородов и их насыщения в пластах-коллекторах обсаженных газовых и нефтегазовых скважин, содержащем измерение интенсивностей потоков тепловых нейтронов J и J на малом и большом зондах нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам 2ННКт и спектральной интенсивности ГИРЗ (гамма-излучение радиационного захвата нейтронов) спектрометрического нейтронного гамма каротажа СНГК, вычисление функции пористости F(K) как отношения интенсивностей потоков тепловых нейтронов на малом и большом зондах 2ННКт: F(K) - J : J и вычисление функции насыщения по хлору F(Cl) как обратной величины произведения измеренных потоков J, J на малом и большом зондах 2ННКт: , вычисляют функцию хлора «жесткая» F(Cl) как отношение квадрата спектральной интенсивности ГИРЗ в области более 2,3 МэВ - J к произведению потоков интенсивностей тепловых нейтронов большого и малого зондов 2ННКт: , функцию хлора «мягкая» F(Cl) вычисляют как отношение квадрата спектральной интенсивности ГИРЗ в области менее 2,3 МэВ - J к произведению потоков интенсивностей тепловых нейтронов большого и малого зондов 2ННКт: , производят построение на кросс-плотах F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) зависимостей с последующим кросс-плотным анализом F(K) и F(Cl) в декартовой системе координат (XY), в которой ось абсцисс X - функция пористости F(K), а ось ординат Y - функция насыщения по хлору F(Cl), в отличие от известного дополнительно проводят двухзондовый нейтрон-нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам - 2ННКнт в комплексе с СНГК и по результатам измерения интенсивностей потоков нейтронов J и J на малом и большом зондах нейтрон-нейтронного каротажа по надтепловым нейтронам 2ННКнт и спектральной интенсивности ГИРЗ производят вычисление функции пористости F(K) как отношения интенсивностей потоков надтепловых нейтронов на малом и большом зондах 2ННКнт: F(K)=J : J, вычисляют функцию насыщения по хлору F(Cl) как обратную величину произведения измеренных потоков J, J на малом и большом зондах 2ННКнт: , вычисляют функцию хлора «жесткая» F(Cl) как отношение квадрата спектральной интенсивности ГИРЗ в области более 2,3 МэВ - J к произведению потоков интенсивностей надтепловых нейтронов большого и малого зондов 2ННКнт: , вычисляют функцию хлора «мягкая» F(Cl) как отношение квадрата спектральной интенсивности ГИРЗ в области менее 2,3 МэВ - J к произведению потоков интенсивностей надтепловых нейтронов большого и малого зондов метода 2ННКнт: , осуществляют построение на кросс-плотах F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), зависимостей в декартовых координатах, в услов. ед., где по оси абсцисс X назначаются аналитические параметры функции пористости F(K), а по оси ординат Y - функции хлора F(Cl), вычисляют функции насыщения по хлору F(Cl) и F(Cl), соответствующие водонасыщенным пластам (ВП), нефтенасыщенным пластам (НП), и газонасыщенным пластам (ГП), а коэффициенты нефтенасыщенности К, нефтегазонасыщенности К, газонасыщенности К, объемной нефтенасыщенности К×К, объемной нефтегазонасыщенности К×К и объемной газонасыщенности К×К, вычисляют по функциям насыщения: F(Cl) и F(Cl) для каждой группы кросс-плотов отдельно для комплекса СНГК+2ННКнт и СНГК+2ННКт, обеспечивающих исследование прискважинных зон коллектора с разной глубинностью в радиальном направлении (на различном удалении) от стенки эксплуатационной колонны нефтегазовых скважин, при этом определение геологических параметров насыщения F(Cl) и F(Cl) производят с учетом фазового состояния углеводородов в поровом пространстве коллектора и минерализации пластовых вод, следующим образом:
н
н
п
