Геонавигация скважины по данным электрических и плотностных имиджей

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа природных ресурсов Отделение геологии

РЕФЕРАТ

на тему «ГЕОНАВИГАЦИЯ СКВАЖИНЫ ПО ДАННЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ПЛОТНОСТНЫХ ИМИДЖЕЙ»

по дисциплине: Электромагнитные и акустические исследования скважин

Исполнители: Канаева Е.В.

Томск -2021

Содержание

• Введение
• 1. Многоскважинная геонавигация
• 2. Геонавигация по данным базовых измерений
• 3. Геонавигация с картированием границ пластаов и резервуаров
• 4. Геонавигация с использованием имиджей плотности и сопротивления
• Заключение
• Список литературы

Введение

Одной из важнейших задач, которая стоящие в настоящее время перед нефтяной промышленностью, - увеличение рентабельности извлечения нефтепродуктов. Средняя нефтяная отдача в стране с семидесятых лет снизилась с 50% до 27 процентов. Такое количество запасов в мире является одним из низких. Есть несколько способов увеличения нефтяной отдачи, один из таких способов осуществляется благодаря геологическим сопровождениям бурения - геонавигация.

Геонавигация - это процесс корректировки траектории скважины в режиме периода реального времени. Главной задачей данной корректировки является увеличение проходки части пласта-коллектора, которая является наиболее продуктивной. Решения по корректировке траектории базируются на основании интерпретации данных каротажа во время бурения с использованием специализированного программного обеспечения, предназначенного для геонавигации. [2]

Таким образом, на крупных рудниках применяются современные, более совершенствуемые методики интерпретации каротажных данных. Данные методики позволяют оценивать новые потенциальные резервуары и повышать точность геофизических параметров скважины. Комплексные анализы данных высокого разрешения электрических микроимиджей и данных керновых - вот одна из таких методик.

Скважинные имиджи - это такое изображение стенок скважины, которое получается в на основании интерпретации микробокового каротажа периметра скважины, разрешении, позволяющем анализировать имиджи как промежуточное звено между керном и стандартным комплексом ГИС. В процессе изучения таких имиджей дополнительно поступают немаловажные данные о структурно-текстурных признаках пород, характере напластования, структурном залегании разреза, естественной и техногенной трещиноватости горных пород.

1. Многоскважинная геонавигация

Подход многоскважинной геонавигации получил свое распространение в результате того, что бурение горизонтальных скважин стало массированным (месторождения стали разбуриваться сотнями), тогда как раньше разбуривание было единичным. В данном подходе применяются геонавигационные интерпретации ранее пробуренных скважин, для бурения новых скважин. В этом случае геонавигационные модели ближайшей существующей горизонтальной скважины одновременно проецируются на одну геологическую линию, по которой уже отстроена геонавигационная модель бурящейся скважины (рис.1). Такой подход позволяет значительно снизить риски бурения, интегрируя в себя знания о успешно буренных горизонтальных сооружениях, находящихся в относительно близком районе. Сейчас на международном рынке очень мало продуктов программного обеспечения, которые дают такую возможность. Ведь большинство из них изначально были созданы для односкважинной геонавигации. Однако подход многоскважинного типа является необходимым в современных условиях массированного бурения горизонтальных стволов. [1]

Рисунок 1 - Многоскважинная геонавигация

2. Геонавигация по данным базовых измерений

Геонавигация - это сервис, объединяющий в себе опыт и знания инженеров-геонавигаторов и технологии каротажа во время бурения (КВБ). Основная задача сервиса - это проводка скважины в коллекторе, в целях увеличения его производительности. Для того, чтобы задача была выполнена, необходимо четкое представление относительного расположения скважины в разрезе и поведения ее структуры. В целях уменьшения геологических и структурных неопределенностей на стадии бурения выбирается и используется необходимый комплексный каротаж. Геонавигационные работы включают в себя три этапа:

1)стадия предварительного моделирования и подготовки двумерной модели вдоль плановой траектории;

2)стадия проводки скважины в режиме реального времени

3)стадия подведения итогов и написания отчета. Услуги оказываются круглосуточно командой в составе 2-х инженеров по геонавигации.

