Определение УЭС по комплексу методов. Изорезистивная методика

Задача определения модели радиального распределения сопротивления в коллекторе есть задача нахождения неизвестных параметров ρ_зп, ρ_п, D, влияющих на показания как нефокусированных, так и фокусированных зондов. Поэтому для решения можно использовать различные наборы зондов, различающихся по радиусу исследования, в количестве трех и более (чем больше имеется точек для построения кривой зондирования, тем лучше). Такое комплексирование дает возможность решить вышеупомянутую задачу с приемлемой точностью в пластах толщиной 1-4 метра, где БКЗ нефокусированными зондами этого не позволяет, а также повысить точность определений в более мощных пластах.

При объединении данных разнотипных зондов в единой кривой зондирования (зависимости показаний зонда от его длины) основная проблема состоит в учете различного характера зависимости радиуса исследования от длины зонда у зондов разных типов. Для фокусированных зондов необходимо также учитывать влияние фокусировки на вклад участков среды в результирующее поле (например, для бокового каротажа геометрический фактор зоны проникновения значителен, в то время как для индукционного может быть сильно снижен внутренней фокусировкой).

Изорезистивная методика – методика использования разнотипных зондов для определения УЭС коллектора, объединяющая комплекс градиент-зондов БКЗ и фокусированные зонды бокового и индукционного каротажа.

Для реализации методики вычисляются кажущиеся сопротивления фокусированных зондов (ρ_к)_БК и (ρ_к)_ИК (решаются прямые задачи БК и ИК) для тех же моделей, что использовались при расчете палеточных кривых БКЗ. Затем на каждой палетке значения этих сопротивлений на рассчитанных для соответствующих моделей кривых БКЗ соединяются. Таким образом, палетки БКЗ в ходе реализации методики дополняются кривыми, где (ρ_К)_БК = (ρ_К)_ГЗ и (ρ_К)_ИК = (ρ_К)_ГЗ. Такие кривые называются изорезистами. Изорезисты позволяют определить геометрические места точек для фокусированных зондов (или подобрать т.н. фиктивную длину), давая возможность нанести эти точки на кривые зондирования (Рисунок 70, Рисунок 71).

Рисунок 70. Палетка БКЗ с нанесенными изорезистами (синие – индукционного каротажа, красные – бокового каротажа) и кривая зондирования БКЗ (зеленая), дополненная точками фокусированных зондов

Рисунок 71. Реализация изорезистивной методики в программе Solver

Практические задачи по электрометрии

ЗАДАЧА «Определение удельных сопротивлений пластов и преобразования каротажных данных»

Задание 1. Определение удельного электрического сопротивления пород по данным электрометрии.

Цель задания –обучение определению удельного электрического сопротивления пород по данным электрометрии.

Содержание задания

1. Оценка УЭС бурового раствора и качества снятых отсчетов.

2. Автоматический расчет электрических свойств пластов.

3. Интерактивная оценка электрических свойств коллекторов.

Методические указания

Для оценки УЭС пластов, зон проникновения, качества снятых отсчетов, УЭС бурового раствора и т.п. служит модуль программы Оценка УЭС.

В основе работы программы Оценка УЭС лежит, так называемой, изорезистивная методика. Она объединяет теоретические расчетные данные, используемые в методе БКЗ, с данными, получаемыми дополнительными зондами: обычно индукционным зондом (например, 6Ф1) и зондом бокового каротажа (например, БК-3). Для интерпретации используются приемы БКЗ с добавлением в палетки БКЗ информации, получаемой от других зондов. Главная особенность каждой палетки – дополнительные линии – изорезисты, соединяющие те точки на кривых БКЗ ρ_К/ρ_С = f(AO/d_С), в которых (ρ_К/ρ_Р)_ГЗ = (ρ_К/ρ_Р)_бк-з и (ρ_К/ρ_Р)_ГЗ = (ρ_К/ρ_Р)_6Ф1 и т.д. Использование этих палеток осуществляется следующим образом. Значения дополнительных зондов, приведенные к условиям стандартной скважины d_C=0,2 м и бесконечной мощности пласта, наносят вместе с кривой БКЗ на бланк БКЗ в виде прямых линий ρ_К=ρ_К,_бк-з и (или) ρ_К=ρ_К, _6Ф1. Пересечение этих прямых с соответствующими изорезистами определяют дополнительные точки кривой зондирования. Таким образом, если толщина исследуемого пласта мала и значения УЭС с больших зондов из комплекса БКЗ не могут быть сняты, эти дополнительные точки расширяют возможности бокового каротажного зондирования.

