WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОКОЛОСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ С УЧЕТОМ КАПИЛЛЯРНЫХ СИЛ ...»

На правах рукописи

АНТОНОВ Юрий Евгеньевич

ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

ОКОЛОСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ

С УЧЕТОМ КАПИЛЛЯРНЫХ СИЛ

25.00.10 – геофизика, геофизические методы

поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Новосибирск 2011

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Ельцов Игорь Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Могилатов Владимир Сергеевич доктор физико-математических наук, профессор Шелухин Владимир Валентинович

Ведущая организация:

Институт геологии и нефтегазодобычи Тюменского государственного нефтегазового университета (г. Тюмень)

Защита состоится 29 сентября 2011 г. в 14 час 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 003.068.03 при Учреждении Российской академии наук Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН, в конференц-зале.



Адрес: пр-т Ак. Коптюга, 3, Новосибирск, 630090 Факс: (383) 333-25-13 Тел.: (383) 333-16-39 e-mail: NevedrovaNN@ipgg.nsc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНГГ СО РАН

Автореферат разослан 27 августа 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, Н.Н. Неведрова кандидат геол.-мин. наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объектом исследования является нефте-водонасыщенный пласт на предмет определения влияния капиллярных сил на формирование и пространственно-временную эволюцию электрофизических свойств зоны проникновения.

Основная идея работы – исследовать эволюцию зоны проникновения на основе численного моделирования процессов фильтрации, опираясь на результаты совместной инверсии данных электрического и электромагнитного каротажа.

Геофизические исследования в скважинах направлены на изучение свойств пласта. При бурении скважин фильтрат бурового раствора проникает в пористую и проницаемую среду. В процессе вытеснения пластовых флюидов, а также других физико-химических процессов, происходит изменение характеристик пласта вблизи скважины. Таким образом, измерения каротажными приборами и, в частности, измерения электрического комплекса, содержат информацию не только о характеристиках неизмененной части пласта, но и о зоне проникновения. В этой связи, правильный учет ее особенностей при обработке данных и интерпретации результатов измерений является необходимым условием достоверной оценки запасов и последующей эффективной разработки продуктивных интервалов.

В настоящее время влияние зоны проникновения на показания электрического и (или) электромагнитного каротажа учитывается при обработке данных усложнением геоэлектрической модели. В процессе инверсии подбирается не только удельное электрическое сопротивление (УЭС) неизмененной части пласта, но также и параметры зоны проникновения – ее УЭС и радиальная толщина. Известно, что в действительности радиальный профиль УЭС гладкий и в случае, когда пластовый флюид имеет две фазы, профиль УЭС определяется распределением водной и нефтяной фаз в прискважинной зоне.





Пространственное распределение фильтрующихся фаз, в свою очередь, определяется скоростями фильтрации. Из гидродинамических моделей и физических опытов известно, что одной из сил, оказывающих влияние на движение флюидов в пласте, является капиллярное давление – разность давлений в фазах.

Существуют различные модели капиллярных давлений, кроме того, петрофизическими измерениями показана их важность при оценке запасов и разработке месторождений. Тем не менее, влияние капиллярных сил на этапе бурения скважин остается недостаточно изученным.

Таким образом, актуальность данной работы обусловлена недостаточным учетом данных о зоне проникновения, необходимостью создания новых моделей этой зоны для более качественной обработки геофизических данных.

Целью исследования является уточнение строения прискважинной зоны путем развития программно-алгоритмичеких средств моделирования образования и эволюции зоны проникновения и их использования при обработке данных каротажа.

Задачи исследования.

1. Создать программно-алгоритмические средства для исследования особенностей распределения флюидов в прискважинной зоне с учетом капиллярных сил;

2. Оценить влияние капиллярных сил на этапе бурения скважины;

3. Разработать методику совместной инверсии данных индукционного каротажа и гальванического микрокаротажа.

Методы исследования.

