Диссертация на соискание ученой степени доктора
геолого-минералогических наук. — Москва: Российский государственный
университет нефти и газа им. И.М. Губкина, 2015. — 358 с.
Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические
методы поисков полезных ископаемых
Целью работы является разработка системы
петрофизического обеспечения моделирования для повышения
геологической информативности и достоверности
геолого-технологических моделей месторождений нефти и газа на
основе динамических фильтрационно-емкостных свойств
коллекторов.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:
— Разработаны элементы информационной технологии, позволяющие использовать эффективную пористость на всех этапах геомоделирования – от петрофизического обеспечения сейсмической инверсии и интерпретации данных ГИС до построения геологической и гидродинамической моделей.
— Обоснованы аналитические петрофизические модели эффективной и динамической пористостей гранулярных коллекторов на основе характеристических (опорных) параметров – свойств граничных состояний коллектора (коллектор, обладающий максимальной эффективной пористостью и при нулевой эффективной пористости).
— Величина нормированной эффективной пористости введена и обоснована как интерпретационный параметр методов ГИС (метод СП, ГМ, ННМ, ИНМ, ГГМ-П, АМ).
— Разработаны алгоритмы определения коэффициента нефтегазонасыщенности по данным метода сопротивлений и ИННМ (ИНГМ) на основе характеристических параметров коллектора (параметры водонасыщенного и предельно нефтегазонасыщенного коллектора при максимальной и нулевой эффективной пористости).
— Обоснован методологический принцип петрофизической инвариантности коллекторов, заключающийся в том, что различные пласты, отмечающиеся одинаковым значением нормированной эффективной пористости, имеют одинаковый относительный объем подвижного флюида, а их разностные отношения по характеристическим етрофизическим и геофизическим параметрам совпадают между собой.
Практическая ценность работы:
— Система петрофизического обеспечения является практическим инструментом, позволяющим использовать эффективную пористость для 3D моделирования залежей нефти и газа, обеспечивая переход к динамическим фильтрационно-емкостным свойствам коллекторов. Результаты диссертации использованы при построении геологических моделей в ИПНГ РАН, ОАО «ТНК-ВР Менеджмент», ООО «РусПетро», включены в отчеты по фундаментальным НИР, выполнявшимся в РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина для ОАО «Газпром».
— Разработаны алгоритмы применения петрофизической модели эффективной пористости для расчетов по данным ГИС коэффициента сжимаемости порового пространства и сжимаемости коллектора для моделирования замещения флюидов и акустической жесткости.
— Разработаны модели связи капиллярного давления с динамическими ФЕС и предложен
способ определения коэффициента остаточной водонасыщенности в зависимости от
изменения градиента давления.
— Разработана модель связи капиллярного давления с эффективной пористостью, на основе которой предложен и успешно опробован алгоритм расчета нефтенасыщенности в переходной зоне нефтяных залежей.
— На основе динамических ФЕС разработаны методики и алгоритмы для расчетов эффективных и фазовых проницаемостей, прогноза коэффициента вытеснения, продуктивности скважин и доли воды в притоке на каждом кванте глубины исследований
методами ГИС, что позволяет существенно повысить информативность геолого-технологических моделей месторождений. Разработанные алгоритмы обеспечивают
оперативный прогноз начальных дебитов и обводненности продукции для проектирования мест расположения скважин на этапе построения геологической модели до проведения гидродинамических расчетов.
— Разработан и применен математический аппарат для определения суммарных и парциальных погрешностей применяемых алгоритмов.
— Разработанный в диссертации способ совместного количественного анализа данных
гранулометрии и ФЕС обеспечивает повышение информативности петрофизических исследований и может быть включен в повседневную практику изучения керна.
— Результаты работы использованы для создания системы обработки и интерпретации данных геофизических исследований. Программная реализация системы имеет свидетельство о регистрации № 2012610231.
— Результаты работы доложены на 88-ой и 83-ей сессиях Научно-методического совета по геолого-геофизическим технологиям (НМС ГГТ) поисков и разведки полезных ископаемых Министерства Природных Ресурсов и Экологии Российской Федерации, где решено «одобрить результаты научно-исследовательской работы. Признать это направление как актуальное и приоритетное, обладающее научной новизной и высокой практической значимостью. Рекомендовать Федеральному агентству по недропользованию внедрение методики прогноза дебитов и обводненности продукции при проведении геологоразведочных работ на нефть и газ» (Заключение НМС ГГТ Минприроды РФ,
5.03.2013 г.).
