авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Обоснование применения всп с ненаправленным источником продольных волн для выявления и оценки трещиноватости пород

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

УДК 550.834:552

Ахтямов Рустем Анварович

ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВСП С НЕНАПРАВЛЕННЫМ

ИСТОЧНИКОМ ПРОДОЛЬНЫХ ВОЛН ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ И

ОЦЕНКИ ТРЕЩИНОВАТОСТИ ПОРОД

25.00.10 – Геофизика, геофизические методы

поисков полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Уфа – 2010

Работа выполнена в ОАО «Башнефтегеофизика»

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

старший научный сотрудник

Ленский Владимир Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Валиуллин Рим Абдуллович

кандидат технических наук

Даниленко Виталий Никифорович

Ведущая организация: ОАО НПП «ВНИИГИС» (г. Октябрьский)

Защита диссертации состоится «03» декабря 2010 г. в 14:00 ч. в конференц-зале на заседании диссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 520.020.01 при Открытом акционерном обществе «Научно-производственная фирма «Геофизика» (ОАО НПФ «Геофизика») по адресу: 45005, г. Уфа, ул. 8-ое Марта, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПФ «Геофизика».

Автореферат разослан «01» ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор химических наук Хисаева Д.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Трещиноватость является важнейшим свойством резервуаров углеводородов. Информация о наличии трещиноватых интервалов, определение преобладающего направления трещиноватости, оценка степени трещиноватости необходимы для прогноза фильтрационно-емкостных свойств коллектора и направлений потока флюидов как при оценке возможности формирования ловушки углеводородов, так и при вскрытии коллектора наклонно направленными и горизонтальными скважинами, а также при техногенных воздействиях на продуктивный пласт с целью повышения нефтеотдачи, например, при гидроразрыве пласта.

Информация об азимутальном направлении трещиноватости пород в околоскважинном пространстве может быть получена из данных трехкомпонентного непродольного вертикального сейсмического профилирования (НВСП). Классические способы изучения анизотропии и трещиноватости пород методами скважинной сейсморазведки предусматривают применение источников поперечных волн с управляемым направлением воздействия (Кузнецов В.М., Жуков А.П., Шнеерсон М.Б., 2006). Физической основой его является расщепление поперечной волны в анизотропной среде на медленную и быструю. Необходимость постановки специализированных исследований для изучения азимутально трещиноватых пород не вызывает сомнений, поскольку только в этом случае можно обеспечить их высокую точность и детальность. Однако в последние годы в нефтегазоносных районах для решения структурных задач выполняется большой объем работ методом трехкомпонентного НВСП с ненаправленными источниками возбуждения продольных волн. Извлечение из полученных материалов дополнительной информации о трещиноватости коллекторов без затрат на дорогостоящие специализированные наблюдения существенно повысит геологическую эффективность традиционной широко используемой модификации ВСП.

Цель диссертационной работы – разработка научно-методических основ применения традиционного НВСП с ненаправленным источником возбуждения продольных волн для получения дополнительной информации о трещиноватости пород (обнаружения трещиноватых интервалов, определения азимутального направления трещиноватости, оценки трещинной пористости).

Основные задачи исследования

1. Обзор существующих методик определения азимутального направления трещиноватости пород по НВСП.

2. Разработка методики определения азимутального направления трещиноватости пород по данным неспециализированных наблюдений НВСП (с ненаправленным источником возбуждения продольных волн).

3. Разработка способа оценки трещинной пористости по данным неспециализированных наблюдений НВСП.

4. Адаптация методики обработки данных неспециализированных наблюдений НВСП к условиям решения задачи выявления и оценки азимутальной трещиноватости пород.

5. Опробование разработанных методик определения и оценки трещиноватости пород в производственных условиях.

Методы исследования

Для решения поставленных задач проводились теоретические и экспериментальные исследования по архивным материалам НВСП. Выполнялись: поляризационная обработка данных НВСП, поляризационный анализ полученных результатов, анализ скоростей и затухания продольных и поперечных волн, анализ и обобщение геологических, промысловых и геофизических данных.

Научная новизна работы

1. Разработана методика выявления трещиноватых интервалов и определения азимутального направления трещиноватости по данным неспециализированных наблюдений методом НВСП (с ненаправленным источником возбуждения продольных волн), основанная на комплексном использовании параметров обменных PS-волн.