Теоретической основой решения поставленной задачи являются модели фильтрации жидкостей через пористую среду. Разработка этих моделей и их дальнейшее исследование изложено в работах С.Н. Антонцева, С. Баклея, О.Б. Бочарова, Г. Дарси, Н.В. Зубова, А.А. Кашеварова, Р. Коллинза, М. Леверетта, Л. Лейбензона, В.Н. Монахова, П.Я. Полубариновой-Кочиной, В.М. Рыжика, Н.В. Хуснутдинова и других. Связь между гидродинамическими и геофизическими характеристиками исследуемого объекта основана на петрофизических моделях, предложенных в работах Г. Арчи, Б.Ю. Вендельштейна, В.Н. Дахнова, Д. Девана, И.Н. Ельцова Б.Н. Еникеева, А.А. Кашеварова, Д.А. Кожевникова, М.М. Элланского.

Основной метод исследования развития зоны проникновения – численное решение уравнений, описывающих движение двух несмешивающихся жидкостей в пористой среде под действием перепада давлений. Определение распределения УЭС в прискважинной зоне по данным геофизических измерений осуществлялось с помощью методов поиска оптимального набора модельных параметров. Математическое моделирование и инверсия данных проводились с использованием разработанных соискателем программных средств.

Фактический материал.

В работе использованы данные геофизических исследований скважины, расположенной на экспериментальном полигоне компании Бейкер Хьюз (Оклахома, США), полученных при участии автора.

Комплекс измерений включал в себя:

• Данные о бурении: скорость проходки, параметры бурового раствора и величина превышения давления в скважине над пластовым давлением;

• Данные повторных измерений электрического комплекса каротажа (индукционный каротаж, гальванический микрокаротаж).

Защищаемые научные результаты.

1. Программно реализован алгоритм решения уравнений модели Маскета-Леверетта, описывающих проникновение фильтрата бурового раствора в пористый и проницаемый пласт под действием перепада давлений с учетом капиллярных сил. Модель дополнена уравнением, описывающим рост глинистой корки на стенке скважины.

2. Количественно оценено влияние капиллярных сил на распределение удельного электрического сопротивления в прискважинной зоне в процессе бурения. Установлены параметры бурения, при которых необходим учет капиллярных сил при расчете распределения флюидов и удельного электрического сопротивления.

3. Создана методика совместной инверсии данных индукционного зондирования и гальванического микрозондирования, которая заключается в согласовании данных этих двух методов в рамках единой геоэлектрической модели. Методика успешно применена для обработки данных, полученных на экспериментальной скважине.

Личный вклад.

1. Разработан и программно реализован численный алгоритм решения основных уравнений фильтрации, учитывающий капиллярные силы и рост глинистой корки на стенке скважины. Поток жидкостей через пористую среду описывается уравнением Дарси, связывающим перепад давлений и скорость фильтрации. Капиллярные силы учтены введением в рассмотрение «эффективного» давления.

2. На основе проведенных численных расчетов определены параметры бурения и петрофизические свойства пласта, при которых влияние капиллярных сил на распределение нефтяной и водной фаз, солености и удельного электросопротивления в прискважинной зоне значительно и должно учитываться в схеме обработки каротажных данных.

3. Разработан и программно реализован алгоритм совместной инверсии данных каротажа. С помощью разработанного программного обеспечения проведена обработка данных каротажа, выполненного в экспериментальной скважине.

4. В рамках единой геоэлектрической модели согласованы данные методов каротажа, имеющих разное пространственное разрешение. Согласование методов заключается в одновременном вовлечении данных обоих методов в процедуру поиска оптимальной модели среды.

5. Выполнена апробация методики гидродинамической интерпретации:сделаны оценки объема проникшего в пласт фильтрата бурового раствора по данным повторного электрического и электромагнитного каротажа.

Научная новизна.

В результате моделирования проникновения фильтрата бурового раствора и сопутствующего проникновению роста глинистой корки на стенке скважины обоснован вывод о значительном влиянии капиллярных сил на величину кажущегося удельного сопротивления по данным индукционного каротажа.

