CC BY
73
УДК 550.832+532.546
Г.В. Нестерова, И.Н. Ельцов, А.А. Кашеваров ИНГГ СО РАН, ИГиЛ СО РАН, Новосибирск
МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ПОВТОРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА
G.V. Nesterova, I.N. Yeltsov
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS Koptyug, 3, Novosibirsk, 630090, Russian Federation A.A. Kashevarov
Lavrentyev Institute of Hydrodynamics SB RAS 15 Lavrentyev, 630090, Novosibirsk, Russian Federation
JOINT INVERSION OF TIME-LAPSE ELECTRIC AND ELECTOMAGNETIC LOGGING DATA
Joint geophysical and hydrodynamic inversion of time-lapse electric and electromagnetic well logging and geotechnical well study has used for interpretation of measurements by VIKIZ and BKZ in a vertical boreholes of the Kogalym oil field. Interpretation procedure includes joint inversion of electric and electromagnetic data, hydrodynamic simulation of filtration and salt transport and petrophysical model. Formation evaluation is important result of borehole environment model construction.
Методика совместной интерпретации данных многократного электрического и электромагнитного каротажа и геолого-технологических исследований (ГТИ) в скважине на основе комплексной геофизической и гидродинамической модели [1-3] использована для анализа повторных измерений в нескольких скважинах Когалымского месторождения. В комплексную модель входят геоэлектрическая интерпретация электрических и электромагнитных данных, моделирование гидродинамических процессов в окрестности скважины и связывающая их петрофизическая модель. На рис. 1 схематически изображена последовательность обработки данных повторных измерений в скважине и построения модели околоскважинного пространства.
Первым этапом обработки является совместная интерпретация данных зондов ВИКИЗ (Высокочастотного Индукционного Каротажного Изопараметрического Зондирования) и БКЗ (Бокового Каротажного Зондирования), результатом которой является разбиение пласта на прослои и построение послойных моделей радиального распределения удельного электрического сопротивления (УЭС). Затем в каждом слое проводится одномерная гидродинамическая интерпретация, которая даёт радиальное распределение водонасыщенности и концентрации солей. Через обобщённую формулу Арчи эти параметры переводятся в УЭС. Затем послойные модели УЭС собираются в единую пространственную модель УЭС, на основе которой проводится двумерное гидродинамическое моделирование распределения водонасыщенности и концентрации солей, которые вновь через обобщённую формулу Арчи переводятся в двумерную модель распределения УЭС. Далее
идёт построение синтетических диаграмм зондов ВИКИЗ и БКЗ [4], сравнение их с соответствующими каротажными диаграммами и оценка точности моделирования. В случае расхождения каротажных и синтетических диаграмм, исходная модель уточняется, и всё этапы моделирования повторяются.
Рис. 1. Схема построения динамической модели околоскважинного
пространства
В качестве петрофизической модели, связывающей пористость, водонасыщенность, солёность пластовой жидкости и УЭС среды используется обобщённая формула Арчи (1)
р = А С + С0 ~р 5 + 50 ф + ф0 Л (1)
здесь С - концентрация солей в жидкой фазе, Б - водонасыщенность, ф -пористость. Параметры А, Со, 8о, Ф{] зависят от петрофизических свойств пласта, «настраиваясь» на конкретную ситуацию.
Был проведён анализ петрофизических моделей электропроводности гетерогенных сред, опубликованных различными авторами, и сравнение этих моделей с формулой Арчи [5]. Для всех представленных моделей значения электропроводности сходятся к формуле Арчи при проводимости скелета, стремящейся к нулю, при этом коэффициенты формулы Арчи выражаются через параметры модели, в частности, связанные с представлением геометрической структуры и микроструктуры. На рис. 2 представлены расчеты по модели на основе теории эффективной среды, предложенной в работе [6].
Пористость, %
Рис. 2. Расчеты эффективной электропроводности композита по формуле Бивв1ап [6] и Арчи. q- отношение электропроводностей скелета и поровой
жидкости
Обобщённый вид формулы Арчи позволяет лучше учитывать петрофизические особенности в конкретной ситуации, но большее, чем обычно, число параметров требует и больше исходных данных и априорных знаний о среде. Наличие повторных измерений в скважине позволяет решить
эту задачу. В табл. 1 приведены значения коэффициентов обобщённой формулы Арчи для некоторых скважин.