В разбуренных месторождениях, где уже проводился обширный ряд исследований применяется геонавигация с базовым набором каротажа. Для того чтобы определить положение в разрезе, интерпретатор сопоставляет синтетические кривые с кривыми, которые регистрируются в настоящем времени. В ходе данного процесса необходимо добиться, чтобы кривые в модели сходились максимально. Применение имиджей совместно с базовым комплексом каротажа, позволяет уверенно анализировать поведение геологической структуры, это уменьшает вероятность принятия неверного решения по изменению траектории. Для уменьшения вероятности рисков в основном применяют базовые ГК имиджи, которые могут предоставить информацию, предотвращающую незапланированный выход из коллектора. [2].

В настоящее время существует четыре главных направления геонавигации, имеющие различные вариации:

Рисунок 2 - На рисунке изображено расхождения измеренных с помощью зондов и смоделированных кривых каротажа (красные линии) и в данной ситуации необходимо корректировка геологические модели, задачей для которой будет являться сопоставление кривых с фактическими данными до их максимального сопоставления.

1. модельный метод;

2. стратиграфический метод;

3. интерпретация и моделирование имидж-логов (а также интерпретация азимутальных каротажей как частный случай данного метода);

4. моделирование сопротивления (прямое моделирование и инверсия).

Выбор того или иного метода осуществляется на основании типа прибора или какого -либо определенного коллектора. Программный комплекс СтарСтир предоставляет возможность объединение всех методов геонавигации и их совместное использование. [1]

Рисунок 3 - На рисунке показана траектория скважины, пересекающая пласты, расчетные каротажные кривые, совпадение которых с фактическими измерениями гораздо больше, данный результат был достигнут путем увеличения угла падения пластов

Модельный метод.

Одним из самых лучших и распространенных методов проведения геостиринга является модельный метод. Особенное применение он нашел на территориях месторождений Ближнего Востока,Северного моря и стран СНГ. Этот метод применяют крупнейшие сервисные компании, например Halliburton или Schlumberger. Метод был разработан еще в 90 -х годах и до нынешнего времени не потерял свою популярность (рис. 4). При использовании этого метода процесс геонавигации является итеративным и состоит из трех этапов:

1. Построение структурной модели среды вдоль траектории скважины.

2. Расчет синтетической кривой прогнозных свойств вдоль скважины, применяя построенную ранее модель.

3. Сравнение полученной кривой прогнозных свойств с каротажем (MWD или LWD), если в процессе сравнения были выявлены значительные расхождения в кривых, то процесс повторяется снова.

Главные ограничения метода включают в себя время, затраченное на обучение специалиста данной технологии, и скорость интерпретации. Этот метод, в настоящее время становится все менее востребованным, в связи с современными тенденциями к повышению скоростей бурения, а также к росту точности позиционирования ствола скважины. [5]

Гамма-каротаж: пунктирная линия - кривая прогнозных свойств, сплошная линия - MWD

Рисунок 4 - Модельная геонавигация с применением данных сейсмики

Стратиграфический метод.

Стратиграфический метод был разработан для увеличения скорости и точности геонавигации. Суть работы интерпретатора стратиграфическим методом состоит в замене проекции каротажа ( в процессе бурения) на стратиграфическую шкалу. При этом происходит автоматический алгоритм пересчета модели резервуара. (рис. 5). Стратиграфический метод дает возможность производить моментальную оценку диапазона неоднозначности стратиграфического положения горизонтальной скважины в данный момент времени несмотря на наличие ограниченного набора данных - это является главным преимуществом среди других методов. [3]

Рисунок 5 - Стратиграфическая геонавигация. Пунктир - кривая ГК опорной скважины, сплошная раскрашенная линия - проекция данных MWD на стратиграфическую шкалу

Рисунок 6 - Геонавигация с использованием имиджера

Интерпретация и моделирование имиджеров.

Использование метода уместно при интенсивном изменении структурных условий залегания пласта в процессе бурения и невыдержанной мощности по горизонтали. Главная трудность использования метода заключается в высокой стоимости сервиса и приборов. [1]

Моделирование и инверсия сопротивления.

Информация о нефте- и газонасыщенности получается при использовании записи кривых электрического сопротивления в процессе бурения, также в некоторых случаях эта информация дает возможность расчета разреза сопротивлений и расстояния до проводящих границ. Сначала, оператор отстраивает двумерный разрез сопротивления, для того чтобы произвести интегрирование. После этого, специализированный алгоритм программы определяет, какой модельный каротаж сопротивления необходимо применить в данной ситуации. Далее интерпретатор сравнивает выбранный модельный каротаж с каротажем, записанным во время бурения [1].