Предложена и успешно опробована методика совместной инверсии данных разноглубинных измерений электрического и электромагнитного каротажа в рамках единой геоэлектрической модели.

Апробация методики проводилась с использованием данных, полученных на экспериментальной скважине.

Практическая значимость результатов.

Разработанное программное обеспечение позволяет моделировать процесс проникновения фильтрата бурового раствора с учетом режима бурения и роста глинистой корки на стенке скважины, а главное, с учетом капиллярных сил. Кроме того, возможно моделирование каротажных диаграмм для гидродинамически обоснованных профилей УЭС. Такие расчеты полезны на этапе проектирования скважины, а также при оценке качества каротажных диаграмм.

Методика совместной инверсии данных разноглубинных измерений позволяет более точно оценить геоэлектрическое строение прискважинной зоны, чем при использовании любого из рассматриваемых методов в отдельности.

Апробация работы.

Основные результаты были представлены на конференциях и изложены в публикациях в научных журналах, а также доложены на научных семинарах. Среди них Международная научная студенческая конференция и научно-технический прогресс»

«Студент (Новосибирский государственный университет, 2007, 2008 гг.), IV Международный научный конгресс «ГЕО-Сибирь» (ИНГГ СО РАН, 2008), 8th European Formation Damage Conference (SPE, 2009), Научнопрактическая конференция по проблемам комплексной интерпретации геолого-геофизических данных при геологическом моделировании месторождений углеводородов «Геомодель-2008» (EAGE, 2008), научные семинары Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН им. А.А. Трофимука (2008–2011), научный семинар Хьюстонского технологического центра и Технологический форум компании Бейкер Хьюз (2007, 2008), семинар лаборатории фильтрации Института гидродинамики СО РАН им. Лаврентьева (2010).

Полученные результаты изложены в 6 публикациях, из которых 2 статьи в ведущем рецензируемом журнале Каротажник (2009, №4; 2011, №4), рекомендованном Высшей аттестационной комиссией, 1 статья в научном журнале, 3 – материалы российских и международных конференций.

Автор благодарен своим коллегам: О.Б. Бочарову, М.Н. Гладких, Г.В. Дятлову, А.И. Макарову, А.В. Манакову, С.В. Мартакову, А.П. Мосину, М.Н. Никитенко, Е.В. Онеговой, М.Ю. Подбережному, М.Б. Рабиновичу, М.В. Свиридову, Н.А. Симонову за помощь и поддержку при выполнении работы. Автор чрезвычайно признателен руководству Новосибирского технологического центра компании Бейкер Хьюз: д.ф.-м.н., профессору Ю.А. Дашевскому и д.т.н., профессору Л.А. Табаровскому за внимание к работе.

Автор благодарен Е.Ю. Антонову и Н.Н. Неведровой за знакомство с работой и ценные замечания при подготовке окончательного варианта рукописи.

Успешному проведению исследований на всех этапах способствовала поддержка академика М.И. Эпова.

Автор глубоко благодарен своему научному консультанту д.ф.-м.н. А.А. Кашеварову за всестороннюю поддержку и терпеливое руководство.

Автор глубоко признателен своему научному руководителю д.т.н., доценту И.Н. Ельцову, оказавшему большое влияние на формирование научных интересов соискателя, за внимание к работе и руководство ее выполнением.

Автор благодарен преподавателям кафедры геофизики НГУ, чьи курсы он имел честь прослушать за время обучения в университете.

Автор благодарен А.А. Сахаровой за помощь при оформлении диссертации.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения.

Общий объем работы – 112 страниц, в том числе 62 рисунка и 4 таблицы. Список литературы включает в себя 111 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Влияние капиллярных сил на распределение флюидов в зоне проникновения и сигналы индукционного каротажа В данной работе рассматривается пресный глинистый буровой раствор на водной основе. Основными характеристиками, влияющими на формирование зоны проникновения, являются вязкость и соленость бурового раствора, а также объемная доля глинистых частиц. На стенке скважины формируется глинистая корка, кроме того, в пласте формируется зона кольматации. Считая, что весь глинистый материал либо осаждается на стенке скважины, либо формирует зону кольматации, проникновение фильтрата бурового раствора в пласт можно моделировать как течение вязкой жидкости в пористой среде.

