СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗА РАЗРАБОТКОЙ ВЫСОКОРАСЧЛЕНЕННЫХ ПЛАСТОВ
METHOD OF CONTROL OF HIGHLY COMPARTMENTALISED FORMATIONS DEVELOPMENT

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к исследованию строения пластов для контроля за разработкой и для оптимизации размещения эксплуатационных скважин на исследуемом месторождении, в частности к способам оценки фильтрационных потоков, формирующихся при разработке нефтяных месторождений с высокорасчлененными пластами.
Известен способ контроля за разработкой пластов, в частности, для размещения скважин по результатам исследованиям строения пласта (прототип [1]), основанный на межскважинном распространении каротажных кривых, включающий в себя сейсморазведочные работы, геофизические исследования во всем интервале пласта перпендикулярных напластованию скважин, лабораторные исследования кернов, выявление по совокупности данных лабораторных исследований кернов и геофизических исследований скважин взаимозависимости фильтрационно-емкостных характеристик пласта и каротажных диаграмм и построение структуры пласта, исходя из указанных выше данных. Определяют фильтрационно-емкостные характеристики пласта и взаимное расположение частей, составляющих пласт, на основе распространенных в межскважинном пространстве каротажных диаграмм и выявленной взаимозависимости фильтрационно-емкостных характеристик пласта и каротажных диаграмм. Каротажные диаграммы распространяют в межскважинное пространство посредством анализа изменения формы каротажной диаграммы во всем интервале пласта по простиранию, учитывая геологическую изменчивость пласта по простиранию. Контроль за разработкой и, в частности, рекомендации местоположения размещения скважин осуществляют по полученным фильтрационно-емкостным характеристикам пласта, посредством гидродинамического моделирования. Эффективность прототипа подтверждается согласованностью прогнозируемых и фактических каротажных диаграмм в скважинах.
Недостатком прототипа является то, что полученные фильтрационно-емкостные характеристики пласта не позволяют надежно осуществить выявление локально развитых песчаных тел и эффективно прогнозировать их выклинивания, вследствие использования каротажных диаграмм геофизических исследований перпендикулярных напластованию скважин во всем интервале пласта и невозможности учета локальной неоднородности пласта по глубине. При этом тщательная корреляция разрезов скважин является залогом последующего успеха как в определении генезиса осадка и палеогеографических реконструкциях, так и при контроле за разработкой и размещением скважин.
Решаемой задачей является повышение надежности контроля за разработкой высокорасчлененных пластов, в частности повышение надежности обоснования размещения эксплуатационных скважин.
Техническим результатом являются надежно определенные фильтрационно-емкостные характеристики пласта и надежно определенное взаимное расположение частей, составляющих пласт, что, в свою очередь, повышает надежность контроля за разработкой месторождений с высокой расчлененностью пластов и, соответственно, повышает результативность буровых работ, сокращая риски некорректной оценки технологических показателей при построении геолого-гидродинамических моделей. Причем определение фильтрационно-емкостных характеристик пласта осуществляется на данных геофизических исследований скважин, проводимых в скважинах без дополнительных ограничений на величину угла отхода скважины от вертикали, возможно, вскрывающих не весь пласт по глубине, и не обязательно на всем интервале пласта.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ контроля за разработкой пластов, включающий сейсморазведочные работы, геофизические исследования скважин, лабораторные исследования кернов, выявление по совокупности данных лабораторных исследований кернов и геофизических исследований скважин взаимозависимости фильтрационно-емкостных характеристик пласта и каротажных диаграмм, выявление по совокупности данных сейсморазведочных работ и геофизических исследований скважин структуры пласта, определение фильтрационно-емкостных характеристик пласта и взаимного расположения частей пласта на основе распространенных каротажных диаграмм в межскважинном пространстве неисследованных участков пласта и выявленной взаимозависимости фильтрационно-емкостных характеристик пласта и каротажных диаграмм, отличается тем, что геофизические исследования скважин проводят в скважинах без дополнительных ограничений на величину угла отхода скважины от вертикали, возможно, вскрывающих не весь пласт, и не обязательно на всем интервале пласта, а фильтрационно-емкостные характеристики пласта и взаимное расположение частей пласта определяют посредством вейвлет-анализа изменения каротажных диаграмм в межскважинном пространстве.
Предложенное изобретение реализуется следующей последовательностью операций.
1. Проводят сейсморазведочные работы.
2. Проводят геофизические исследования скважин (ГИС) с получением каротажных диаграмм, причем геофизические исследования проводят не обязательно перпендикулярных напластованию скважин, возможно, вскрывших пласт на неполную глубину, и пробуренных не во всем интервале пласта.
3. Проводят лабораторные исследования кернов.
4. Выявляют по совокупности данных лабораторных исследований кернов и геофизических исследований скважин взаимозависимость фильтрационно-емкостных характеристик пласта и формы каротажных диаграмм.
5. Проводят построение структуры пласта, исходя из данных сейсморазведочных работ и геофизических исследований скважин.
k
i,j
k
i,j
6. Выявляют характерную форму каротажной диаграммы, характеризующей физическое поле на каждой исследованной скважине пласта, посредством определения коэффициентов a  разложения каротажной диаграммы f (h) по базису вейвлетов ψ(h) на приведенном к отрезку [-1,1] пласте глубиной h
k
где Δ(h) - некоторый остаток, , i,j∈Z - глубинная и частотная составляющая вейвлет разложения, h∈[-1,1] - приведенная к отрезку [-1,1] глубина пласта.