- для условий минерализованных пластовых вод и нефти с низким газовым фактором определение К и К×К, основанное на дефиците содержания хлора в нефтенасыщенных коллекторах относительно водонасыщенных, производят одинаково для комплекса СНГК+2ННКнт или СНГК+2ННКт из расчета:
где
ннкт
ннкнт
F(Cl)тек - текущие значения для функций насыщения: F(Cl) или F(Cl),
вп
ннкт
ннкнт
F(Cl) - значения для функций насыщения, соответствующих водонасыщенным коллекторам в точке текущих измерений: F(Cl) или F(Cl),
нп
ннкт
ннкнт
F(Cl) - значения для функций насыщения, соответствующих нефтенасыщенным коллекторам в точке текущих измерений: F(Cl) или F(Cl),
нтб
К - принятый максимальный коэффициент нефтенасыщенности для нефтенасыщенного коллектора по табличным геологическим данным,
где
вп
ннкт
ннкнт
F(Cl) - значение функций насыщения, соответствующих водонасыщенным коллекторам в точке текущих измерений: F(Cl) или F(Cl),
вп
maxF(Cl) - максимальное значение функций насыщения, соответствующих водонасыщенным коллекторам,
ннкт
ннкнт
F(Cl)тек - текущие значения для функций насыщения: F(Cl) или F(Cl),
нтб
птб
К×К - принятая максимальная объемная нефтенасыщенность для нефтенасыщенного коллектора по табличным геологическим данным,
нп
п
п
вп
п
п
a
a
2
2
при этом функцию насыщения F(Cl), соответствующую нефтенасыщенным коллекторам, вычисляют по результатам аппроксимации квадратичной зависимостью F(Cl)=⋅F(K)±b⋅F(K) точек указанного кросс-плота (X-Y) с минимальными значениями функции хлора F(Cl), а функцию насыщения F(Cl), соответствующую водонасыщенным коллекторам с минерализованными пластовыми водами, вычисляют по результатам аппроксимации квадратичной зависимостью F(Cl)=⋅F(K)±b⋅F(K) точек указанного кросс-плота с максимальными значениями функции хлора F(Cl),
где
F(Cl) - функция хлора нефтенасыщенного или водонасыщенного коллектора,
a
и b - коэффициенты, учитывающие геолого-технические условия в скважине,
п
F (K) - функция пористости, вычисляемая по методу 2ННКт,
- для условий нефтегазонасыщенных и газонасыщенных коллекторов с низкой или высокой минерализацией пластовых вод
нг
г
нг
п
г
п
определение К и К, К×К и К×К, основанное на дефиците хлора, плотности и водородосодержания нефтегазонасыщенных и газонасыщенных пластов-коллекторов относительно водонасыщенных, производят одинаково для комплекса СНГК+2ННКнт или СНГК+2ННКт из расчета:
где
п
maxF(K) - максимальные значения функции пористости водонасыщенного коллектора,
п
F(K)тек - текущее значение функции пористости,
п
minF(K) - минимальное значение функции насыщения в нефтегазонасыщенном или газонасыщенном коллекторе,
гп
F(Cl) - текущее значение функции насыщения в газонасыщенном или нефтегазонасыщенном коллекторе,
гп
max F(Cl) - максимальное значение функции насыщения в газонасыщенном или нефтегазонасыщенном коллекторе,
нгтб
К - принятый коэффициент нефтегазонасыщенности для нефтегазонасыщенного коллектора по табличным геологическим данным,
гтб
К - принятый коэффициент газонасыщенности для газонасыщенного коллектора по табличным геологическим данным,
где
вп
ннкт
ннкнт
F(Cl) - значение функции насыщения, соответствующее водонасыщенным коллекторам в точке текущих измерений: F(Cl) или F(Cl),
гп
maxF(C) - максимальное значение функции насыщения, соответствующее газонасыщенным коллекторам,
ннкт
ннкнт
F(Cl)тек - текущие значения для функций насыщения: F(Cl) или F(Cl),
нгтб
птб
maxК×К - принятое максимальное значение объемной нефтегазонасыщенности для нефтегазонасыщенного коллектора по табличным геологическим данным,
гтб
птб
maxК×К - принятое максимальное значение объемной газонасыщенности для газонасыщенного коллектора по табличным геологическим данным,
при этом функцию насыщения по хлору для газонасыщенных и нефтегазонасыщенных коллекторов аппроксимируют прямой линией, перпендикулярной оси X в указанных декартовых координатах (X-Y).
