К оглавлению журнала | |
УДК 550 .832(571. 1) |
Э.В. ДИЕВА, А.В. РУЧКИН, Т.Ф. СИНЬКОВА, В.Г. ФОМЕНКО (ВНИГИК) |
Пути повышения эффективности применения данных ГИС при определении подсчетных параметров
В условиях перехода на новые экономические условия ведения народного хозяйства повышаются требования к достоверности оценок запасов полезных ископаемых при их принятии на государственный баланс и утверждении в ГКЗ СССР. Значительную роль в этом играют данные ГИС, результаты которых являются единственной информацией по разрезу скважины, которая полностью его характеризует. Данные ГИС обеспечивают разбивку вскрытого скважиной разреза на пласты, выделение коллекторов и оценку их характера насыщения, определение параметров, используемых при подсчете запасов нефти и газа: Нэф, Кп и Кнг, положений контактов между пластовыми флюидами и др.
Определенное представление о состоянии эффективности применения материалов ГИС при определении подсчетных параметров на разведанных месторождениях нефти и газа за 1981–1987 гг. дает анализ представленных в ГКЗ СССР отчетов (рисунок), а также личный опыт работы в этой организации авторов в качестве экспертов. Следует отметить рост в последнее время числа сдаваемых в ГКЗ СССР отчетов Главтюменьгеологией. Если за всю предыдущую пятилетку были представлены отчеты по 39 месторождениям, то за первые два года текущей их уже 24.
Основной метод расчета запасов нефти и газа – объемный; из 64 отчетов, представленных Главтюменьгеологией в 1981– 1987 гг., лишь в одном (Вынгапуровское месторождение) запасы подсчитаны по методу пластового давления.
Объемы ГИС в Главтюменьгеологии неуклонно растут: их объем на 1 м проходки увеличился на 30 %, в частности объемы исследований АК, МНК, ЯМК, ИННК, ГДК, комплексом “состав – приток”.
Рост объемов ГИС в целом положительно сказался на подсчете запасов нефти и газа (табл. 1). Если в XI пятилетке по месторождениям Главтюменьгеологии в ГКЗ СССР приняты по данным ГИС значения Кп по 57 % от представленных к утверждению месторождений, то за последние два года этот параметр принят уже по 88 % месторождений.
Были разработаны и утверждены оптимальные комплексы ГИС для конкретных нефтегазоносных районов, позволившие навести определенный порядок в применении этих методов и повышении их эффективности. В изданных в 1987 г. “Методических указаниях” [3] освещены вопросы как проведения ГИС, так и геологической интерпретации получаемых материалов для выделения и оценки продуктивных пластов и определения параметров, необходимых при подсчете запасов нефти и газа. Выполнение этих инструктивных требований наряду с другими факторами способствовало некоторому повышению эффективности ГИС в Западной Сибири и достоверности определяемых подсчетных параметров.
Положительную роль при определении подсчетных параметров сыграло закрепление крупнейших месторождений за отраслевыми НИИ (их участие в проведении специальных геолого-геофизических исследований, обосновании и определении подсчетных параметров, составлении отчетов с подсчетом запасов и их защита в ГКЗ СССР), а также ведомственная экспертиза ведущих специалистов-геофизиков.
Все это позволило при изучении коллекторов сложного строения применить современные методы и технологию ГИС и утвердить в ГКЗ СССР подсчетные параметры в авторском варианте по ряду месторождений (Бованенковское, Талинское, Тюменское).
Все более важную роль в обосновании достоверности определения по ГИС подсчетных параметров приобретают геолого-геофизические материалы по так называемым базовым скважинам. Информация по ним является опорной для обоснования методик интерпретации данных ГИС и подсчетных параметров. В Главтюменьгеологии уже пробурено около 20 таких скважин на различных, в основном крупных месторождениях. Наглядным примером возрастающей роли опорной информации при утверждении в ГКЗ СССР запасов нефти является Повховское месторождение. Первоначально, в 1981 г., запасы нефти по нему не были утверждены. Главтюменьгеология не согласилась со снижением коэффициентов нефтенасыщенности и извлечения. При повторном рассмотрении в 1982 г. все балансовые запасы были утверждены на уровне первоначального подсчета. Изменению решения ГКЗ СССР способствовали результаты дополнительно проведенных исследований и, в первую очередь, геолого-геофизические данные, полученные по скв. 44, пробуренной и исследованной методами ГИС на промывочной жидкости (ПЖ) с нефтяной основой.