Вопросы фильтрации жидкостей через пористую среду изучались и продолжают изучаться не одним поколением отечественных и зарубежных ученых. В работе (Развитие исследований по теории фильтрации в СССР, 1954) представлен подробный научный обзор исследований моделей фильтрации жидкостей через пористую среду. Основные модели, тесно связанные с процессом нефте- и газодобычи были получены в первой половине ХХ века в работах Л.С. Лейбензона, М. Леверетта М. Маскета (Leverett, 1941), С. Баклея Р. Викофа (Muskat, 1949), (Buckley, Leverett, 1941), (Wyckof, Botset, 1936). В этих работах течение жидкостей описывалось законом Дарси, полученном в 1856 г. и связывающим скорость фильтрации жидкости через песчаную толщу с действием разности давлений. Коэффициент пропорциональности между этими величинами получил название проницаемости (единицы измерения – Дарси).

Разделение потока на фазы приводит к рассмотрению давления в каждой фазе, в результате чего было введено (Leverett, 1941) капиллярное давление как разность давлений несмачивающей (обычно нефть) и смачивающей (обычно вода) фаз. Модель с капиллярными силами получила название Маскета-Леверетта и исследовалась многими авторами.

Кроме решения задач вытеснения нефти водой есть необходимость в описании не только процессов законтурного заводнения при разработке залежи, но также в объяснении изменений в зоне, прилегающей к бурящейся скважине. Было показано (Outmans, 1963; Gondouin, Heim, 1964), что в процессе бурения развивается зона проникновения, пластовые флюиды оттесняются вглубь пласта, между фильтратом бурового раствора и пластовой жидкостью происходит солеобмен, формируются профили водонасыщенности, концентрации солей.

Описание связи между распределением гидрофизических характеристик с профилем удельного электросопротивления было предложено в работах (Дахнов, 1941; Archie, 1942). Полученные как апроксимационные формулы для чистых песчаников, эти соотношения были впоследствии обобщены для песчаников с разным количеством глинистого, карбонатного и смешанного типа цемента (Waxman, Smits, 1968; Элланский, 2001).

В последние два десятилетия активно развивается направление, в рамках которого использование гидродинамического моделирования повышает информативность геофизических методов исследования скважин. В работах (Кашеваров и др., 2003; Эпов и др., 2004) показана эффективность данного подхода к решению задач скважинной геоэлектрики. В работах (Wu, 2001; Alpak et al., 2003) аналогичный аппарат применен также к ядерным методам каротажа и методу опробования пласта.

В работе рассматривается система уравнений фильтрации, основанных на законе Дарси с учетом роста глинистой корки и капиллярных сил. Введение в рассмотрение капиллярных сил осуществлено с помощью «эффективного» давления в форме Рыжика (Рыжик, 1960), которое позволяет свести систему уравнений к более простому виду. Решение уравнений системы осуществляется численно методом конечных разностей на блочно-центрированной расчетной сетке (Азиз, Сеттари, 1982). Искомыми переменными являются толщина глинистой корки, превышение давления, водонасыщенность и приведенная концентрация солей. Тестирование алгоритма решения выполняется с помощью сравнения с аналитическим решением для модели без учета капиллярных сил. Для модели с учетом капиллярных сил – предельным переходом по параметру модели, отвечающему за капиллярность (поверхностное натяжение).

Проведена серия численных экспериментов с целью определения значений параметров модели, при которых учет капиллярных сил необходим. В качестве базовой модели выбрана модель, параметры которой представлены в таблице.

В работе представлены результаты расчетов для типичных для Западной Сибири значений таких параметров пласта как абсолютная проницаемость, пористость, водонасыщенность, типичных вязкостей флюидов и применяющихся на практике превышений давления. Пример влияния капиллярных сил на изменение профиля УЭС приведен на рис. 1.

