Ботвиновская Ольга Александровна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
В первой главе рассмотрено современное состояние проблемы определения фильтрационных свойств карбонатных пород.
Разработкой и совершенствованием методик интерпретации данных геофизических исследований скважин применительно к карбонатным коллекторам занимались Б.Л. Александров, Л.П. Брагина, Б.Ю. Вендельштейн, В.Н. Дахнов, В.М. Добрынин, Н.З. Заляев, Г.М. Золоева, Т.С. Изотова, С.С. Итенберг, Д.А. Кожевников, Р.А. Резванов, А.В. Ручкин, Н.М. Свихнушин, Г.А. Шнурман и многие другие исследователи. В настоящее время эти методики с достаточной степенью достоверности решают, в основном, задачи литологического расчленения карбонатного разреза, выделения в нем коллекторов и оценки их емкостных свойств. В то же время методы определения проницаемости карбонатных коллекторов разработаны недостаточно полно.
Наиболее распространенный способ определения проницаемости (Кпр) - по зависимости от коэффициента пористости (Кп), установленной по керновым данным. Однако часто сопоставление Кпр с Кп характеризуется большим разбросом значений, что делает невозможным однозначное определение связи. Поэтому многими исследователями предпринимаются попытки кластеризации этой зависимости по различным признакам. Наиболее успешные из них реализуются, применительно к терригенным коллекторам, например, по содержанию (Шилов и др., 2005) и типу (Хабаров и др., 2005, Элланский и др., 2005, Шпуров и др., 2005) глинистого материала, по размеру зерен в породе (Zhang, Lollback, 1996), по различным условиям осадконакопления (Хабаров, 2006), с применением метода гидравлических единиц потока (Amaefule, 1993, Мангазеев, 2006), по индексу перколяции (Ахметов, 2004). В карбонатных разрезах прием разделения петрофизической зависимости пористость-проницаемость используется реже, а признаков, по которым проводится типизация пород, гораздо меньше: литологический состав, тип пустотного пространства, структурно-текстурные признаки. Наиболее интересен подход к определению проницаемости в карбонатных коллекторах на основе петрофизической классификации пород, предложенной Lucia (Lucia, Jennings, 2003). Общей проблемой при применении такого подхода является классификация пород по скважинам без керноотбора.
Другие методики оценки проницаемости (многочисленные эмпирические формулы, определение проницаемости по данным ядерно-магнитного метода), разработанные для терригенных пород, могут быть применены только для карбонатных коллекторов с межзерновым типом пористости.
Таким образом, возникает проблема усовершенствования существующих принципов определения проницаемости. Для карбонатных пород со сложным строением пустотного пространства это может достигаться, по мнению автора, только путем привлечения дополнительной геологической информации, поскольку такое сложное и невыдержанное строение карбонатных коллекторов обусловлено особенностями осадконакопления и постседиментационным преобразованиями.
В связи с этим решение задач достоверного определения фильтрационных свойств карбонатных пород требует предварительного детального изучения их седиментационных особенностей, условий осадконакопления, а также унаследованных преобразований, обусловленных влиянием постседиментационных процессов.
Изучению геологических особенностей карбонатных коллекторов посвящены работы многих исследователей: К.И. Багринцевой, Н.Б. Вассоевича, М. Ирвина, В.А. Жемчуговой, Д.В. Наливкина, Д.К.Патрунова, Л.В. Пустовалова, Л.Б. Рухина, Н.М. Страхова, С.В. Тихомирова, Дж. Уилсона, В.Т. Фролова, Н.К. Фортунатовой и других. В настоящее время не существует единой общепринятой классификации и терминологии карбонатных пород. Широкое распространение во всем мире получила "динамическая" классификация Р.Ж. Данхэма (1962), основное внимание которой уделяется влиянию изменения гидродинамической (приливно-отливной) активности бассейна на среду осадконакопления. Этот же принцип классификации лежит в основе разработок (цикло-фациальных моделей) В.А. Жемчуговой, исследования которой явились геологическими предпосылками данной работы.