2. Разработан аналитический способ оценки трещинной пористости по данным неспециализированных наблюдений НВСП.

Основные защищаемые положения

1. Методика определения азимутального направления трещиноватости пород по данным наблюдений НВСП с ненаправленным источником возбуждения продольных волн.

2. Аналитический способ оценки трещинной пористости по данным неспециализированных наблюдений НВСП, основанный на определении эффективных коэффициентов Пуассона и сжимаемости в трещиноватых и нетрещиноватых интервалах.

3. Результаты изучения трещиноватости пород на исследованных объектах.

Практическая ценность. Результаты исследований по теме диссертации составляют методическую основу для получения информации о трещиноватости пород по данным НВСП с ненаправленным источником возбуждения продольных волн (обнаружение трещиноватых интервалов, определение азимутального направления трещиноватости, оценка трещинной пористости) и позволяют повысить геологическую эффективность и информативность традиционных исследований методом НВСП

Реализация в промышленности. Результаты диссертационной работы внедрены в процесс интерпретации данных НВСП в ОАО «Башнефтегеофизика». По методике, предложенной в диссертационной работе и утвержденной в ОАО «Башнефтегеофизика», получена информация о трещиноватости пород в околоскважинном пространстве десяти скважин на Северо-Кочевском, Кочевском, Северо-Конитлорском, Тевлино-Русскинском, Южно-Ягудинском и Ватьеганском месторождениях ТПП «Когалымнефтегаз». Полученные результаты позволяют выбрать оптимальные направления для бурения горизонтальных стволов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на международных научно-практических конференциях: «Геомодель- 2008» (г. Геленджик, 2008), «Гальперинские чтения-2008» (г. Москва, 2008); VII межрегиональной научно-практической конференции (г.Уфа, 2008); «Геомодель- 2009» (г. Геленджик, 2009).

Личный вклад автора. Заключается в постановке задач исследований, непосредственном участии в сборе и анализе геолого-геофизической информации, в теоретических исследованиях, разработке методик и их опробовании.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 9 печатных работ, в том числе 1 работа в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов. Текст изложен на 148 страницах, включая 69 рисунков, 9 таблиц, список использованных источников из 70 наименований.

Автор выражает особую благодарность своему научному руководителю д. г.-м.н. В.А. Ленскому за постановку темы, постоянное внимание и поддержку. Автор благодарит к.т.н. Р.Я. Адиева за поддержку и помощь.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и основные задачи исследования, научная новизна и защищаемые положения, показана практическая значимость работы.

В первой главе рассмотрены особенности распространения продольных и поперечных волн в анизотропных средах и дан обзор существующих методических приемов определения азимутального направления трещиноватости по данным НВСП.

Трещиноватые породы (осадочные и кристаллические) являются широко распространенным типом коллекторов. Для больших глубин характерно преобладание субвертикальных раскрытых трещин одного направления, определяемого действующими напряжениями (Бродов Л.Ю., 1992). Трещины другого направления если и имеются, то обычно находятся в закрытом состоянии. Наличие ориентированной открытой трещиноватости вызывает анизотропию упругих свойств горных пород (скорости и поглощения упругих волн). Степень анизотропии существенно зависит от ориентировки, плотности и характера насыщения трещин.

Распространение продольных (Р) и поперечных (S) волн в анизотропных средах обладает рядом особенностей (Бродов Л.Ю. и др., 1990, 1992).

При распространении Р-волны в трансверсально изотропной среде скорость зависит от направления распространения, то есть ее величина вдоль оси симметрии (Vp) и параллельно плоскости изотропии (Vp) отличаются. В трещиноватых породах Vp > Vp вследствие повышенной податливости (сжимаемости) трещин. Зависимость поглощения обратная.