–  –  –

Рис. 1. Профили УЭС, рассчитанные без учета () и с учетом (кап) капиллярных сил при начальном превышении давления Р=5 атм.

С помощью формулы вида Дахнова-Арчи профили водонасыщенности и концентрации солей пересчитаны в профиль удельного электрического сопротивления. Для полученных профилей УЭС выполнен расчет кажущихся сопротивлений для метода индукционного каротажа на примере прибора HDIL компании Бейкер Хьюз (рис. 2), УЭС скважины – 1 Омм.

Рис. 2. Кажущееся сопротивление по методу индукционного каротажа для профилей УЭС, рассчитанных без учета () и с учетом (кап) капиллярных сил при начальном превышении давления P=5 атм.

Установлено, что влияние капиллярных сил заключается в увеличении глубины зоны проникновения. При бурении скважин с небольшим превышением давления капиллярные силы приводят к изменению УЭС прискважинной зоны, в зависимости от параметров пласта, до 50 %. Оценено влияние капиллярных сил на показания индукционного каротажа. Показано, что капиллярные силы приводят к росту кажущихся сопротивлений. Наибольшее влияние наблюдается для зондов меньшей глубинности.

Глава 2. Методика совместной обработки данных индукционного и гальванического каротажа Результатом решения обратной задачи геоэлектрики является набор параметров геоэлектрической модели изучаемой среды.

Другими словами, по данным скважинных измерений восстанавливается распределение электропроводности электрического (удельного сопротивления) в среде. Сложность решения обратных задач заключается в неединственности решения. Для набора измерений может существовать множество моделей, удовлетворяющих этим измерений.

Такие модели называются эквивалентными.

Наиболее перспективным из существующих подходов к решению обратных задач автору представляется метод комплексирования данных различных методов измерений. Кратко опишем существующие методики. Из самой постановки задачи комплексирования следует первый подход. Суть его в том, что проводится инверсия данных одного из приборов, при этом на параметры модели, кроме очевидных физических ограничений (например, положительность значения УЭС), вводятся дополнительные, исходя из данных другого зонда. Использование подобной техники встречается, например, в работах консорциума Техасского Университета, руководитель C. Torres-Verdin (Salazar, 2007).

Широко распространена также изорезистивная методика, описанная в работе С.С. Итенберга (Итенберг, 1987). Она применяется для совместной интерпретации данных бокового каротажного зондирования (БКЗ) и метода кажущихся сопротивлений (КС).

Совместная инверсия данных БКЗ и ВИКИЗ рассмотрена в работе (Нестерова и др., 2008). В работе (Архипова и др., 2007) предлагается алгоритм, описывающий полный цикл обработки данных индукционного каротажа и БКЗ. Схема обработки похожа на предлагаемую в данной работе. Она включает в себя последовательное выделение слоев по кривым КС с последующим определением УЭС пласта путем введения поправки за влияние зоны проникновения. В перечисленных подходах обращает на себя внимание доминирование одного метода над другим.

В работе (Lines, Schultz, Treitel, 1988) описана принципиально иная схема совместной интерпретации (применительно к сейсмо- и гравиразведке). В ней предложено одновременно учитывать данные обоих методов. Такая схема существенно выигрывает относительно других, так как согласование разнородных данных, полученных при измерении одного объекта, повышает надежность результатов.

Развитием последней интерпретационной схемы можно считать взвешенное участие различных зондов. Соответствующий пример предложен в работе (Athanasiou и др., 2007) применительно к наземной электроразведке.