Вместе с тем достигнутый уровень использования данных ГИС еще не отвечает современным требованиям. При утверждении запасов нефти и газа в ГКЗ СССР корректировке подвергались все подсчетные параметры (табл. 2). Снизилась эффективность оценки Kнг и Нэф. Из 25 представленных в 1986–1987 гг. Главтюменьгеологией подсчетов запасов 22 подвергались корректировке с уменьшением последних из-за недостоверности определения подсчетных параметров по данным ГИС. В полном объеме на месторождениях, разведанных Главтюменьгеологией, выполняются такие методы ГИС, как КС, ПС, БКЗ, МК, БК, ИК, ГК, НК, кавернометрия. Дополнительные виды исследований выполняются в незначительных объемах. Замеров ГГКП практически нет или они признаются некачественными; МНК выполняется в достаточном объеме, но результаты мало используются при обосновании параметров коллекторов. Опробование пластов приборами на кабеле (ОПК) выполняется в ничтожно малом объеме и нецеленаправленно; отбор образцов сверлящими керноотборниками не проводится. Аналогичное положение наблюдается и в целом по Мингео: АК – 60, ГГКП – 2, ГДК – менее 0,5 % на 1 м бурения. Объемы применения новых методов и технологий ГИС по специальным программам в целом по Мингео ничтожно малы.
Петрофизические исследования на образцах керна являются основой для определения параметров коллекторов по данным ГИС. Однако по многим месторождениям Главтюменьгеологии на долю коллекторов приходится всего 4–6 % вынесенного керна; это приводит к тому, что представляемые запасы часто не обеспечиваются необходимой петрофизической информацией.
При определении подсчетных параметров в Главтюменьгеологии часто применяются устаревшие технологии интерпретации, основанные на использовании единичных методов ГИС. Так, например, по Самотлорскому месторождению только по кривой ПС определялись четыре параметра – Нэф , Кп, Кпр, Кн. До сих пор для определения пористости применяется способ, базирующийся на слабообоснованной эмпирической зависимости aпсКп, который, естественно, часто отвергается экспертами ГКЗ СССР. Методики определения Кп, исходя из комплексного анализа методов, контролирующих пористость: ГГКП, НК, АК – и глинистость: – ПС, ГК, стали применяться лишь в последние годы.
Основными причинами пересмотра подсчетных параметров в ГКЗ СССР служили ограниченность применяемых комплексов ГИС, низкое качество первичных материалов НК, ГГКП, АК, отсутствие на большинстве месторождений исследований по специальным методикам, низкий вынос керна и его неудовлетворительная привязка к разрезу и материалам ГИС, а также слабое обоснование применяемых методик интерпретации материалов ГИС петрофизическими исследованиями.
Эффективная нефтегазонасыщенная толщина корректировалась за счет повышения нижнего предела коллектора, повышения отметки ВНК или ГВК и исключения тонких (менее 0,4 м) отдельно залегающих прослоев, имеющих характеристику коллектора.
При обработке материалов ГИС стали шире использоваться ЭВМ (особенно если подсчет запасов выполняется с привлечением НИИ). Накопленный во ВНИГИКе опыт обработки данных ГИС на ЭВМ для подсчета запасов по ряду месторождений Западной Сибири (Уренгойское, Бахиловское, Новопортовское, Тарасовское и др.) позволяет оценить преимущества и недостатки существующих систем и технологий обработки и наметить пути дальнейшего их совершенствования [1].
Состояние автоматизированных систем интерпретации данных ГИС в настоящий момент таково, что подсчетные параметры могут определяться достоверно, отличаясь от определенных традиционными способами не более чем на 2–5 %. Библиотека геофизических программ позволяет реализовать на ЭВМ подавляющее большинство методик. Возможно определение подсчетных параметров по различным независимым методикам интерпретации, создано математическое обеспечение накапливания данных по скважинам для геометризации залежей, для выдачи разнообразных планшетов с результатами интерпретации. В то же время технология автоматизированной обработки до сих пор является несовершенной. Достоверный результат получается лишь в итоге неоднократных переработок материалов ГИС, корректировок снимаемых с диаграмм отсчетов и т. п. Наиболее несовершенными являются операции по увязке кривых ГИС по глубинам, снятию отсчетов и определению электрических параметров пластов-коллекторов. В то же время для условий Западной Сибири надежное определение УЭС пластов-коллекторов остается важнейшей задачей.