н
п
н
Кроме того, вычисление геологических параметров насыщения К и К×К в нефтяных скважинах с высокой минерализацией пластовых вод и с низким газовым фактором нефти производят по результатам измерений комплекса СНГК+2ННКт по формулам:
г
г
п
нг
п
нг
Вычисление геологических параметров насыщения К, К*К, К, К×К в газовых и нефтегазовых скважинах с низкой минерализацией пластовых вод и с высоким газовым фактором нефти производят по результатам измерений комплекса СНГК+2ННКнт по формулам:
г
г
п
нг
нг
п
Вычисление геологических параметров насыщения К, К×К, К, К×К в нефтегазовых скважинах с высокой минерализацией пластовых вод и с высоким газовым фактором нефти производят по результатам измерений комплекса СНГК+2ННКнт по формулам:
н
н
п
а вычисление К и К×К производят по результатам измерений комплекса СНГК+2ННКт по формулам:
г
г
п
В условиях газонаполненных скважин для вычисления геологических параметров насыщения К, К×К используют результаты измерений комплекса СНГК+2ННКнт:
Для вычисления геологических параметров насыщения пласта на разном удалении от стенки эксплуатационной колонны для исследования методом 2ННКт условно выделяют зоны по глубинности исследований - «ближняя зона» с радиусом исследований 10-15 см, «средняя зона» с радиусом исследований 15-30 см, где применяют метод 2ННКт+мягкая часть нейтронного гамма излучения СНГК, «дальняя зона» с радиусом исследований 30-50 см, где применяют метод 2ННКт+жесткая часть нейтронного гамма излучения СНГК, при этом за истинное насыщение коллектора принимают значения для «дальней зоны», а для исследования методом 2ННКнт условно выделяют радиусы исследований - «ближняя зона» 7-12 см, «средняя зона» 12-20 см, где применяют метод 2ННКнт+мягкая часть нейтронного гамма излучения СНГК, «дальняя зона» 20-30 см, где применяют метод 2ННКнт+жесткая часть нейтронного гамма излучения СНГК, при этом за истинное насыщение коллектора принимают значения для «дальней зоны».
Для анализа насыщения порового пространства коллектора углеводородами одновременно используют два диагностических признака, основанные на резком отличии нейтронных свойств углеводородов в жидком и газообразном состоянии - дефицит плотности и водородосодержания газообразной фазы относительно жидкой фазы и различном содержании хлора в нефтенасыщенных коллекторах и водонасыщенных коллекторах при высокой миненерализации пластовых вод - хлорный каротаж.
Для анализа насыщения порового пространства коллектора углеводородами одновременно используют основные виды взаимодействия нейтронов с горными породами, вскрытыми скважиной, рассеивание нейтронов - ННКнт, поглощение нейтронов - ННКт, гамма-излучение радиационного захвата тепловых нейтронов - СНГК с использованием многозондовых измерительных установок типа 2ННКт+2ННКнт+2СНГК.
жт
пт
жнт
пнт
мт
пт
мнт
пнт
ннкт
пт
ннкнт
пнт
На фиг. 1 представлены кросс-плоты: F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K); F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K) и функции насыщения для условий низкой минерализации пластовых вод.
жт
пт
жнт
пнт
мт
пт
мнт
пнт
ннкт
пт
ннкнт
пнт
На фиг. 2 представлены кросс-плоты: F(Cl) от F(K) и Р(Сl) от F(K); F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K); F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K) и функции насыщения для условий высокой минерализации пластовых вод.
На фиг. 3 предствлены результаты интерпретации комплексов СНГК+2ННКт и СНГК+2ННКнт в условиях высокой минерализации пластовых вод.