Предлагаемая в работе методика опробована в рамках одномерной цилиндрически-слоистой модели (рис. 3). Этот подход оправдан в достаточно мощных слоях, когда влияние вмещающих пород отсутствует или минимально. Определяются значения УЭС зон прискважинного пространства и их радиусы. В результате в каждом слое будем иметь кусочно-непрерывную функцию распределения УЭС по радиусу удаления от скважины. Автору известны и другие подходы к поиску этих распределений. Принципиальным отличием является переход от кусочно-постоянных функций к непрерывным. В работах М.И. Эпова, В.Н. Глинских (Эпов, Глинских, 2005), М.Н. Никитенко были использованы сплайновые аппроксимации, в работе (Екимова и др., 2008) предложена вероятностная аппроксимация профиля УЭС. Кроме того, в работах А.А. Кашеварова, И.Н. Ельцова (Кашеваров, Ельцов, 2003) предложено распределение УЭС, задаваемое гидродинамическими параметрами. Последний подход использован в данной работе.

Рис. 3. Схема одномерной геоэлектрической модели среды.

Имея известный набор приборов и фиксированный класс радиальных распределений УЭС, важно оценить зону чувствительности каждого из зондов. Фундаментальным исследованием чувствительности приборов к параметрам геоэлектрических моделей является работа (Табаровский, Эпов, Сосунов, 1985). Полученные в ней результаты и применение техники оценки чувствительности нашли отражение в статье (Табаровский, Эпов, 2006). Из последней работы видно, что, применяя комплексный подход к инверсии данных, можно уменьшить область эквивалентности.

Таким образом, имеются основания для комплексирования нескольких методов каротажа с целью улучшения качества инверсии, получения более достоверных результатов. В данной работе применяется оптимизационная методика подбора ступенчатой геоэлектрической модели по данным индукционного каротажа и электрического микрокаротажа. В процессе подбора учтены паспортные ошибки измерений каждого зонда, зависящие как от конструктивных свойств приборов, так и от свойств исследуемой среды. В ходе работы разработан и программно реализован алгоритм совместной инверсии данных. Созданная программа позволяет производить экспресс-анализ данных, а также количественную обработку каротажного материала.

Предлагаемая методика состоит из последовательного выполнения следующих этапов. Сначала производится инверсия данных малоглубинных микрозондирований. Это позволяет определить величину УЭС промытой зоны и толщину глинистой корки. На втором этапе данные двух методов обрабатываются совместно. Под совместной обработкой понимается минимизация невязки между измеренными и расчетными данными двух методов одновременно.

Глава 3. Натурный эксперимент и обработка данных

Полевой эксперимент проводился в хорошо изученном районе на полигоне компании Бейкер Хьюз в штате Оклахома, США.

Электромагнитные исследования проводились до глубины 650 м, на этом интервале преобладают алевролиты и песчаники. Породы хорошо сцементированы. На исследуемом интервале глубин залегают два водонасыщенных коллектора.

В ходе эксперимента была пробурена скважина и выполнено 6 каротажей. Ствол скважины удален от других стволов полигона на такое расстояние, что влияние ранее пробуренных и зацементированных скважин на гидродинамические процессы в зоне проникновения исключено.

Индукционный каротаж осуществлялся прибором HDIL (Tabarovsky, Rabinovich, 1998), состоящим из семи трехкатушечных зондов, имеющих длины от 0.15 до 1.4 м и диапазон частот от 10 до 150 кГц. Микрокаротаж был проведен с помощью прибора, состоящего из четырех прижимных лап с тремя измерительными электродами на каждой лапе.

Первые 4 каротажа были проведены через 6 часов после окончания бурения, 5-ый и 6-ой каротажи – через неделю, после вскрытия второго нижележащего коллектора. Далее в тексте ссылка на ту или иную серию каротажа будет осуществляться указанием общего номера серии («Каротаж 1», «Каротаж 2», …, «Каротаж 6»).

За время между измерениями первой серии (Каротаж 1-4) следует ожидать незначительных изменений в зоне проникновения, так как временной промежуток мал.

По показаниям зондов можно судить о наличии проникновения на проницаемых интервалах. Показания малолубинных зондов «расходятся» с показаниями глубинных, что свидетельствует об изменении состава флюида в прискважинной зоне, а именно – изменении концентрации солей относительно первоначальной.