Для оценки УЭС мощных пластов обычно используются данные БКЗ и далее полученные для этих пластов параметры зоны проникновения могут быть использованы для исправления за влияние проникновения отсчетов ИК или БК против аналогичных (по другим методам ГИС) маломощных пластов, используя изорезистивную методику.

МодульОценка УЭС обеспечивает решение следующих задач:

1. Ввод поправок;

2. Уточнение значений УЭС бурового раствора и оценка качества;

3. Автоматическая оценка электрических свойств;

4. Экспертная оценка электрических свойств.

Режим Ввод поправок используется для получения результатов каротажа без влияния промежуточных слоев (скважины, вмещающих пород, глинистой корки, в случае ИК обеспечивается ввод поправок за скин-эффект). Это позволяет свести результаты каротажа к зависимости, главным образом, от изучаемых параметров пласта. Так, совместное рассмотрение в одном масштабе исправленных кривых кажущихся сопротивлений бокового каротажа, градиент-зондов и индукционного каротажа позволяет выделить проницаемые участки разреза из-за наличия радиального градиенты сопротивления.

Режим Уточнение значений УЭС бурового раствора и оценка качестваснятых отсчетов. Если данные резистивиметрии отсутствуют, то данный режим позволяет оценить УЭС бурового раствора. С другой стороны, этот режим позволяет оценить качество данных резистивиметрии и проанализировать качество кривых электрометрии.

Режим Автоматическая оценка электрических свойствиспользуется для автоматической оценки электрических свойств пластов. Этот режим целесообразно применять при потоковой интерпретации большого количества скважин.

Режим Экспертная оценка электрических свойствприменяется для оценки электрических свойств пластов в интерактивно-графическом режиме, в котором интерпретатор может одновременно использовать планшет (для контроля и исправления существенных отсчетов по зондам) и специализированное окно, отображающее палетки интерпретации, изорезисты, текущее решение, показания зондов и т.п.

В результате работы программы Оценка УЭС в режимах Автоматическая оценка электрических свойств иЭкспертная оценка электрических свойств определяются УЭС пластов и зон проникновения, диаметры зон проникновения, электрические анизотропии неколлекторов, теоретические отсчеты зондов на основе решения прямой задачи, с помощью которых вычисляются погрешность оценки УЭС пластов и величины функции невязки решения. В сложных геолого-технических условиях интерпретатор может использовать дополнительную априорную информацию и правила обработки данных:

– задавать признаки пластов с проникновением, без проникновения, неопределенного типа;

– выборочно обрабатывать пласты определенных типов;

– использовать априорные значения параметров зоны проникновения в качестве начального приближения или решения;

– использовать разные способы обработки пластов в зависимости от их толщины и числа отсчетов по зондам;

– ограничить область решения для параметров зоны проникновения и УЭС пласта или использовать методику глобального поиска начального приближения.

Если необходима обработка показаний устаревшей аппаратуры или требуется выполнить обработку по специфической для конкретных условий методике, в программе Solver имеется возможность ввести любые свои палетки (меню в таблице Инструменты – Редактор Палеток) или формульные зависимости (меню в таблице Окна – Интепретатор) и реализовать собственную методику определения УЭС пластов.

1. Уточнение УЭС бурового раствора и оценка качества снятых отсчетов.

В меню таблицы выберите Обработка – Оценка УЭС.

В окне Обработка отметьте Попластовая. Выбрав в строке Аппаратный комплексменю БКЗ-ИК-БК, заполните все строки выше строки Результат только результатами пластовых отсчетов в комплексных границах, полученных в Задании 1 Задачи II. Замечание: при последующих вызовах модуль запоминает введенные ранее в него данные.

В строке Результат–Режим обработки:выберите Уточнение бурового раствора и оценка качества. При необходимости в рамке Результат–Пометьте зонды для оценки качествапометьте все введенные выше зонды галочкой и отметьте опцию Результат–По всем пластам. Нажмите на кнопку Параметры.

В появившемся новом окне Параметры обработки, которое изображено на рисунке ниже (Рисунок 72 ), введите число-индекс, которое было присвоено коллектору, в поле строки Индексы-Коллектор:. и числа-индексы, которые были присвоены неколлекторам, через запятую, в поле строки Индексы-Неколлектор:. В рамке Что обрабатывать?отметьте галочкой поля Коллекторы, Неколлекторы, Неопределенные индексы. Остальные параметры окна Параметры обработкиможно оставить без изменения.