Определяя пути совершенствования методик применения материалов ГИС для выявления подсчетных параметров, необходимо рассматривать их применительно к коллекторам сложного строения, доля которых неуклонно растет (отложения тюменской и ачимовской свит). Изучение сложнопостроенных коллекторов связано не только с количественным увеличением видов ГИС, но и с качественной перестройкой всего процесса исследований. Для этого необходимо рассматривать его как систему ТИС, включающую: 1) набор видов исследований, необходимых для решения всех геологических задач в конкретных геолого-технических условиях; 2) технологию проведения ГИС (этапность и последовательность измерений), исследования по специальным методикам, условия подготовки скважин и аппаратуры; 3) технологию обработки первичных материалов и интерпретации данных ГИС. Последняя должна базироваться на строгой петрофизической основе и учитывать конкретные геолого-технические условия в скважине. С учетом возросших требований к повышению достоверности оценок запасов интерпретацию материалов ГИС необходимо доводить до количественных оценок эксплуатационных характеристик каждого продуктивного пласта: абсолютной и фазовой проницаемости, удельной продуктивности, прогнозирования потенциальных дебитов и состава ожидаемого притока. Для углубленной интерпретации материалов ГИС требуется выполнение дополнительного объема геофизических, петрофизических и опробовательских работ в выборочных скважинах месторождений. Такая технология интерпретации материалов ГИС испытана во ВНИГИКе на материалах неокомских залежей БУ8 – БУ14 Уренгойского месторождения.
В процессе интерпретации определяются Hэф коллекторов, Кп, абсолютный – Кпр и фазовый – Кпр.н, Кпр.г, Кпр.в, связанной – Кв.св и текущей – Кв водонасыщенности, остаточной нефтенасыщенности –Кн.о, прогнозные значения удельных продуктивностей (дебита, отнесенного к Нэф и перепаду давления DP) по воде hb, нефти hн и газу hг, доля воды в ожидаемом притоке – fв, межфлюидные разделы (контакты). Применение подобной интерпретации материалов ГИС позволяет выявить случаи некачественных испытаний пластов и оперативно управлять технологическим процессом испытательских работ. Это особенно актуально для Главтюменьгеологии, где за последние 10 лет неуклонно растет число испытаний, давших двухфазный приток (продукт+вода) или незначительный приток продукта при хорошей коллекторской характеристике пласта по данным ГИС. Установленные по материалам ГИС прогнозные значения удельных продуктивностей пласта могут сопоставляться с данными определения этих параметров по другому независимому геофизическому методу – ГДК. Все это существенно повышает обоснование геофизических критериев выделения нефтенасыщенных толщин. Изложенная технология интерпретации материалов ГИС реализована на ЭВМ в системах “Подсчет БЭСМ” и “Подсчет СМ”.
Дальнейшему совершенствованию технологии определения подсчетных параметров на ЭВМ должна способствовать разработка инструктивных документов. На сегодня не сформулированы требования и отсутствуют инструктивные руководящие документы по форме представления результатов определения подсчетных параметров на ЭВМ, по проведению экспертизы использованных программ и полученных результатов. Так, по Самотлорскому месторождению результаты обычной (Главтюменьгеология) и автоматизированной (СибНИИНП) интерпретации материалов ГИС по одним и тем же скважинам существенно разнятся.
Пути повышения эффективности применения данных ГИС при определении подсчетных параметров связаны с целенаправленным планированием и организацией работ, обеспечивающих получение необходимых материалов. Это: 1) бурение отдельных (базовых) скважин с полным выносом керна из продуктивных интервалов, их изучение расширенным комплексом ГИС, использование гидродинамических методов и поинтервальные испытания; 2) бурение и исследование одной-двух скважин на месторождении на безводной известково-битумной ПЖ; 3) ГИС по специальным методикам, включающим повторные измерения ЭК и РК во времени, измерения ЭК при заполнении скважин ПЖ с различной минерализацией, повторные измерения НК при введении в ПЖ веществ с аномальным замедлением или поглощением нейтронов, повторные измерения НК, ИННК, АК в обсаженных скважинах и др.; 4) контроль геофизическими методами за процессом испытаний с целью выделения работающих интервалов и идентификации некачественных результатов испытаний [2].
