О.А. Черников (ИПНГ РАН)

Выделенные структурно-иерархические уровни различаются размерами составляющих условно неделимых элементов, масштабами и методами их исследований (таблица).

Следующим структурно-иерархическим уровнем при промыслово-геологических исследованиях является породно-слоевой. Этот уровень требует изучения морфологии тела, сложенного одним или близкими типами пород, изменения его толщины в пределах резервуара, а также морфологии проницаемых разностей пород и их толщин в объеме резервуара. Здесь же выявляются направленность изменения структурных особенностей (гранулометрических характеристик) пород в разрезе пласта, элементы цикличности, такие как ре- , проциклы и т.п.

При этом масштабе изучения определяются фильтрационные свойства путем гидродинамических исследований скважин, но в еще большем масштабе, чем на предыдущем уровне. Так, объем, рассматриваемый при использовании метода восстановления давления, определяется радиусом освещенности зоны исследования, который рассчитывается по известной формуле

где l - гидропроводность пласта, см² /с

t - продолжительность исследования, с.

При снятии кривой восстановления давления в пласте с l = 1000 см² /с в течение 8 ч радиус освещенности составляет 250 м, а объем пласта определяется по выражению 250ph, м³.

При переходе от одного структурного уровня к другому в результате исследования фильтрационных свойств мы получаем оценку проницаемости для большего объема, увеличивающегося по мере возрастания уровня исследования, но при этом мы не получаем характеристики инфраструктуры резервуара в целом как системы. В то же время изменчивость физических свойств пород, слагающих резервуар, имеет относительный характер, что четко видно из их сопоставления (рисунок) [4]. Из рисунка следует, что размер проб оказывает влияние на характер и параметры распределения исследуемых свойств.

Этот факт объясняется тем, что фильтрация через отдельные поровые каналы образца взаимосвязана, причем чем больше исследуемый объем, тем эта взаимосвязь становится менее четкой, размывается и фильтрация через отдельные поровые каналы становится практически независимой. В то же время возрастание исследуемого объема увеличивает вероятность включения в структуру объекта фильтрационной неоднородности более низкого порядка, которая осложняет фильтрацию и изменяет конечный результат. К этому следует добавить повышенную степень неопределенности характеристик проницаемости по мере увеличения масштаба исследования. Напротив, информация, полученная на породном уровне для конкретного образца, обладает высокой степенью определенности.

Характеристика же интервала разреза скважины и тем более участка пласта становится все менее четкой из-за особенностей отбора керна: вынос литифицированных разностей пород и потеря рыхлых. При ГИС мы получаем лишь косвенные данные о физических параметрах пород, достоверность которых зависит от качества исходных петрофизических параметров и тесноты их связей. Неопределенность результатов гидродинамических исследований скважин обусловлена трудностью получения истинной толщины фильтрующего пласта и влиянием на результаты определений деформированности околоскважинной зоны.

Использование разномасштабных данных для создания единой модели возможно после перевода с помощью геостатистики всей информации (керна, ГИС, промысловых и гидродинамических исследований) на вероятностный язык. При использовании теории вероятности параметры объекта исследования делятся на два класса, относящихся, по существу, к разным структурным уровням. Характеристика "исходного" уровня постоянно и независимым образом меняет свои значения при переходе от одного элемента к другому в исследуемом массиве и соответственно каждое из значений рассматривается как случайное событие. Оценка более высокого уровня связана с наличием определенных закономерностей в массе случайных событий и выражает эту регулярность. "Характеристики обоих уровней относительно автономны, независимы друг от друга. Характеристика второго уровня, определяя вид распределения, не отражает собой каждое конкретное случайное событие. Другими словами, характеристики более высокого уровня лишь обобщенным, интегральным образом определяют собой характеристики "исходного" непосредственного уровня. В то же время связи между характеристиками более высокого уровня носят вполне определенный жесткий характер. Возможность подобного сочетания различных классов характеристик при отображении свойств объекта исследования достигается так, что соответствующие закономерности формируются на языке распределений как зависимости между ними и их свойствами" [1].

1. Акчурин И.А. Познавательная роль математического моделирования. - М.: Знание, 1968.
2. Дмитриевский А.Н. Системный подход в геологии нефти и газа. Общие принципы использования системного анализа в геологии // Геология нефти и газа. - 1993. - № 10. - С.2-4.
3. Карогодин Ю.Н. Введение в нефтяную литмологию. - Новосибирск: Наука, 1990.
4. Рац М.В. Неоднородность горных пород и их физических свойств. - М.: Наука, 1968.

For effective hydrocarbon pools development, proper allowance must be made for a spatial change in lithological structure and petro-physical properties including those of reservoir rocks, generally integrated into a geologic heterogeneity concept. In studies of geological heterogeneity two interrelated problems arise – evaluation of heterogeneity and extent of investigations. Systematic structural geological investigations allow to consider a reservoir with hydrocarbon pools as a body possessing its own infrastructure. Three structural-hierarchic levels are distinguished within reservoirs infrastructure: formation, formation-bedded and formation-bedded associations. When passing from one structural level to another as a result of permeability parameters studies it is possible to estimate permeability values for a greater volume which is being increased along with scope of investigations, however, characteristics of reservoir infrastructure as a whole system are failed to be obtained. Variability of physical rock properties comprising a reservoir is of relative nature. Thus, distribution of porous rocks permeability comprising a reservoir and which was determined by rock samples is governed by standard law. With increase in size of filtering volumes (bore-hole section interval, area of producing formation), dispersion and asymmetry of permeability distribution decreases and the distribution per ce is becoming more symmetric. Therefore, permeability depends on the investigated volume scope and direction of filtration, that's why its values which were obtained at different hierarchical levels will differ from one another. Therefore, it's impossible to predict permeability for adjacent scale levels by its values determined at one level. Use of different-scaled data to reconstruct an unified model is possible after translating all data with the help of geostatistics into probabilistic language.

ДИАГРАММА СТРУКТУРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СООТНОШЕНИЯ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ НЕОДНОРОДНОСТИ L_g И ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ L_k НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОЛОГИИ

1 - переходная зона от квазиоднородной среды к неоднородной. Области действия различных законов распределения проницаемости пород: N и n – нормальное и логнормальное распределения.