Рисунок 72. Окно «Параметры обработки (оценка УЭС)»

Нажмите на кнопку ОК, появится снова окно Оценка УЭС, в котором нажмите на кнопку Выполнить. После выполнения программы в течение непродолжительного времени появится окно Оценка качествас нажатой опцией График (Рисунок 73).

Рисунок 73. Раздел «График» в окне «Оценка качества»

На графике изображается результаты оценки качества снятых отсчетов для зонда, указанного на графике и в строке Зонд:, а именно, синяя линия – линяя регрессии – представляет собой зависимость теоретических расчетов от данных каротажа. Кроме этого на графике красные линии представляют допустимые линии погрешности, черная линия — биссектрису красных линий, цифрами даются номера пластов. Если линия регрессии лежит между линиями погрешностей, то можно сказать, что качество каротажных данных является удовлетворительным. В противном случае необходимо проверить качество снятых отсчетов и повторить данную процедуру снова.

Выбор зонда осуществляется с помощью двух стрелочек вверх и вниз. Не рекомендуется использовать окно Вид уравнения:, т.е. корректировать показания зонда, и, соответственно, нажимать на кнопку Корректировка зонда, в противном случае ваши каротажные данные для зонда в таблице будут безвозвратно изменены.

После закрытия окна График в окне Оценка УЭС можно увидеть в окне УЭС раствора теоретически оцененное значение УЭС бурового раствора, а в окне Невязка –допустимую погрешность измерения (эти окна обведены жирной линией на Рисунок 74). Таким образом, значения УЭС бурового раствора по данным резистивиметрии можно считать удовлетворительными, если они будут находиться в пределах невязки с теоретически расчетным значением. В противном случае рекомендуется использовать полученное теоретически расчетное значение УЭС бурового раствора.

2. Автоматический расчет электрических свойств пластов.

В меню таблицы выберите Обработка – Оценка УЭС.

При необходимости аналогично пункту 1 заполните выше строки Результат меню всех окон.

В меню Результат–Режим обработки: выберите опцию Автоматическая оценка электрических свойств, как показано на рисунке ниже.

При первом вызове окна в строке Результат–УЭС пласта, УЭС зоны, Диаметр зоны,Анизотропия и Невязкапо умолчанию введены имена результатов Rt, Rzp, Dzp, A, N. Аналогично по умолчанию отмечены галочкой опции Погрешность УЭС Rt+, Теоретические отсчетыи

введены суффиксы соответствующих результатов. При необходимости эти параметры можно изменить.

Нажмите на кнопку Параметры и появившееся окно заполните при необходимости теми же параметрами, что и в пункте 1.

Нажмите кнопку Выполнить.

Выведите на планшет в поле БКЗ результаты определения УЭС пластов и зон проникновения (Рисунок 75).

Рисунок 74. Результаты уточнения УЭС бурового раствора и невязки измерения

Рисунок 75. Автоматическая оценка электрических свойств пород

3. Экспертная оценка электрических свойств коллекторов.

В меню таблицы выберите Обработка – Оценка УЭС.

При необходимости аналогично пункту 1 заполните выше строки Результат меню всех окон. В строке Результат–Режим обработки:выберите Экспертная оценка электрических свойств.

Нажмите на кнопкуПараметры,отметьтегалочкойв менюЧто обрабатывать?толькоКоллекторы, а в строках Неколлекторы, Неопределенные индексыпри необходимости снимите галочки, закройте окно Параметры, нажав кнопку ОК.

В появившемся снова окне Оценка УЭСнажмите кнопку Выполнить. В результате появится окно Экспертный режим оценки УЭС поверх таблицы, как показано на рисунке ниже.

В окне на графике синим цветом изображена палетка БКЗ. Тип палетки: двухслойная или трехслойная, – можно определить по кнопке, отмеченной в рамке Модель.Так, если в окне Параметры отмечены только коллектора, то будет нажата кнопка Трехслойная. В этом случае ниже рамки Модель даются параметры трехслойной палетки: УЭС неизменной части пласта, УЭС зоны проникновения и диаметр зоны проникновения.Пурпурным цветом на графике дана прямая линия значения БК, зеленым цветом – прямая линия значения ИК (изорезисты БК и ИК можно

вывести на палетку БКЗ, нажав правую кнопку мышки на графике и выбрав соответствующее меню). Красным цветом на графике дана кривая зондирования, полученная по данным каротажа для пласта, указанного в строке Пласт, и черным цветом — невязки в точках зондирования. Количество точек зондирования можно определить по ненулевым значениям УЭС зондов БКЗ в соответствующих окнах КС1, КС2, КС3, КС4и КС5, отмеченных рядом галочкой. Количество точек зависит от мощности пласта.