В изотропной среде при ненаправленном возбуждении S-волна поляризована линейно в лучевой плоскости. S-волны при прохождении через границу трансверсально изотропной среды изменяют свою поляризацию и расщепляются на две волны, имеющие разную поляризацию и распространяющиеся с разными скоростями: SH-волну, поляризованную вдоль плоскости изотропии, и SV-волну, поляризованную перпендикулярно плоскости изотропии. Cкорость и поглощение расщепленных волн зависят от направления их распространения. Быстрая SH-волна (S1) при распространении вдоль плоскости изотропии имеет максимальную скорость Vs, а перпендикулярно плоскости изотропии - минимальную скорость Vs. Медленная SV-волна (S2) при распространении вдоль или перпендикулярно плоскости изотропии имеет скорость Vs. Скорости распространения быстрой и медленной S-волн слабо зависят от типа флюида.

Если анизотропия среды вызвана ориентированной трещиноватостью, временная задержка между расщепленными S-волнами характеризует преимущественно плотность трещин вдоль луча, а поляризация первой из S-волн соответствует ориентировке трещин.

При небольших временных задержках между расщепленными SH- и SV-волнами происходит их интерференция. Поляризация интерференционной поперечной волны становится подобной эллиптической и проявляется в образовании тангенсальных (трансверсальных) компонент.

Падение продольной волны на границу сред с различной азимутальной анизотропией приводит к образованию обменных отраженных и проходящих волн. Поляризация и скорости этих волн зависят от азимута лучевой плоскости и ориентации элементов симметрии контактирующих сред. Характерным признаком таких волн является образование интенсивных тангенсальных компонент (Бродов Л.Ю., 1992). Отраженная обменная волна, распространяющаяся в покрывающей изотропной среде, поляризована линейно. Проходящая обменная волна поляризована линейно только в случае совпадения лучевой плоскости с главными элементами симметрии.

Традиционный метод выявления и оценки азимутальной трещиноватости по данным ВСП основан на возбуждении поперечных волн в двух ортогональных направлениях, регистрации колебаний среды трехкомпонентной установкой сейсмоприемников и получении набора любых направлений возбуждений и приема в горизонтальной плоскости расчетным способом при обработке данных (Кузнецов В.М., Жуков А.П., Шнеерсон М.Б., 2006). При обработке анализируют полярные (азимутальные) сейсмограммы. Производится поиск таких направлений воздействия, при которых поляризация S-волны в точке приема линейная (возбуждается только одна из волн S1 или S2). Только быстрая (S1 ) или только медленная (S2) волны возбуждаются при ориентировках источника соответственно в направлении плоскости изотропии или оси симметрии среды. После разделения волн S1 и S2 определяют вертикальные годографы этих волн и время запаздывания волны S2 относительно волны S1. Интервал глубин с увеличивающимся запаздыванием соответствует азимутально анизотропной трещиноватой части разреза, а поляризация волны S1 указывает на преобладающее направление трещин. Выделение продуктивных коллекторов и оценка их фильтрационно-емкостных свойств выполняется с использованием интервальных скоростей всех волн (продольной, S1 и S2) как по вертикали (ближний пункт возбуждения), так и в разных азимутах (удаленные пункты возбуждения), отношения = VS/VР и коэффициента Пуассона. Трещиноватые коллекторы выделяются по повышенной анизотропии, пониженной скорости S-волн и .

С оценкой трещиноватости тесно связано определение анизотропии гидропроводности азимутально трещиноватых коллекторов (выявление направления максимальной подвижности флюида, заполняющего поры и трещины). Решение задачи осуществляется путем воздействия на пласт-коллектор продольными волнами с разных направлений (Амиров А.Н., Гальперин Е.И., 1990). Способ основан на наблюдениях НВСП в разно ориентированных лучевых плоскостях с одновременной регистрацией как смещений частиц среды, так и давления жидкости в скважине. Для этого скважинные приборы оснащаются дополнительным датчиком – геофоном, размещенным вне герметичного корпуса. Для компенсации неидентичности амплитуды воздействий амплитуду гидроволны нормируют к амплитуде Р-волны. Описанная методика получила название способа возбужденной гидроволны.

Существующие способы определения азимутального направления трещиноватости пород обладают высокой точностью, но требуют применения источника направленного возбуждения поперечных волн и не могут быть использованы при традиционных неспециализированных наблюдениях методом НВСП с ненаправленным источником продольных волн.

Способ оценки гидропроводности также не может быть использован при традиционных неспециализированных наблюдениях методом НВСП, так как скважинная сейсмическая аппаратура не дополняется геофонами в негерметичном корпусе.