На этапе количественной интерпретации, сначала обрабатывались данные электрического микрокаротажа. По толщине глинистой корки можно выделить относительно однородные слои.

Поскольку затем необходимо интерпретировать данные индукционного каротажа – метода с существенно худшим вертикальным разрешением, мощность выделяемых слоев должна быть не меньше 2-3 м. Кроме того, по толщине корки слои можно классифицировать по проницаемости.

Слоям с большей толщиной корки соответствует более высокое значение проницаемости. Кроме параметров корки, восстанавливается также УЭС промытой зоны. Этот параметр полезен при петрофизической интерпретации данных, например, для восстановления пористости пластов. Результаты обработки данных микрокаротажа позволяют определить часть параметров стартовой модели для автоматизированной совместной инверсии.

Финальная стадия работы с каротажными данными – минимизация общего функционала невязки. Этот этап позволяет увязать в рамках общей параметризации модели данные двух рассматриваемых методов и определить параметры геоэлектрической модели.

Помимо материала для совместной инверсии данных в ходе эксперимента также были получены материалы повторных (разнесенных во времени) каротажей. Наличие такого набора измерений позволяет не только восстановить геоэлектрическую модель среды, но также проследить эволюцию зоны проникновения (рис. 4).

Рис. 4. Эволюция зоны проникновения по результатам совместной инверсии данных повторных измерений (каротаж 1, 4, 6;

слева направо).

В работе выполнена апробация методики гидродинамической интерпретации результатов инверсии (Кашеваров и др., 2003). Оценен объем фильтрата буровой жидкости, проникшего в пласт (рис. 5).

Рис. 5. Результат гидродинамической интерпретации данных каротажа.

Таким образом, с помощью разработанного программного обеспечения обработаны данные натурного эксперимента. По результатам обработки данных микрокаротажа выделены интервалы с мощностью, позволяющей проводить обработку в рамках одномерных моделей. Проведена совместная инверсия данных индукционного каротажа и гальванического микрокаротажа. Благодаря комплексированию методов выделяется высокоомная промытая зона.

Проведена гидродинамическая интерпретация данных каротажа.

Установлено, что объем фильтрата бурового раствора, проникшего в породу на интервале коллектора, увеличился втрое за время, прошедшее между сериями повторных каротажей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом работы является создание программного обеспечения для моделирования образования и эволюции зоны проникновения с учетом капиллярных сил, а также методики совместной обработки и инверсии данных индукционного каротажа и электрического микрокаротажа.

Реализована схема численного решения уравнений модели Маскета-Леверетта, описывающей фильтрацию несмешивающихся жидкостей через пористую среду под действием перепада давлений. В модели учтен рост глинистой корки на стенке скважины. Капиллярные силы учтены с помощью «эффективного» давления в форме Рыжика.

Выполнены расчеты, доказывающие эффективность предложенного алгоритма. Приведен анализ чувствительности к основным параметрам модели – вязкости фильтрующихся жидкостей, начальному превышению давления, абсолютной проницаемости пласта, проницаемости глинистой корки, пластовой водонасыщенности.

Проанализированы две модели относительных фазовых проницаемостей, показано влияние их параметров на фильтрацию флюидов.

Оценено влияние капиллярных сил на формирование зоны проникновения. Проведено сравнение профилей водонасыщенности с учетом и без учета капиллярных сил. Выполнен сравнительный анализ двух моделей электропроводности пласта и проиллюстрирован «капиллярный эффект» в смысле изменения профиля УЭС.

Установлено, что влияние капиллярных сил заключается в увеличении глубины зоны проникновения. При бурении скважин с низким превышением давления – 5 атм и ниже, капиллярные силы приводят к изменению УЭС прискважинной зоны, в зависимости от параметров пласта, до 50 %.

