Процесс геофизических исследований и получение информации о разрезе скважины

Информация о разрезе скважины может быть получена пря­мыми методами, путем отбора и изучения образцов керна, из­влеченных из скважины. Однако непрерывный отбор керна, характеризующий литологический состав разреза скважины является трудоемкой и дорогостоящей операцией, поэтом информация о интервалах разреза скважины по данным керна является ограниченной.

В связи с этим геологическая документация разрезов скважины осуществляется на основании геофизиче­ских исследований скважин (ГИС), которые позволяют косвен­ным способом решить те же задачи, что и отбор керна, но существенно дешевле, быстрее и часто не менее, а даже более надежно.

Геофизические исследования скважин производятся специа­листами, обеспечивающими два главных вида работ: регист­рацию диаграмм в стволе скважины и интерпретацию этих диаграмм с целью выдачи заключения о разрезе пройденных скважиной пород.

Процесс геофизического исследования и получения инфор­мации о разрезе скважины — это сложная цепь измерений и преобразований, состоящая из отдельных этапов. Чтобы пока­зать суть этого процесса и связь предмета интерпретации с другими предметами, воспользуемся схемой (рис.1). На схеме изображено 4 блока данных, представляющие исходную, промежуточную и конечную информацию об изучаемом скв. объекте.

Исходная информация, заключенная в первом блоке, состав­ляет комплекс параметров, определяющих геологические осо­бенности породы. Знание этих свойств необходимо для построе­ния разреза скважины. Особенностью этих свойств является то, что их нельзя измерять дистанционно. Необходимо получить образец породы, на котором эти свойства будут измерены экспериментально. К этим свойствам относятся пористость (Кп) , проницаемость (Кпр), нефтегазоводонасыщенность Кв (Кгн), минеральный состав по­роды, данные о типе порового пространства (Кп Эф, Кп тр).

Рис.1. Информационная модель ГИС (а) и ее вид при изучении разрезов скважин (б)

A, B, C – этапы, на которых изучаются петрофизические связи.

A|, B|, C| - обратные операции, проводимые в процессе интерпретации

δп – плотность гп; σп – истинная проводимость гп; Ада – диффузионно-адсорбционная активность; qγ – удельная γ-активность; W- общее водородосодержание; Uпс – амплитуда ПС; Iγ - интенсивность γ излучения; Inγ – вторичного γ-излучения; Iρnk, Iγk, Iпс, Iгм – отклонение блика гальванометра при регистр диаграмм.

Во 2м блоке схемы содержатсяся физические свойства, по измерениям параметров которых основаны геофизические мето­ды. Это свойства, которые не составляют содержание геологи­ческого разреза скважины, но они могут быть измерены дистанционно, т. е. с использованием геофизических датчиков, опус­каемых в скважину. На измерении этих свойств ос­нованы геофизические методы электрометрии — на удельном электрическом сопротивлении, электропроводности Qп, диффузионно-адсорбционной активности пород Ада; радиометрия — на естественной радиоактивности —Iγ; содержании водорода в объеме породы Wн; плотности породы δп п и др.

Поскольку сведения о свойствах пород, заключенных во 2ом блоке схемы, можно использовать дистанционно, но они не описывают разрез, а свойства 1го блока характеризуют разрез, но их нельзя измерить дистанционно, требуется знать характер связей между свойствами первого и второго блоков. Виды этих связей исследуются в лабораторных условиях, чаще всего на керновом материале, и составляют сущность петрофизики.

Физические свойства, на которых основаны геофизические методы в большинстве методов не могут быть измерены непосредственно в скв., поскольку исследуется неоднородная среда (породы, пройденные скв., заполненные буровым раствором, наличие зоны проникновения и глинистой корки). В связи с этим в 3м блоке показаны фактические, или так называемые кажущиеся эффективные, характеристики, которые получаются в неоднородной среде (ρк, σк — кажущие­ся сопротивление и электропроводность, αпс и др.). Для получения связи между кажущимися и истинными характеристиками используют аналитические решения, метод физического моделирования (сеточное моделирование). В этом случае для заданных условий (физические параметры пластов, их мощность, диаметр скв., размеры измерительной установки) получают величину кажущегося параметра и выясняют от каких факторов он зависит. В 4ом блоке собраны характеристики, получаемые на выходе всей системы преобразования. Характеристики, изучаемые в условиях скв, изображают в виде диаграмм, где все изменения кажущегося параметра фиксируются в отклонении I пишущего устройства.

Процесс интерпретации есть обратное движение в данной схеме, т. е. переход от диаграмм или отклонений I, записанных на диаграммах, к кажущимся параметрам путем введения ап­паратурных поправок С` , использования уравнений либо ре­зультатов моделирования, полученных в теории мет-в В', и затем применения петрофизических связей А' для перехода от геофизических параметров к геологическим параметрам разреза. Т.о., чтобы изучить интерпретацию диаграмм всего комплекса ГИС необходимо знать технику регистрации диаграмм, теорию методов и петрофизику.

Полный цикл интерпретации завершается только в том случае, если выполнены все этапы обработки (C|, B|,A|).

Часто интерпретация осуществляется не по полной схеме, а с использованием лишь кажущихся параметров блока 3. В этом случае геологические параметры блока 1 не вычисляют­ся, а дается лишь качественное заключение о характере пласта (например: коллектор водоносный, глина, коллектор продук­тивный и т. д.). Такая интерпретация именуется качественной интерпретацией. Результаты обработки и интерпрета­ции комплекса диаграмм по каждой отдельной скважине ис­пользуются затем для изучения геологического строения пло­щади, условий залегания продуктивных пластов, подсчета запасов полезного ископаемого. Этот этап называется обобщаю­щей, или сводной, интерпретацией.

3. Фазовая и относительная проницаемость.

Свойство пород пропускать через себя жидкость, газы и их смеси при перепаде давлений называется проницаемостью. Пронациемость является мерой фильтрационной проводимости породы. Ее подразделяют на физическую (абсолютную), фазовую (эффективную) и относительную.

1) В нефтегазонасыщенных породах-коллекторах одновременно присутствуют две или три фазы (нефть-вода, газ-вода, газ-нефть-вода). Способность пород, насыщенных водонефте-газовыми смесями, проводить отдельно нефть, газ, воду называют фазовой (эффективной) проницаемостью. Последняя характеризуется своим (для каждого компонента смеси К_ПР.В., К_ПР.Н.и К_ПР._Г.) коэффициентом проницаемости согласно формуле:

но при этом в формулу подставляют соответствующие значения Q и μ.

2) Отношение фазовой проницаемости к физической называют относительной проницаемостью

Которую выражают безразмерной величиной в долях единицы или процентах. Фазовая и относительная проницаемости зависят от характера насыщения порового пространства породы, а также от физико-химических свойств пористых сред и компонентов насыщающих их смесей. Если часть пор занята какой-либо фазой, то совершенно очевидно, что проницаемость породы для другой фазы становиться меньше.

Информационная модель ГИС