На фиг. 4 представлены результаты интерпретации комплексов СНГК+2ННКт и СНГК+2ННКнт в условиях низкой минерализации пластовых вод.
Суть способа
Диагностика прискважинной зоны коллекторов на содержание углеводородных флюидов и их флюидодинамики основана на вычислении аналитических параметров нейтронных методов, тесно связанных с характером насыщения порового пространства коллектора, через содержание хлора при высокой минерализации пластовых вод и дефицит плотности и водородосодержания коллекторов, содержащих углеводороды, относительно водонасыщенных коллекторов с низкой минерализацией пластовых вод.
н
Показания любых методов и модификаций стационарного нейтронного каротажа (ННКнт, ННКт, СНГК) в водонаполненных скважинах в основном зависят от общего объемного водородосодержания коллектора С.
н
3
3
Для осадочных газонасыщенных пород с двухфазным насыщением С складывается из концентрации водорода в воде, нефти и в газе. Учитывая, что плотность жидкого флюида составляет обычно 0.7-1.2 г/см с нефтью или минерализованной водой, а типичная плотность газа составляет 0.005-0.04 г/см, то плотность ядер водорода в жидком флюиде обычно в 20-100 раз превышает ядерную плотность водорода в газе, даже при его высоких давлениях. Поэтому водородосодержанием газа с точностью в несколько процентов можно пренебречь и считать, что общее водородосодержание породы Сн полностью определяется жидким водонефтяным флюидом, а оно приближенно выражается эквивалентным объемным водосодержанием породы W, равным:
п
г
н
п
г
Здесь и ниже К выражается в %; К - в долях единицы, a W - в %. Водородосодержание среды С≈W линейно и в равной степени возрастает при увеличении К или уменьшении газонасыщенности К.
н
п
г
В газонасыщенных коллекторах величина общего водородосодержания С определяет влияние водорода на показания зондов нейтронного каротажа (НК), и на равной основе формируется двумя независимыми геологическими параметрами К и К.
п
н
В этом отношении газовые объекты принципиально отличаются от нефтяных, где влияние водорода на показания НК определяется одним геологическим параметром - водонасыщенной пористостью К, которая формирует общее водородосодержание пласта С, но здесь
н
в
п
н
п
С≠W=К×К=(1-К)*К.
п
г
При двухфазном насыщении влияние плотности Р уменьшается с ростом пористости К и газонасыщенности К.
г
Газонасыщенные коллектора водонаполненных скважин характеризуются одновременно двумя параметрами: дефицит водородосодержания - W (основной) и дефицит плотности - Р (слабый). Рост газонасыщения К усиливает оба дефицита, что всегда приводит к возрастанию скоростей счета любых зондов ННКнт, ННКт, СНГК.
Зависимости показаний зондов ННКнт, ННКт в газонаполненных скважинах имеют доинверсный характер. С ростом водородосодержания W и плотности Р показания зондов уменьшаются.
Наличие в пластовых водах хлора в средне- и высокопористых коллекторах также обычно ведет к незначительному повышению интенсивности СНГК за счет ГИРЗ хлора, но одновременно и к значительному снижению скорости счета зондов ННКт и практически не влияет на показания зондов ННКнт.
Поэтому высокая минерализация пластовых вод эквивалентна по знаку влияния некоторому дефициту плотности и/или водородосодержания на показания СНГК, что подобно проявлению газонасыщенности. Здесь возможна неоднозначная интерпретация СНГК. Однако, одновременное измерение показаний ННК+СНГК позволяет однозначно разрешить эту ситуацию, поскольку большая минерализация пластовых вод ведет к значимому снижению показаний ННКт, в то время как наличие газа в нем ведет к столь же значимому увеличению показаний ННКт и ННКнт.