Поскольку анализ седиментационных особенностей пород является неотъемлемым условием повышения достоверности определения свойств коллекторов, очевидна необходимость комплексного подхода к интерпретации геолого-геофизических данных при изучении карбонатных разрезов, то есть интерпретация данных ГИС должна проводиться с учетом фациальной принадлежности пород, установленной по детальным литолого-петрографическим исследованиям керна.
Наиболее полно методы выделения фаций разработаны для терригенного разреза. Первые качественные генетические каротажные модели для выявления условий осадконакопления терригенных пород разрабатывались в 50-60-х гг. Р.Г. Нанцем, C.Дж. Пирсоном, Дж.Р. Паркером, Дж.К.Тейлором, Р.Ч. Сели, в основном, с использованием методов ПС и КС. Из отечественных ученых большой вклад в исследование вопросов применения каротажных данных для фациального анализа внес В.С. Муромцев (1984). Им разработаны детальные электрометрические модели фаций песчаных тел континентального и прибрежно-морского генезиса, кроме того, он совместно с соавторами впервые предложен способ математической обработки каротажных кривых для оценки степени литологической изменчивости разреза. В работе Т.С. Изотовой (1986) литотипы пород устанавливаются по полному комплексу ГИС с привлечением керновых данных, при этом особое внимание уделяется структурным и текстурным особенностям пород. Имеются работы, посвященные использованию данных наклономеров для изучения условий осадконакопления и тектонических особенностей пород. В последнее время появились работы по использованию данных пластовых микросканенеров для выявления седиментологических особенностей пород (направления палеотечений, фации) (Хэ Чанчунь, 2007).
Несмотря на то, что методы ГИС находят все большее применение для целей фациального анализа, работы, касающиеся проблемы диагностики фаций по ГИС в карбонатных отложениях, появляются только в последнее время.
В работах Г.Я. Шилова (1992, 2001) проанализированы и обобщены геологические модели терригенных, карбонатных, эффузивных фаций и разработана их классификация применительно к целям фациальной интерпретации данных ГИС.
Е.А. Саламатиной (2004) разработана методика интерпретации данных ГИС, базирующаяся на сравнительном анализе рассчитываемых по геофизическим методам коэффициентов пористости в комплексе с результатами литолого-фациальных исследований данных керна.
Имеются примеры использования метода ЯМК для литофациального расчленения в карбонатных разрезах (Топорков, 2007).
С точки зрения количественной обработки данных ГИС для решения задач типизации разреза, отдельное внимание уделялось вероятностно-статистическому подходу, получившему широкое развитие с 50-60-х годов. Основоположниками данного подхода к обработке и интерпретации каротажа являются Ш.А. Губерман, А.И. Цимельзон, А.А. Никитин, М.М. Элланский, Г.Н. Зверев и др.
Работы М.М. Элланского показали целесообразность использования многомерных регрессионных зависимостей для оценки коллекторских свойств пород по промыслово-геофизическим данным.
В настоящее время методы интеллектуального анализа данных ГИС развиваются во многих геофизических организациях. При решении задач типизации (классификации) данных нашли применение такие методы математической классификации, как регрессионные модели совместно с методом главных компонент, кластерный анализ, деревья решений, нейронные сети.
Анализ научно-технической литературы показывает, что проблема лито-фациальной типизации разреза по ГИС по-прежнему остаётся не вполне проработанной. Следует отметить, что все больший интерес вызывает применение методов количественной фациальной интерпретации данных ГИС. В последнее время появляются работы, касающиеся проблемы диагностики фаций по ГИС в карбонатных отложениях. Однако немногочисленность этих работ говорит о необходимости дальнейших исследований по разработке методик лито-фациальной типизации разреза по данным ГИС.
|
