Хэ Чанчунь
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата
геолого-минералогических наук
|
содержание |
Применение технологии ЯМК в Китае началось в середине 1990х годов. В настоящее время на Шэнлиском месторождении применяются три типа приборов ЯМК на кабеле - CMR-PLUS, MRIL-C и MRIL-P.
На основе данных ЯМК при изучении сложнопостроенных коллекторов была получена новая информация, которая позволила решить ряд геолого-геофизических задач: выделение песчано-конгломератных коллекторов; определение коллекторских параметров; качественное и количественное описание порового пространства; определение типа флюидов.
Автором проведен цикл исследований с целью петрофизического обоснования возможностей метода ЯМК при исследовании разрезов Шэнлиского месторождения.
Количественное определение структуры поровых каналов
Традиционный метод изучения поровой структуры - ртутная порометрия имеет экологические (ртуть ядовита), технологические (образцы керна разрушаются) и методические (отсутствует метод - аналог в комплексе ГИС) недостатки.
В связи с этим автор и его коллеги попытались количественно оценить поровую характеристику пород методом ядерно-магнитного резонанса с использованием петрофизической калибровки по данным ртутной порометрии. На основе экспериментов на кернах песчано-глинистых коллекторов Шэнлиского месторождения с учетом положений теории капиллярного давления и ЯМР была обоснована зависимость между ртутным капиллярным давлением и распределением времени поперечной релаксации T2.
Где: Fs - коэффициент поровой формы, ρ2 - коэффициент поверхностной релаксации породы.
Таким образом, можно трансформировать распределение T2 ЯМК в псевдо-кривую капиллярного давления с последующей оценкой распределения пористости по размерам пор.
На рис.3.1 представлена сходимость расчетных распределений диаметров поровых каналов образцов керна, полученных по ртутной порометрии, и распределений T2 (по измерениям на лабораторном ЯМР - релаксометре). Эти результаты доказывают, что по полученным в лаборатории распределениям T2 можно количественно определять поровую характеристику пород. Учитывая единую физическую основу лабораторных и скважинных измерений эффекта ЯМР, можно использовать полевые данные ЯМК для оценки структуры пор коллекторов в скважинах.
Качественное определение структуры порового пространства.
Форма распределений T2 с двухмодальными спектрами отражает однородность порового пространства. Прерывистая форма спектров, увеличенная амплитуда на больших временах T2, резкое изменение формы спектров по вертикали указывают на неоднородность порового пространства (каверны больших размеров, трещиноватость). Эти особенности коллекторов по спектрам ЯМК доказаны автором по визуальному анализу колонок керна и измерениям электрическим сканером на Шэнлиском месторождении.
Точное определение коллекторских параметров
Выполненное автором сопоставление <ЯМК - керн> по значениям коэффициентов общей пористости и абсолютной проницаемости (в диапазонах 10 - 25% и 0,1 - 1000 мД соответственно) показало высокую степень сходимости. Это является петрофизическим доказательством достоверности оценки коллекторских свойств по ЯМК для разреза Шэнлиского месторождения. При сравнении с данными керна установлено, что ЯМК имеет более высокую точность определения коллекторских параметров по сравнению с их оценкой по традиционным методикам ГИС.
Таким образом, при сопоставлении с прямыми определениями по керну доказана высокая информативность и достоверность оценок по ЯМК как дифференциальных (распределение пористости), так и интегральных (коэффициенты пористости и проницаемости) коллекторских параметров. Это является петрофизическим обоснованием для исследования сложнопостроенных коллекторов Шэнлиского месторождения по ЯМК.
В диссертации рассматривается решение ряда геолого-промысловых задач по данным ЯМК.
Оценка неоднородных коллекторов в конгломератах
Зоны развития конгломератов являются важнейшими продуктивными интервалами на Шэнлиском месторождении. Разрез представлен чередованием рыхлых проницаемых и плотных непроницаемых прослоев. Кривые ГК и ПС обычно слабо дифференцированы и выделить проницаемые интервалы по стандартным данным ГИС трудно. Сложный и изменчивый минералогический состав конгломератов затрудняет оценку пористости и насыщенности по традиционному комплексу ГИС. Применение ЯМК позволяет получить независимую от литологии оценку общей пористости по всему разрезу. Т.к. увеличенные времена на распределениях T2 ЯМК отражают присутствие эффективных пор больших размеров со свободным флюидом, удается надежно выделить проницаемые прослои в толще конгломератов. Нефтенасыщенные коллекторы с легкой нефтью характеризуются увеличенными временами на распределениях T2 по сравнению с водоносными пластами, что позволило выделить продуктивные коллекторы по ЯМК. Эффективность ЯМК в разрезах конгломератов была доказана получением притоков нефти при испытаниях.