Представление кривых каротажных диаграмм в виде (1) позволяет осуществить обоснованный анализ каротажных диаграмм на скважинах, не обязательно перпендикулярных напластованию. Более того, геофизические исследования скважин могут проводиться не во всем интервале пласта, при этом учитывается локальная неоднородность пласта по глубине в условиях высокой расчлененности и геологической изменчивости пласта, что, в свою очередь, приводит к значительному улучшению качества контроля за разработкой и повышением надежности размещения планируемых к бурению эксплуатационных скважин.
Полученный объем информации по частотно-глубинной характеристике каротажных диаграмм в виде коэффициентов разложения каротажных диаграмм по базису вейвлетов позволяет достаточно объективно характеризовать высокорасчлененные пласты.
7. Каротажную диаграмму, характеризующую физическое поле на каждой исследованной скважине, распространяют в межскважинное пространство по простиранию пласта посредством воспроизведения коэффициентов разложения каротажной диаграммы по базису вейвлетов в области отсутствия данных.
8. Соответственно фильтрационно-емкостные характеристики пласта и взаимное расположение частей, составляющих пласт, определяют на основе распространенных в межскважинном пространстве каротажных диаграмм и выявленной (по п.4 перечня последовательности операций) взаимозависимости фильтрационно-емкостных характеристик пласта и каротажных диаграмм.
9. По полученным фильтрационно-емкостным характеристикам пласта, посредством гидродинамического моделирования, в частности, обосновывают размещение эксплуатационных скважин и в целом надежно контролируют разработку.
Преимуществом предлагаемого изобретения перед прототипом является то, что помимо учета геологической изменчивости пласта по простиранию, эффективно учитывается локальная неоднородность пласта по глубине, надежнее определяются фильтрационно-емкостные характеристики пласта посредством частотно-глубинного анализа изменения формы каротажных диаграмм на скважинах, не обязательно перпендикулярных напластованию, при этом данные геофизических исследований скважин не обязаны быть известны во всем интервале пласта.
Это позволяет повысить эффективность контроля и, соответственно, управления разработкой месторождений с высокой расчлененностью пластов, повысить результативность буровых работ, сократить риски некорректной оценки технологических показателей при построении геолого-гидродинамических моделей.
Пример конкретного осуществления способа.
Для одного из участков Приобского месторождения явно показано, что предлагаемый способ значительно улучшает качество контроля за разработкой и размещения планируемых к бурению эксплуатационных скважин.
При этом при оценке геологического строения пласта геологические исследования проводились на недобуренных до подошвы пласта скважинах, отбракованных в прототипе.
Кроме того, поскольку заявляемый способ, в отличие от прототипа, не налагает дополнительные ограничения по величине угла отхода скважины от вертикали, геологические исследования проводились не только вертикальных, но и наклонных, а также горизонтальных скважин, что несомненно расширило область применения способа относительно типа исследуемых скважин.
Говоря о рассматриваемом участке Приобского месторождения, следует отметить, что он представляет собой глубоководную обстановку осадконакопления с преобладанием гравитационных сил, а именно сложные комплексы из большого числа врезанных друг в друга песчаных тел, хаотично организованные массы обвально-оползневого происхождения, веерообразная сеть питающих русел. Морфология песчаных тел блуждающая, то есть при общей макроцикличности имеет место активное появление/прерывание коллекторов, поле геологических характеристик нестационарно, результатом чего является крайне низкая прогнозируемость распространения геометрии тел и фильтрационно-емкостных свойств. В таких условиях одной из целей геологического моделирования является реализация в модели изменчивости по вертикали, связности, учета трендов распределения фильтрационно-емкостных характеристик/фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) внутри тел.
При реализации предлагаемого способа были отстроены структуры согласно данным сейсмических и геофизических исследований указанных выше скважин, обоснована взаимозависимость фильтрационно-емкостных характеристик пласта и каротажных диаграмм по совокупности данных лабораторных исследований кернов и геофизических исследований скважин и посредством вейвлет-анализа изменения формы каротажной диаграммы в межскважинном пространстве восстановлено геологическое строение пласта, включая фильтрационно-емкостные характеристики пласта.
Далее было проведено гидродинамическое моделирование, локализованы запасы рассматриваемого участка и обосновано размещение скважин для бурения.
В результате использования предлагаемого способа на 22% увеличилось входное количество исследуемых скважин по сравнению с прототипом.
Применение способа-прототипа приводит к большим погрешностям при контроле за разработкой высокорасчлененных пластов. Объясняется это невозможностью способом-прототипом явно установить закономерность пространственного размещения локально развитых песчаных тел. В то же время применение заявляемого способа на выбранном участке существенно увеличило надежность размещения эксплуатационных скважин, что подтверждается увеличением совпадения модельных (полученных по заявляемому способу) и фактических каротажных диаграмм до 80%, что на 25% больше по сравнению с прототипом. При этом экономическая эффективность способа по дополнительно добытой нефти на Приобском месторождении оценивается в 73 млн руб/год.
На фигуре представлено сравнение каротажных диаграмм, полученных разными способами, а также фактическая каротажная диаграмма в пробуренной скважине: левая колонка - прототип, в центре - предлагаемый способ, справа - фактическая каротажная диаграмма. Видно, что предлагаемый способ с более высокой надежностью предсказывает поведение каротажной диаграммы и, соответственно, строение пласта, включая фильтрационно-емкостные характеристики пласта, в неразбуренной области.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет надежнее прототипа определять фильтрационно-емкостные характеристики пласта и взаимное расположение частей, составляющих пласт, в межскважинном пространстве неисследованных участков пласта, надежнее осуществлять контроль за разработкой и, в частности, надежнее размещать эксплуатационные скважины.
Источники информации
1. Байков В.А., Бакиров Н.К., Яковлев А.А. Новые подходы к вопросам геолого-гидродинамического моделирования. Нефтяное хозяйство, 2010, №9, с.56-58.