При необходимости растяните окно по вертикали, чтобы внизу окна увидеть значения невязки и погрешности.

Если значение невязки не превосходит 1 Ом·м и погрешности 30–50%, то результат определения электрических характеристик пласта можно считать удовлетворительным. В противном случае для получения удовлетворительного результата попробуйте одно из следующих действий:

1. Откорректируйте отсчеты в таблице (на планшете);

2. Отключите показания зондов БК и (или) ИК, сняв галочкипротив соответствующих полей;

3. Измените значение диаметра скважины в сторону его увеличения, так как показания каверномера могут не отражать истинный диаметр скважины;

4. Измените УЭС бурового раствора;

5. Измените УЭС и диаметр зоны проникновения, закрепляя ихгалочкой в окошках справа.

В результате интерактивного поиска, нажимая на кнопку Решение, найдите удовлетворяющее решение и, нажав кнопку Сохранить, перейдите к следующему пласту.

Внимание: для правильного расчета электрических свойств пласта его мощность должна быть не меньше длины третьего градиент-зонда из комплекса БКЗ, а лучше – четвертого. Если в Задаче II коллектор расчленен на малые пропластки, то уменьшите количество границ средствами ручной коррекции, воспользовавшись в меню окна планшет Функции – Трансформации и Функции – Преобразование объектов в пласты(см. Задание 1 Задачи II). Обратите также внимание на соответствие положения границ правилам отбивки границ по кривым градиент-зондов.

Пример оценки УЭС мощного коллектора по данным БКЗ+ИК приведен на Рисунок 76.

Рисунок 76. Пример оценки УЭС мощного коллектора по данным БКЗ и ИК

Таким образом, электрические характеристики коллекторов, рассчитанные в автоматическом режиме, заменятся в таблице на рассчитанные значения в интерактивно-графическом режиме.

После окончания работы закройте окноЭкспертный режими далее окно Оценка УЭС.

Войдите в окно планшета и обновите его содержимое с помощью меню Редактировать –Обновить.

Сохранить таблицу и планшет под теми же именами.

Задание 2. Преобразования каротажных данных для оценки ФЕС коллекторов

Цель задания

Получение навыков работы с модулем Калькулятор, расчет ФЕС коллекторов.

Методические указания

Во всех программных комплексах по обработке и интерпретации каротажных данных существует модуль Калькулятор, предназначенный обычно для вычисления отдельных, относительно простых выражений или пересчета данных на основе алгебраическихуравнений, включая различные условия.

В меню таблицы выберите Функции – Калькулятор (Рисунок 77).

Выражение записывается в окне Формула Преобразование:.

Для обозначения действий над данными можно использовать следующие знаки операций:

+ (сложение); – (вычитание); * (умножение); / (деление) и ^ (возведение в степень). Операция ^ имеет наивысший приоритет, далее по приоритету следуют операции * и /. Для изменения приоритета операций и указания аргументов функций используются символы открывающей (и закрывающей) скобок. В Калькулятор встроены следующие элементарные функции: abs, sqrt, sin, cos, tg, arcsin, arccos, arctg, exp, ln, lg.

Например, для выражения 1.23 + lg(123 sqrt(12.3)) после нажатия на клавишу Вычислить в строке РЕЗУЛЬТАТ: получим значение 3.8648577.

Рисунок 77. Окно «Калькулятор»

В выражении можно использовать каротажные данные из таблицы, расположенные в рамке Данные:. Для этого необходимо предварительно установить курсор в строку Формула Преобразование:(установив курсор, его можно передвигать с помощью клавиши Пробел направо, вставляя пробел, Стрелок налево и направои т.п.)и далее в окне Данные: двойным нажатием на левую клавишу мышки выбрать требуемые данные.

Результат выражения можно записать в таблицу, для этого необходимо слева от выражения записать имя результата и ввести знак =.

Например, Имя1=1.23+lg(Имя2 sqrt(Имя3)), где Имя1 – имя столбца таблицы, который будет содержать результаты расчета, Имя2 и Имя3 – имена существующих в таблице столбцов. После нажатия на клавишу Вычислить в строке Результат появится имя столбца Имя1, в который были записаны результаты расчетов.