Нефтенасыщенные коллектора при высокой минерализации пластовых вод характеризуются дефицитом содержания хлора относительно водонасыщенных коллекторов. Показания модификаций стационарного нейтронного каротажа ННКт, СНГК в основном зависят от общего объемного водородосодержания пласта, а также от объемного содержания хлора в пластовом флюиде. В скелете породы для большинства газовых и нефтегазовых месторождений хлор не содержится.
Разноглубинность исследований прискважинной зоны (удаление от стенки эксплуатационной колонны) обеспечивается разной глубинностью исследования применяемых нейтронных методов. Малой глубинностью исследований, при прочих равных условиях, обладает метод ННКнт, средней - ННКт, большей - СНГК.
С увеличением длины зондов растет глубинность исследований. В методе СНГК глубинность исследований растет с увеличением энергии гамма излучения радиационного захвата тепловых нейтронов. Отсюда следует, что глубинность исследований с применением комплексных аналитических параметров для комплекса СНГК+2ННКт выше, чем для СНГК+2ННКнт. При этом глубинность исследований разными комплексами можно менять путем использования спектральных интенсивностей в различных областях спектра гамма излучения радиационного захвата тепловых нейтронов.
мз
бз
При реализации способа по результатам измерений интенсивностей потоков тепловых нейтронов J и J на малом и большом зондах нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам 2ННКт и на малом и большом зондах нейтрон-нейтронного каротажа по надтепловым нейтронам 2ННКнт, а также спектральной интенсивности ГИРЗ (гамма-излучение радиационного захвата нейтронов) спектрометрического нейтронного гамма каротажа СНГК, строят кросс-плоты.
жт
пт
жнт
пнт
мт
пт
мнт
пнт
инкт
пт
инкт
пнт
Кросс-плоты строят отдельно для комплексов (2ННКт+СНГК) и (2ННКнт+СНГК): F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), связанных с объемным содержанием хлора и объемным эквивалентным влиянием дефицита плотности и водородосодержания нефтегазонасыщенного коллектора относительно водонасыщенного и вычисляемых одинаково для каждой группы кросс-плотов.
н
dd
При вычислении функции насыщения по хлору для простоты изложения рассматривается только функция насыщения по хлору (в научно-технической литературе эта функция обозначается как F(Cl)) или функция по дефициту плотности и водородосодержания (в научно-технической литературе эта функция обозначается как (P).
При этом набор кросс-плотов определяется геолого-техническими условиями скважин:
жт
пт
мт
пт
- для нефтяных скважин с высокой минерализацией пластовых вод и низким газовым фактором нефти оптимальными кросс-плотами являются: F(Сl) от F(K), F(Cl) от F(K);
- для нефтяных скважин с высокой минерализацией пластовых вод и высоким газовым фактором нефти оптимальными кросс-плотами являются:
жт
пт
жнт
пнт
мт
пт
мнт
пнт
ннкт
пт
ннкнт
пнт
F(Сl) от F(K) и F(Сl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K);
- для нефтяных скважин с низкой минерализацией пластовых вод и высоким газовым фактором нефти оптимальными кросс-плотами являются:
жнт
пнт
мнт
пнт
ннкнт
пнт
F(Cl) от F(K), и F(Cl) от F(K), и F(Cl) от F(K);
жт
nm
жнт
пнт
мт
пт
мнт
пнт
ннкт
пт
ннкнт
пнт
- для газовых водонаполненных скважин с высокой минерализацией пластовых вод оптимальными кросс-плотами являются: F(Cl) от F(K) и Р(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K);
жт
пт
жнт
пнт
мт
пт
мнт
пнт
ннкт
пт
ннкнт
пнт
- для газовых газонаполненных скважин с высокой минерализацией пластовых вод оптимальными кросс-плотами являются: F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(K) и F(Cl) от F(K), F(Cl) от F(X) и F(Cl) от F(K);
- для газовых газонаполненных скважин с низкой минерализацией пластовых вод оптимальными кросс-плотами являются:
жнт
пнт
мнт
пнт
ннкнт
пнт
F(Cl) от F(K), и F(Cl) от F(K), и F(Cl) от F(K).