Рисунок 7 - Геонавигация по данным каротажа электрического сопротивления

Рисунок 8 - Перестановка сопротивления дает возможность определения профиля сопротивления в направлении горизонтальной скважины

3. Геонавигация с картированием границ пластов и резервуаров

Картографы границ - это приборы, которые разработали для нужд геонавигации. Применение этих приборов облегчает удержание скважины в коллекторе за счет полного понимания поведения структуры. Этот метод геонавигации, использующий данные технологии, выделяется в отдельную категорию и называется опережающей геонавигацией.

При бурении приборы направленного азимутального каротажа картируют границы литологических разностей, или контакты между флюидами. Для осуществления этой технологии проведения каротажа, необходимо дать гарантию проходки в целевом интервале, которая будет не меньше 90% от общей длины горизонтальной части. Для использования данной технологии обязательным является наличие контраста сопротивлений между коллектором и вмещающими породами. Сервисы, осуществляющие картирование границ, предлагают четыре варианта:

1)геонавигация с разверткой сопротивлений;

2) геонавигация с картированием одной или двух границ;

3)геонавигация с многопластовым картированием;

4)геонавигация с картированием резервуара. [1]

Рисунок 9 - Пример геонавигации с картированием границ. В данном примере кровля и подошва пласта были определены на всем протяжении горизонтальной секции.

Рисунок 10 - Пример картирования резервуара. Во время посадки на точку были выделены маломощные песчаные тела, а кровля основного объекта - на 21 м ниже по вертикали

4. Геонавигация с использованием имиджей плотности и сопротивления

Для получения информации по структурному поведению разреза применяются имиджи плотности и сопротивления. С геонавигацией интерпретация изображений позволяет точно оценить структурные углы локальных точек разреза при контрасте плотности или сопротивления. С использованием локальных структурных углов уточняется местоположение скважины в разрезе, а также детализируется и корректируется двумерная модель. Помимо этого, данные имиджей используются в целях определения структурных элементов разрывных нарушений и ориентации трещиноватости.

Рисунок 11 - Интерпретация структурных углов, трещин и разломов по имиджу на двумерном разрезе

скважина геонавигация пласт имидж

Заключение

Проведение горизонтального бурения всегда было связано со сложными геометрическими расчетами и после применением оптимальной технологии бурения. В настоящее время, в процессе развития методов проводки скважин, были разработаны приборы каротажа и измерений во время бурения и технологии интерпретации полученных данных в режиме реального времени. Они позволяют получить большое количество информации о геологическом строении недр. Благодаря этой информации, нефтегазовые компании могут уточнять планы бурения, корректировать траектории стволов и усовершенствовать программы закачивания.

Ключом к успешной геонавигации горизонтальных скважин является интегрированное применение современных методик с использованием необходимого набора данных. С увеличением скорости и массовости горизонтального бурения, а также вовлечения в разработку месторождений с трудно-извлекаемыми запасами применение многоскважинной геонавигации и геонавигации по множеству кривых, а также использование априорных нескважинных данных позволяют существенно увеличить производительность, снизить затраты и способствуют добыче большего объема углеводородов. Программный комплекс Стар-Стир, который был создан российскими нефтяниками, успешно используется на месторождениях по всему миру и позволяет компаниям-операторам применять новейшие технологии геонавигации для проводки горизонтальных скважин.

Список литературы

1. Куваев И., Уваров И., Пайразян К. ПО геонавигации. Современные подходы к оптимизации горизонтального бурения.

2. Каталог интерпретационных решений // Schlumberger.

3. Изотова Т.С., Денисов С.Б., Вендельштейн Б.Ю. Седиментологический анализ данных промысловой геофизики. - М.: Недра, 1993. - 176 с.

4. Рыбальченко В.В., Хабибуллин Д.Я., Петухов А.Ю., Давыдов А.В., Хоштария В.Н., Дмитриев С.Е., Хлановская С.Н., Исламов А.Ф., Егоров С.С., Тухтаев Р.И., Хасанов Р.Р. Седиментологический анализ скважинных данных на примере дагинского горизонта северо-восточного шельфа острова Сахалин. // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. - 2016. - Т. 158. - № 1. - С. 55-74.

5. Тарасов, А.Е. Формирование методического подхода по оперативному использованию данных сейсморазведки для повышения эффективности геонавигации при горизонтальном бурении / А.Е. Тарасов, Н.А. Белоусова, И.Ю. Сомоиленко // Бурение Нефть. - 2019. - . - № 10. - С. 17-32

Размещено на Allbest.ru