— Результаты диссертации используются в учебном процессе кафедры ГИС в курсах «Теория методов ГИС» и «Современные проблемы геофизики».
Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:
— Разработаны элементы информационной технологии, позволяющие использовать эффективную пористость на всех этапах геомоделирования – от петрофизического обеспечения сейсмической инверсии и интерпретации данных ГИС до построения геологической и гидродинамической моделей.
— Обоснованы аналитические петрофизические модели эффективной и динамической пористостей гранулярных коллекторов на основе характеристических (опорных) параметров – свойств граничных состояний коллектора (коллектор, обладающий максимальной эффективной пористостью и при нулевой эффективной пористости).
— Величина нормированной эффективной пористости введена и обоснована как интерпретационный параметр методов ГИС (метод СП, ГМ, ННМ, ИНМ, ГГМ-П, АМ).
— Разработаны алгоритмы определения коэффициента нефтегазонасыщенности по данным метода сопротивлений и ИННМ (ИНГМ) на основе характеристических параметров коллектора (параметры водонасыщенного и предельно нефтегазонасыщенного коллектора при максимальной и нулевой эффективной пористости).
— Обоснован методологический принцип петрофизической инвариантности коллекторов, заключающийся в том, что различные пласты, отмечающиеся одинаковым значением нормированной эффективной пористости, имеют одинаковый относительный объем подвижного флюида, а их разностные отношения по характеристическим етрофизическим и геофизическим параметрам совпадают между собой.
Практическая ценность работы:
— Система петрофизического обеспечения является практическим инструментом, позволяющим использовать эффективную пористость для 3D моделирования залежей нефти и газа, обеспечивая переход к динамическим фильтрационно-емкостным свойствам коллекторов. Результаты диссертации использованы при построении геологических моделей в ИПНГ РАН, ОАО «ТНК-ВР Менеджмент», ООО «РусПетро», включены в отчеты по фундаментальным НИР, выполнявшимся в РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина для ОАО «Газпром».
— Разработаны алгоритмы применения петрофизической модели эффективной пористости для расчетов по данным ГИС коэффициента сжимаемости порового пространства и сжимаемости коллектора для моделирования замещения флюидов и акустической жесткости.
— Разработаны модели связи капиллярного давления с динамическими ФЕС и предложен
способ определения коэффициента остаточной водонасыщенности в зависимости от
изменения градиента давления.
— Разработана модель связи капиллярного давления с эффективной пористостью, на основе которой предложен и успешно опробован алгоритм расчета нефтенасыщенности в переходной зоне нефтяных залежей.
— На основе динамических ФЕС разработаны методики и алгоритмы для расчетов эффективных и фазовых проницаемостей, прогноза коэффициента вытеснения, продуктивности скважин и доли воды в притоке на каждом кванте глубины исследований
методами ГИС, что позволяет существенно повысить информативность геолого-технологических моделей месторождений. Разработанные алгоритмы обеспечивают
оперативный прогноз начальных дебитов и обводненности продукции для проектирования мест расположения скважин на этапе построения геологической модели до проведения гидродинамических расчетов.
— Разработан и применен математический аппарат для определения суммарных и парциальных погрешностей применяемых алгоритмов.
— Разработанный в диссертации способ совместного количественного анализа данных
гранулометрии и ФЕС обеспечивает повышение информативности петрофизических исследований и может быть включен в повседневную практику изучения керна.
— Результаты работы использованы для создания системы обработки и интерпретации данных геофизических исследований. Программная реализация системы имеет свидетельство о регистрации № 2012610231.
— Результаты работы доложены на 88-ой и 83-ей сессиях Научно-методического совета по геолого-геофизическим технологиям (НМС ГГТ) поисков и разведки полезных ископаемых Министерства Природных Ресурсов и Экологии Российской Федерации, где решено «одобрить результаты научно-исследовательской работы. Признать это направление как актуальное и приоритетное, обладающее научной новизной и высокой практической значимостью. Рекомендовать Федеральному агентству по недропользованию внедрение методики прогноза дебитов и обводненности продукции при проведении геологоразведочных работ на нефть и газ» (Заключение НМС ГГТ Минприроды РФ,
5.03.2013 г.).
— Результаты диссертации используются в учебном процессе кафедры ГИС в курсах «Теория методов ГИС» и «Современные проблемы геофизики».