Оценка покрышек и экранирующих горизонтов
В разрезах Цзиянского бассейна часто отмечается залегание водонасыщенных пластов, расположенных на незначительном расстоянии выше нефтенасыщенных. При этом по данным стандартного ГИС нет надежных признаков присутствия между ними экранирующего горизонта. Например, на рис.3.2 в интервале выше 1364м залегает водоносный коллектор с сопротивлением 3-4 Омм, а ниже 1384 м - нефтеносный с сопротивлением 7 - 20 Омм. Характеристика интервала 1364 - 1384м по стандартному ГИС неоднозначна. По спектрам ЯМК этот интервал является экранирующим, т.к. он характеризуется небольшими временами T2, и, соответственно, порами небольших размеров, заполненных капиллярно-связанным флюидом.
Выделение горизонтов с высоковязкими углеводородами
В разрезах Цзиянского бассейна отмечаются нестандартные ситуации, когда в толще низкоомного водоносного коллектора появляется интервал высокого сопротивления с признаками нефтенасыщения по керну. Исследования ЯМК показали, что эти интервалы характеризуются короткими распределениями T2 и практически не содержат свободного флюида. По результатам ЯМК нефть имеет очень высокую вязкость и не может участвовать в фильтрации при стандартных условиях испытаний. Это позволило отказаться от нерентабельных испытаний подобных объектов.
Оценка флюидонасыщенности в коллекторах различных типов
Петрофизические параметры ЯМК (водородосодержание, время продольной и поперечной релаксации, коэффициент диффузии) для пластовых вод, нефтей и газа Шэнлиского месторождения различаются. Это позволяет использовать ЯМК как независимый метод для оценки флюидонасыщенности коллекторов. Так, коллекторы, насыщенные легкой нефтью, имеют более длинные распределения T2 по сравнению с водоносными пластами, что позволяет даже по качественной характеристике ЯМК прогнозировать нефтенасыщение разреза. Анализ показал, что применение ЯМК особенно эффективно, когда водонасыщенные и продуктивные пласты нивелированы по удельному электрическому сопротивлению и традиционный подход к оценке нефтенасыщенности по данным электрического каротажа ограничен. На Шэнлиском месторождении это отмечается в следующих ситуациях:
- продуктивные коллекторы низкого сопротивления (ФГМ 1.1.1);
- слоистые песчано-глинистые коллекторы (ФГМ 1.1.4);
- слабая дифференциация водо- и нефтенасыщенных коллекторов (ФГМ 1.4);
- слабая дифференциация обводненных и необводненных коллекторов (ФГМ 1.5);
- неоднородные конгломератные коллекторы (ФГМ 1.8).
В таких ситуациях показана эффективность применения ЯМК, позволяющего оценить присутствие подвижной нефти на отличной от электрического каротажа физической основе и, соответственно, резко сузить область эквивалентных решений при оценке нефтенасыщенности.
Оценка флюидонасыщенности по специальным методикам измерений ЯМК
Технология ЯМК позволяет проводить серию независимых измерений при различных временах поляризации породы и раздвижки между импульсами. Реакция пластовых флюидов (вода, нефть, газ) на вариацию параметров измерений будет различна из-за отличия их ЯМР-характеристик. Это позволяет оценивать присутствие и тип углеводородов по специальным методикам измерений и обработки данных ЯМК. Автором исследована эффективность такого подхода для условий Шэнлиского месторождения.
Оценка флюидонасыщенности по методу разности спектров T2. Автор показал, что разность двух спектральных картин ЯМК, полученных по независимым измерениям при большом и малом временах поляризации, позволяет выделить коллекторы с легкой нефтью. Эффективность подхода обусловлена высоким содержанием растворенного газа в нефти в пластовых условиях Шэнлиского месторождения.
Оценка флюидонасыщенности по методу смещения спектров T2. Автор показал, что анализ двух спектральных картин ЯМК, полученных по независимым измерениям при малой и большой временной раздвижке между импульсами, позволяет выделить коллекторы с присутствием нефти средней вязкости. Эффективность подхода обусловлена сложным поликомпонентным составом нефтей Шэнлиского месторождения и различием воды и нефти по вязкости в пластовых условиях.
Сочетание двух описанных способов повышает достоверность прогноза нефтенасыщенности. Ограничением подходов является слабая чувствительность к высоковязким нефтям, однако их выделение, как показано выше, также возможно по форме спектральной картины ЯМК.
Таким образом, применение ЯМК позволяет существенно повысить эффективность ГИС при решении задач выделения сложнопостроенных коллекторов, оценки их фильтрационно-емкостных свойств и насыщенности.
| 