Отличие характера распространения продольных и поперечных волн в анизотропных средах позволяет разработать способы определения азимутального направления трещиноватости пород на основе анализа скорости, затухания и поляризации обменных PS-волн, образованных продольной волной на промежуточных сейсмических границах между источником и приемником и на кровле трещиноватого интервала.

Вторая глава посвящена разработке методики определения азимутального направления трещиноватости пород и оценки трещинной пористости при неспециализированных наблюдениях НВСП.

Основным отличием широко применяемых работ НВСП, выполняемых преимущественно с целью уточнения строения ловушек углеводородов и свойств коллекторов в околоскважинном пространстве, является применение небольшого числа ненаправленных источников продольных волн, что исключает возможность использования рассмотренных в первой главе методических приемов оценки азимутального направления трещиноватости.

Использование для выделения и оценки трещиноватых интервалов ненаправленных источников в системах наблюдений с разноориентированными лучевыми плоскостями в принципе возможно, но это значительно усложняет обработку и интерпретацию данных НВСП. Часто прямая поперечная волна имеет слабую интенсивность, плотность систем наблюдений также может быть невысокой. В условиях слабой интенсивности прямой поперечной волны основным источником информации об анизотропии среды могут служить обменные PS-волны, образованные продольной волной на промежуточных сейсмических границах между источником и приемником. Оценку направления трещиноватости можно выполнить по поляризации быстрой обменной волны, так как медленную волну трудно выделить из-за меньшей амплитуды и высокого уровня помех.

Для поляризационного анализа и выделения быстрой S-волны могут быть использованы азимутальные графики амплитуды, на которых максимальные амплитуды соответствуют азимуту плоскости поляризации S-волны. Совпадение азимута поляризации быстрой S-волны для всех положений источника при пространственных наблюдениях НВСП свидетельствует о достоверности результатов (Ленский В.А., 2008-2009) [1-6].

На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований, учитывая характер распространения продольных и поперечных волн в анизотропных средах, для выявления интервалов с субвертикальной трещиноватостью и определения азимутального направления трещиноватости по данным неспециализированных наблюдений НВСП разработана следующая методика, алгоритм использования которой приведен на рис. 1.

 Алгоритм исследований по определению азимутального направления-0

Рис. 1. Алгоритм исследований по определению азимутального

направления трещиноватости

1. Поляризационная обработка данных НВСП с получением следящих компонент падающих Р-волн и проходящих обменных РS-волн (в вертикальной плоскости), а также трансверсальной компоненты поля.

2. Анализ следящих компонент обменных РS-волн и трансверсальных компонент для всех положений источника и выявление кровли интервала интенсивно трещиноватых пород (по уменьшению амплитуды РS-волн на его кровле на следящих компонентах или появлению на его кровле достаточно интенсивных регулярных падающих и отраженных волн поперечного типа на трансверсальных компонентах).

3. Расчет азимутальных (полярных) сейсмограмм в горизонтальной плоскости ниже выделенной кровли интервала интенсивно трещиноватых пород. Анализ поляризации РS-волн, выделение проходящих обменных РS-волн, поляризованных не в лучевой плоскости. Расчет азимутальных графиков амплитуды наиболее интенсивной РS-волны и количественная оценка направления азимутальной трещиноватости.

4. Расчет компонент волнового поля в направлении главных элементов симметрии, выделение проходящих обменных РS-волн и, если это представляется возможным, разделение волн S1 и S2 и определение задержки между ними, уточнение по задержке положения интервала трещиноватых пород.

5. Анализ изменения интервальной скорости Р- и S-волн и их поглощения для различных положений источника. Трещиноватый интервал может быть выделен по повышению различий интервальной скорости Р- и S-волн и их поглощения для разных азимутов лучевой плоскости, понижению интервальной скорости S-волн и =VS/VР. Если число источников с разными азимутами позволяет успешно выполнить эллиптическую аппроксимацию полученных данных, может быть определено преобладающее направление трещин. Интервалы с хаотической или субгоризонтальной трещиноватостью могут быть выделены по повышению поглощения Р- и S-волн при отсутствии закономерности в изменении других параметров.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.