В Калькуляторе разрешается использовать следующие символы для обозначения имени результата: прописные и строчные буквы латинского и русского алфавита A...Z, a...z, А...Я, а...я; цифры 0...9; символ подчеркивания _. Имя результата должно начинаться с буквы.

Выражения, содержащие каротажные данные, можно вычислять при различных логических условиях для данных указанных в окне При условии:. Разрешается использовать следующие операции – сравнения: > (больше); >= (больше или равно); <> (не равно); < (меньше); <= (меньше или равно) и = (равно), логические операции: and, or и not. Требуемые каротажные данные вносятся в строку При условии:так же, как и в строкуФормула преобразования:.

Справа от строк При условии:и Формула преобразования:расположена стрелка вниз, при нажатии на нее появляются ранее введенные выражения и условия.

Внимание:

– если в левой части выражения используется старое имя, которое присутствует в таблице, то значения в этом столбце таблицы будут пересчитаны;

– если алгебраическое выражение набрано неправильно, то внизу на информационной панели калькулятора после нажатия на клавишу Вычислить появится сообщение об ошибке;

– если при составлении выражения необходимо знать максимальное и минимальное значения каротажных данных по всему разрезу, их можно определить, как воспользовавшись пунктом меню Функции – Статистика; так и непосредственно при просмотре планшета (нажав Ctrl + левая кнопка мыши, можно определить значение кривой или отсчета).

Практическое задание. Вычисление коэфиициентов пористости, глинистости, проницаемости и нефтенасыщения для предложенного месторождения.

1. Вычислить двойной (относительный) разностный параметр метода ПС (пункт 6.6, формула 6.31).

2. Определить объемную глинистость пород по двойному разностному параметру метода ПС, используя формулу, полученную по керновым данным:

KGL_SPп = 18.6 α_ПС² - 59.5 α_ПС + 45

3. Рассчитать коэффициент пористости по двойному разностному параметру метода ПС (пункт 6.6, формула 6.32) с коэффициентами, полученными по керновым данным:

А=0.108

В=0.0685

4. Рассчитать коэффициент проницаемости по коэффициенту пористости, используя формулу, полученную по керновым данным:

KPRп = 10^(23.486 KPп-3.04)

5. Рассчитать коэффициент остаточной водонасыщенности по коэффициенту проницаемости по формуле, полученной по керновым данным:

SWOп = 0.4293 –0.1286 Lg(KPRп)

6. Рассчитать параметр пористости по 1-ой формуле Арчи-Дахнова (пункт 3.1, формула 3.2) (коэффициенты получены по керновым данным):

a_m=1.0605

m=1.685

7.Рассчитать сопротивление водонасыщенной породы из формулы 3.2, пункт 3.1, если

r_В=0.065 Ом*м

7. Рассчитать параметр насыщения, используя формулу 3.4 из пункта 3.2 (коэффициенты получены по керновым данным):

r_НП – сопротивление пласта

r_ВП – найденное сопротивление водонасыщенной породы

8. Рассчитать коэффициент водонасыщенности коллекторов, используя 2-ю формулу Арчи-Дахнова (пункт 3.2, формула 3.4, коэффициенты получены по керновым данным):

a_n=0.9331

n=1.8797

9. Рассчитать коэффициент нефтенасыщенности по формуле Кн=1-Кв.

8 Определение эффективной мощности h_эф продуктивного коллектора

Эта задача решается по-разному в зависимости от строения пласта:

1. Мощность однородного продуктивного пласта-коллектора определяется по диаграммам геофизических методов с учетом правил определения границ пластов для каждого метода и их объединения в комплексе.

2. Мощность однородного по коллекторским свойствам, но неоднородного по насыщению коллектора устанавливается для интервала, который по характеру насыщения отнесен к продуктивным.

3. В мощном пласте коллектора, однородном по характеру насыщения, но содержащем прослои неколлектора, h_эф определяется как разность мощности всего пласта h и суммы прослоев неколлектора Sh_пл : h_эф =h - Sh_пл

4. В пачке, представленной чередованием тонких прослоев коллектора и глины, в которой отдельные прослои неколлектора не выделяются даже по данным методов с максимальной разрешающей по вертикали способностью, суммарную эффективную мощность находят расчетным путем по интегральным характеристикам пачки в целом.