Таблица 1. Значения параметров в формуле Арчи
Обозначение A C0 S0 Ф0 q g P
Скважина №1 1.3 0.7-4.7 0.07 0 2.1 2.1 1.0
Скважина №2 1.4 t'' •I- o' 0.07 0 2.0 2.0 1.0
Скважина №3 1.6 0.-4.3 0.07 0 2.0 2.0 1.0
После построения согласованной модели околоскважинного пространства проводится петрофизическая интерпретация, т.е. определение фильтрационно-ёмкостных параметров (пористости, проницаемости и нефтенасыщенности) прослоев изучаемого пласта [2, 3, 7, 8]. В отличие от работ [9, 10], в которых относительные проницаемости по воде и нефти вычисляются по результатам расчетной водонасыщенности, остаточной водонасыщенности и остаточной нефтенасыщенности, определяемых по априорной информации, в данной работе используется другой подход, основанный на величине объёма фильтрата бурового раствора, поступившего в пласт. Эта основная характеристика при определении петрофизических параметров пласта получается по результатам гидродинамического моделирования. Из гидродинамических расчётов берутся также значения водонасыщенности, пористости и показатели степени в формуле для относительных проницаемостей [7,8].
Авторы, работающие в области совместного анализа данных скважинных измерений и гидродинамических процессов в околоскважинном пространстве, используют данные других скважинных электрических и электромагнитных измерений, поскольку они производятся различными видами приборов. Авторами используются AIT (Schlumberger Array Induction Imager Tools- (пяти зондовый индукционный каротаж), Dual induction log (двухзондовый индукционный каротаж), dual lateral log (боковой каротаж), совместную интерпретация Dual induction log+ dual lateral log. Прибор ВИКИЗ обладает более высокой разрешающей способностью, чем перечисленные инструменты, и совместная интерпретация измерений ВИКИЗ и БКЗ позволяет более детально представлять распределение УЭС в прискважинной области. А это, в свою очередь, влечет уточнение значений параметров моделей, и, в конечном счёте, улучшение качества и надёжности определения фильтрационноёмкостных свойств.
На основе описанной методики появляется возможность установить зависимость между измеряемыми электрическими и электромагнитными данными и петрофизическими свойствами среды вокруг скважины, только по геофизическим измерениям в скважине и данным ГТИ, за счёт наличия многократных измерений и комплексирования методов анализа данных. Отсутствие этапа изучения и анализа керна ускоряет и удешевляет определение гидрофизических характеристик пластов.
1. Эпов М.И., Ельцов И.Н., Кашеваров А.А., Соболев А.Ю., Ульянов В.Н. Эволюция зоны проникновения по данным электромагнитного каротажа и гидродинамического моделирования // Геология и геофизика. - 2004. - Т. 45. - № 8. - С. 1031-1042.
2. Кашеваров А.А., Ельцов И.Н., Эпов М.И. Гидродинамическая модель формирования зоны проникновения при бурении скважин // ПМТФ. - 2003. -Т. 44. - №6. -С. 148-157.
3. Нестерова Г.В., Кашеваров А.А., Ельцов И.Н. Эволюция зоны проникновения по данным повторного каротажа и математического моделирования А.А. Кашеваров, И.Н. Ельцов // Каротажник. - 2008. - № 1. - С. 52-68.
4. Нестерова Г.В., Суродина И.В. Интерпретация диаграмм зондов ВИКИЗ и БКЗ на
основе 2D математического моделирования // Международная конференция
«Математические Методы в Геофизике - ММГ-2008». 13-15 октября 2008.
5. Нестерова Г.В. Математические модели электропроводности двухкомпонентных сред и формула Арчи (по материалам публикаций). НТВ Каротажник. - 2008. - № 10. - С. 81-101.
6. Bussian A.E. Electrical conductance in a porous medium. // Geophysics. - 1983. -Vol.48. - No 9. - P.1258-1268.
7. Нестерова Г.В., Кашеваров А.А., Ельцов И.Н. Оценка параметров пласта по
данным повторных измерений в скважине. Материалы VI международного научного
конгресса «ГЕО-Сибирь-2008». 22-24 апреля 2008 г. С. 186-189.
8. Ельцов И.Н., Нестерова Г.В., Кашеваров А.А. «Интерпретация данных повторных электромагнитных измерений в скважине и оценка гидрофизических параметров пласта». Материалы международной конференции «Тюмень-2009». Тюмень 25 марта 2009, 4 с.
9. Li S., Shen L.C. Dynamic invasion profiles and time-lapse electrical log // SPWLA 44th Annual Logging Symposium/ - 2003. - P. 1-13.
10. Navarro C., K.K. Moharty, G. Li, C. Zhou, Ch. Li. Invasion effects on time-lapse array induction logs // SPWLA 48th Annual Logging Symposium. - 2007. - June 3-6. - P.1-10.
© Г.В. Нестерова, И.Н. Ельцов, А.А. Кашеваров, 2009