Необходимость тщательного обоснования комплекса и технологии проведения ГИС и интерпретации получаемых материалов очевидны. Однако поскольку геофизические исследования являются косвенными по отношению к определенным геологическим параметрам, то даже блестяще выполненные определения нуждаются в подтверждении результатами прямых измерений тех же параметров на образцах керна или по данным испытаний. В коллекторах сложного строения, где изменения геологических параметров нередко контролируются данными ГИС, прямые измерения должны целенаправленно планироваться.
Исходя из действующей практики истолкования результатов испытаний как более достоверных по сравнению с определениями геологических параметров по материалам ГИС, представляется необходимым проведение геофизического контроля за испытаниями в случаях: 1) выделения в разрезе коллекторов со сложной структурой порового пространства; 2) выделения коллекторов со значениями ФЕС, приближающихся к граничным, и расположенных вблизи интервалов с высокими коллекторскими свойствами; 3) проведения испытаний интервалов, расположенных вблизи контактов между пластовыми флюидами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Динамика изменения представленных и утвержденных ГКЗ СССР извлекаемых запасов нефти и газа промышленных категорий (а),
относительная доля изменения утвержденных запасов за счет изменения подсчетных параметров и категории (б) по месторождениям Главтюменьгеологии:1 – суммарное изменение извлекаемых запасов, динамика запасов за счет изменения
2 – их категорийности, 3 – коэффициента извлечения, 4 – подсчетных параметровТаблица 1 Результаты использования данных ГИС и керна
при обосновании подсчетных параметров месторождений нефти и газа (в % от общего числа месторождений)
Параметр |
Методы исследования, по которым приняты параметры |
1981 – 1985 гг. |
1986–198 7 гг. |
||
Мингео |
Главтюменьгеологии |
Мингео |
Главтюменьгеологин |
||
Кп |
ГИС |
75 |
57 |
86 |
88 |
ГИС и исследования керна |
7 |
8 |
7 |
4 |
|
Исследования керна |
18 |
35 |
7 |
8 |
|
Кнг |
ГИС |
90 |
97 |
98 |
96 |
ГИС и исследования керна |
2 |
2 |
4 |
||
Исследования керна |
7 |
3 |
_ |
_ |
|
По аналогии |
1 |
– |
– |
– |
|
Нэф |
ГИС |
100 |
100 |
100 |
100 |
Контакты |
ГИС |
60 |
57 |
10 |
8 |
ГИС и опробование |
40 |
43 |
90 |
92 |
Таблица 2 Характер изменения подсчетных параметров при рассмотрении месторождений в ГКЗ СССР
Подсчетные параметры |
Способ определения параметров |
Характер изменения подсчетных параметров |
Месторождения {в % от общего количества) |
|||
Мингео, годы |
Главтюменьгеология, годы |
|||||
1981 - 1985 |
1986-1987 |
1981 – 1985 |
1986–1987 |
|||
Кп |
ГИС |
Без изменения |
59 |
58 |
41 |
46 |
Принят условно |
1 |
2 |
3 |
4 |
||
Уменьшен |
15 |
26 |
13 |
38 |
||
ГИС и керн |
Без изменения |
3 |
4 |
5 |
– |
|
Уменьшен |
4 |
3 |
3 |
4 |
||
Керн |
Без изменения |
9 |
5 |
17 |
4 |
|
Уменьшен |
9 |
2 |
18 |
4 |
||
Кн.г |
ГИС |
Без изменения |
64 |
49 |
66 |
30 |
Принят условно |
3 |
7 |
8 |
12 |
||
Уменьшен |
23 |
42 |
23 |
54 |
||
ГИС и керн |
Без изменения |
1 |
2 |
__ |
4 |
|
Уменьшен |
1 |
–– |
–– |
–– |
||
Керн |
Без изменения |
3 |
_ |
__ |
_ |
|
Уменьшен |
4 |
– |
3 |
–– |
||
По аналогии |
1 |
– |
– |
– |
||
Нэф |
ГИС |
Без изменения |
65 |
54 |
58 |
33 |
Принят условно |
1 |
– |
3 |
– |
||
Уменьшен |
34 |
46 |
39 |
67 |
||
Положение контактов |
ГИС |
Без изменения |
42 |
5 |
44 |
_ |
С изменением |
13 |
5 |
13 |
8 |
||
Принят условно |
5 |
– |
– |
– |
||
ГИС и результаты испытаний |
Без изменения |
23 |
71 |
8 |
54 |
|
С изменением |
16 |
19 |
35 |
38 |
||
Принят условно |
1 |
– |
– |
– |
||