н
г
нг
н
п
г
п
нг
п
Далее вычисляют для каждой группы кросс-плотов отдельно для комплексов СНГК+2ННКнт и СНГК+2ННКт, с учетом фазового состояния углеводородов в поровом пространстве коллектора и минерализации пластовых вод коэффициенты: К, К, К, К×К, К×К, К×К по формулам (1-6).
н
г
нг
н
п
г
п
нг
п
Вычисленные значения К, К, К, К×К, К×К, К×К, по аналитическим параметрам разноглубинных модификаций нейтронных методов характеризуют насыщение прискважинной зоны коллектора на разном удалении в радиальном направлении от стенки эксплуатационной колонны, при этом большей глубинностью характеризуются вычисленные значения геологических параметров насыщения на основе комплекса СНГК+2ННКт, меньшей - на основе комплекса СНГК+2ННКнт.
н
г
нг
н
п
г
п
нг
п
Сопоставление однотипных вычисленных значений К, К, К, К×К, К×К, К×К, по разным комплексам позволяет производить зондирование прискважинной зоны коллектора по характеру насыщения углеводородными флюидами в радиальном направлении от стенки эксплуатационной колонны.
По результатам исследований делаются следующие аналитические выводы:
н
г
нг
н
п
г
п
нг
п
- коллектор считается насыщенным углеводородами, если с повышением глубинности исследований увеличиваются вычисленные значения К, К, К, К×К, К×К, К×К (за истинное насыщение принимается значение, вычисленное для «дальней зоны» коллектора);
н
г
нг
н
п
г
п
нг
п
- коллектор считается водонасыщенным, если с повышением глубинности исследований уменьшаются вычисленные значения К, К, К, К×К, К×К, К×К (за истинное насыщение принимается значение, вычисленное для «дальней зоны» коллектора).
н
г
нг
н
п
г
п
нг
п
Например, применение 6-ти зондового нейтрон-нейтронного каротажа, включающего методы 2ННКнт, 2ННКт, 2СНГК с последующим вычислением комплексных параметров, тесно связанных с аномальными нейтронными свойствами углеводородных флюидов, насыщающих поровое пространство коллектора через содержание хлора, плотность, водородосодержание, позволяет ранжировать коллектора по содержанию жидкой и газовой фазы относительно водонасыщенных коллекторов. Таким образом, основными диагностическими признаками определения насыщения коллекторов являются дефициты содержание хлора, плотности и водородосодержания коллекторов, насыщенных углеводородными флюидами относительно водонасыщенных. По результатам обработки одновременно вычисляются геологические параметры насыщения, характеризующие относительное (К, К, К) и объемное содержание (К×К, К×К, К×К) углеводородных флюидов в поровом пространстве коллектора. Величины и распределение вычисленных значений, характеризующих насыщение коллектора углеводородными флюидами на разном удалении от стенки эксплуатационной колоны являются дополнительным критерием в оценке характера насыщения коллектора.
Можно выделить три зоны по глубинности исследований комплексом 2ННКт+СНГК с условными названиями «ближняя зона» с радиусом исследований 10-15 см (метод 2ННКт), «средняя зона» с радиусом исследований 15-30 см (метод 2ННКт+мягкая часть нейтронного гамма излучения СНГК), «дальняя зона» (метод 2ННКт+жесткая часть нейтронного гамма излучения СНГК) с радиусом исследований 30-50 см. За истинное насыщение коллектора принимают значения для «дальней зоны».
По комплексу 2ННКнт+СНГК радиусы исследований составляют «ближняя зона» 7-12 см (метод 2ННКт), «средняя зона» 12-20 см (метод 2ННКнт+мягкая часть нейтронного гамма излучения СНГК), «дальняя зона» (метод 2ННКнт+жесткая часть нейтронного гамма излучения СНГК) 20-30 см. За истинное насыщение коллектора принимают значения для «дальней зоны».