Для оценки влияния капиллярных сил на измерения электромагнитных полей, проведено моделирование диаграмм зондов индукционного каротажа. Для перехода от гидродинамических параметров пласта к геоэлектрической модели, использовано соотношение Дахнова-Арчи с учетом поправок за содержание глинистого материала по формуле, предложенной в работе М.М. Элланского. Показано, что вклад капиллярных сил максимален для малоглубинных измерений («коротких» зондов) индукционного каротажа и может достигать первых десятков процентов. Алгоритм и программное обеспечение разработано соискателем лично.

Разработанная методика совместной инверсии основана на комбинировании измерений, имеющих различные характеристики пространственного разрешения. С помощью разработанного автором программного обеспечения была проведена обработка данных повторных каротажей, полученных в натурном эксперименте с участием автора. Установлена эффективность предлагаемого подхода в слоях с мощностью, соответствующей вертикальному разрешению индукционного каротажа. Автором была проведена гидродинамическая интерпретация – оценен объем проникшего в пласт фильтрата бурового раствора.

Данная работа относится к развивающемуся направлению интерпретации результатов геофизических исследований скважин с помощью гидродинамических моделей, описывающих развитие зоны проникновения. Полученные результаты имеют перспективу применения. В частности, на основе созданного симулятора бурения и предложенной методики инверсии данных может быть решена обратная гидродинамическая задача по определению капиллярных сил по каротажным данным.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

–  –  –

Технический редактор Е.В. Бекренёва Подписано в печать 11.08.2011 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Таймс Печ. л. 0,9. Тираж 120. Зак. № 64 ИНГГ СО РАН, просп. Акад. Коптюга 3, Новосибирск, 630090

Похожие работы:

«ИНТЕРПРЕТАЦИЯ К вопросу о понятии бытия в философии Фомы Аквинского В.Е. Ковревская Московский физико-технический институт, кафедра культурологи 141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, 9 В истории философии сложилась традиция, согласно которой понятие бытия (esse) у Фомы Аквинского интерпретируется преимуществе...»

«НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет гуманитарного образования Кафедра филологии Филимонова Елизавета Владимировна ФУНКЦИОНАЛЬНО-СЕМАНТИЧЕСКАЯ КАТЕГОРИЯ АСПЕКТУАЛЬНОСТИ В РУССКОМ ЖЕСТОВОМ ЯЗЫКЕ Специальность 10.02.19 – Теория языка Диссертация на соискание ученой степени...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Е.А. Аникина, Л.И....»

«Принцип соответствия и эволюция физики Ю.И. Богданов Физико-технологический институт РАН 1 Москва, Нахимовский пр.,34 Материалы докладов, посвященных всемирному году физики. Прочитаны в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова...»

«Приложение F Государственные расходы. Технические примечания и примеры Примечание F.1 Классификации расходов Примечание F.2 Международные критерии оценки расходов на социальный сектор. 2 Примечание F.3...»

«УДК 634.965.2:634.93 ИНТРОДУКЦИЯ И ВЫРАЩИВАНИЕ ПОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА PSEUDOTSUGA MENZIESSI В УСЛОВИЯХ КАШТАНОВЫХ ПОЧВ НИЖНЕГО ПОВОЛЖЬЯ Сапронова Д.В.1, Иозус А.П.2, Зеленяк А.К.1, Морозова Е.В.2 1« Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации», г...»

«ИЗВЕЩАТЕЛЬ ПРЕОДОЛЕНИЯ ЗАГРАЖДЕНИЙ ВИБРАЦИОННЫЙ «ЛИАНА» ТУ 4372-082-43071246-2011 Руководство по эксплуатации 4372-082-43071246-2011РЭ Оглавление 1 Описание и работа 1.2 Технические характеристики и параметры 1.3...»

«Том 7, №6 (ноябрь декабрь 2015) Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» publishing@naukovedenie.ru http://naukovedenie.ru Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http://naukovedenie.ru/ Том 7, №6 (2015) http://naukovedenie.ru/index.php?p=vol7-6 URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/74TVN615.pdf DOI: 10.15862/74TVN615 (http:...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.