Коллектор насыщен углеводородами если с увеличением глубинности исследований возрастают вычисленные значения величин, характеризующих насыщение коллектора углеводородами.
жт
пт
жнт
пнт
мт
пт
мнт
пнт
ннкт
пт
ннкнт
пнт
На фиг. 1 представлены кросс-плоты: F(С1) от F(K) - обозначена «а», F(Сl) от F(K) - обозначена «г», F(Cl) от F(K) - обозначена «б», F(Cl) от F(K) - обозначена «д», F(Cl) от F(K) - обозначена «в», F(Cl) от F(K) - обозначена «е» и функции насыщения (прямая 1, кривые 2 и 3) для условий низкой минерализации пластовых вод.
п
На фиг. 1 кросс-плотов «а», «г», «б», «д», «в», и «е» функции насыщения газонасыщенных коллекторов (прямая 1), аппроксимированы прямой линией, перпендикулярной оси X в декартовых координатах (X-Y), где по оси X назначены функции F(K), а по оси Y назначены функции насыщения по хлору F(Cl).
нп
вп
a
a
2
2
Функции насыщения нефтенасыщенных коллекторов F(Cl) (кривая 3), вычисляют по результатам аппроксимации квадратичной зависимостью F(Cl)=⋅F(Kn)±b⋅F(Kn) точек указанного кросс-плота (X-Y) с минимальными значениями функции хлора F(Cl), а функцию насыщения водонасыщенных коллекторов F(Cl) (кривая 2), вычисляют по результатам аппроксимации квадратичной зависимостью F(Cl)=⋅F(Kn)±b⋅F(Kn) точек указанного кросс-плота с максимальными значениями функции хлора F(Cl).
г
п
н
п
На фиг. 4 представлена интерпретация результатов измерений комплексами СНГК+2ННКт и СНГК+2ННКнт в условиях низкой минерализации пластовых вод. На фиг. 4 наглядно видно, что кривые К×К, К×К имеют близкую конфигурацию.
жт
пт
жнт
пнт
мт
пт
мнт
пнт
ннкт
пт
ннкнт
пнт
На фиг. 2 представлены кросс-плоты: F(Cl) от F(K) обозначена «а», F(Cl) от F(K) обозначена «г», F(Cl) от F(K) обозначена «б», F(Cl) от F(K) обозначена «д», F(Cl) от F(K) обозначена «в», F(Cl) от F(K) обозначена «е» и функции насыщения для условий высокой минерализации пластовых вод.
п
На фиг. 2 кросс-плотов «а», «г», «б», «д», «в», и «е» функции насыщения газонасыщенных коллекторов (прямая 1), аппроксимированы прямой линией, перпендикулярной оси X в декартовых координатах (X-Y), где по оси X назначены функции F(K), а по оси Y назначены функции насыщения по хлору F(Cl).
нп
п
п
вп
п
п
a
a
2
2
Функцию насыщения нефтенасыщенных коллекторов F(Cl) (кривая 3), вычисляют по результатам аппроксимации квадратичной зависимостью F(Cl)=⋅F(K)±b⋅F(K) точек указанного кросс-плота (X-Y) с минимальными значениями функции хлора F(Cl), а функцию насыщения водонасыщенных коллекторов F(Cl) (кривая 2), вычисляют по результатам аппроксимации квадратичной зависимостью F(Cl)=⋅F(K)±b⋅F(K) точек указанного кросс-плота с максимальными значениями функции хлора F(Cl).
г
п
н
п
На фиг. 3 представлена интерпретация результатов измерений комплексами СНГК+2ННКт и СНГК+2ННКнт в условиях высокой минерализации пластовых вод. На фиг. 3 наглядно видно, что кривые К×К, К×К имеют близкую конфигурацию.
Все математические расчеты, необходимые для получения конечных результатов, закладываются в алгоритмы программ, используемых в 6-ти зондовом нейтрон-нейтронном каротаже, включающем методы 2ННКнт, 2ННКт, 2СНГК.