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:     | 1 || 3 |

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

-- [ Страница 2 ] --

Разумеется, при неспециализированных наблюдениях точность и детальность оценки трещиноватости будут ниже, чем при традиционном подходе с использованием направленных источников поперечных волн. Тем не менее, полученная информация может быть вполне достаточной для планирования геолого-технологических мероприятий (Пахомов В.Ф., 2008) [7-9].

По результатам анализа известных положений теории упругости (Козлов Е.А., 2007) и основ обработки данных акустического каротажа (АК) (Дзебань И.П., 1981) и с использованием разработанной методики определения азимутального направления трещиноватости нами предложен аналитический способ оценки трещинной пористости по данным ВСП (рис.2).

Рис. 2. Алгоритм оценки трещинной пористости

В случае порово-кавернозного типа коллекторов, а также порово-трещинного и порово-кавернозно-трещинного типа коллекторов при хаотической трещиноватости ее оценка производится следующим способом.

1. Выделяются интервалы коллекторов по понижению скоростей Vp, Vs и отношения Vp/Vs. В выделенных интервалах с использованием плотности по данным ГГКП и известного выражения (1)

эф= 3/(3Vp2 - 4Vs2) (1)

определяется эффективное значение коэффициента сжимаемости эф. Каверны существенно меньше влияют на скорости Vp и Vs из-за низкой сжимаемости, поэтому трещиноватые коллекторы даже при небольшой трещиноватости выделяются повышенными значениями сжимаемости эф.

Одним из критериев выделения порово-кавернозных коллекторов (не содержащих трещиноватости) может служить значительное превышение скорости Vp, определенной по данным ВСП, над рассчитанной по уравнению среднего времени с использованием коэффициента пористости, определенного по НГК или ГГК (Дзебань И.П., 1981).

Наоборот, в случае порово-трещинных коллекторов может наблюдаться значительное понижение скорости Vp, определенной по данным ВСП, относительно рассчитанной по уравнению среднего времени с использованием коэффициента пористости, определенного по НГК или ГГК.

2. Для коллекторов сложного типа (со вторичной каверновой и трещинной пористостью) эффективная сжимаемость эф зависит от всех составляющих и равна

эф = Kпм м/ Kп + Kпк к/ Kп + Kпт т/Kп, (2)

где Kпм и м – коэффициенты межзерновой пористости и сжимаемости пористой матрицы, Kпк и к – коэффициенты каверновой пористости и сжимаемости каверн, Kпт и т – коэффициенты трещинной пористости и сжимаемости трещин, Kп - коэффициент общей пористости.

Учитывая небольшие значения трещинной пористости, последняя определится выражением

Kпт = (эф – пк)/т, (3)

где пк – учитывает порово-кавернозную составляющую. Коэффициент сжимаемости трещин т может быть определен по коэффициентам продуктивности 1 и 2 при двух давлениях, отличающихся на величину Р (Дзебань И.П., 1981)

т = (11/3 - 21/3)/11/3 Р. (4)

Для хаотически расположенных трещин эффективная сжимаемость равна (Дзебань И.П., 1981)

эф = пк[1 + 2Kпт/3а(1 - 2)], (5)

откуда получим другое выражение для определения трещинной пористости

Kпт = 3а(1 - 2пк)(эф/пк - 1)/2, (6)

где пк и пк – коэффициент сжимаемости и коэффициент Пуассона порово-кавернозной части; а – аспектное отношение (среднее отношение раскрытости трещин к их длине).

Для повышения точности результата аспектное отношение предлагается определять из зависимости (6) по экспериментальным данным в близких условиях на участках с известной трещинной пористостью.

При ориентированной трещиноватости проводятся следующие действия:

1. Выделяются трещиноватые интервалы по расщеплению поперечной волны на быструю и медленную, понижению скоростей Vp и Vs, понижению отношения скоростей Vp/Vs и появлению зависимости этого отношения от азимута удаления источника по повышению сжимаемости эф. С использованием описанной выше методики в выделенных интервалах определяется преобладающее направление субвертикальной трещиноватости.

2. Эффективный (экспериментально определяемый) коэффициент Пуассона эф зависит от угла между направлением трещин и направлением распространения волны. В связи с большим удалением источника по сравнению с длиной волны, в ВСП фронт волны в точке приема можно считать плоским. Для плоской волны (Дзебань И.П., 1981)

эф = м/(1 + 2Kптsin2/а), (7)

где м – коэффициент Пуассона для пористой матрицы. Выражение (7) позволяет определить коэффициент трещинной пористости непосредственно по коэффициенту Пуассона

Kпт = а(м/эф - 1)/2sin2. (8)

По данным НВСП (выбирается источник, удаленный в направлении, близком к азимуту направления трещиноватости) определяются скорости продольной волны Vp и быстрой поперечной волны Vs. С использованием найденных скоростей и значения плотности по данным плотностного каротажа по выражениям (1) и (9)

= (0.5 Vp2/Vs2 – 1)/(Vp2/Vs2 – 1), (9)

рассчитываются эффективный коэффициент Пуассона эф и коэффициент эффективной сжимаемости эф. Поскольку в выбранной системе наблюдений скорости Vp и Vs практически не зависят от трещиноватости, найденные коэффициенты Пуассона и сжимаемости соответствуют коэффициенту Пуассона и сжимаемости порово-кавернозной матрицы м и м.

3. По данным других НВСП определяются скорости продольной волны Vp, быстрой и медленной поперечных волн Vs и Vs и угол между направлением трещин и направлением распространения волн. Рассчитываются эффективные коэффициенты Пуассона эф. По найденным значениям м, и эф с использованием выражения (8) определяется коэффициент трещинной пористости Kпт. Поскольку реальный характер индикатрис скоростей поперечных волн существенно отличается от эллиптического, целесообразно использовать не менее трех источников НВСП и путем аппроксимации (с учетом данных продольного ВСП) определить минимальное значение скоростей продольных и поперечных волн (при котором Vs = Vs). При использовании минимальных значений скоростей принимается равным 90°.

Разумеется, практическое использование этих приемов зависит от точности и детальности определения скоростных характеристик по данным ВСП и НВСП и точности оценки аспектного отношения.

В третьей главе рассмотрена практическая реализация предложенной методики выявления и определения азимутального направления трещиноватости пород по материалам неспециализированных наблюдений НВСП.

Практическая отработка предложенных методических приемов выполнена на материалах НВСП в скважинах № 521П и № 522П Северо-Кочевского месторождения, представленных ТПП «Когалымнефтегаз» ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь». Выполненные работы НВСП в этих скважинах в наибольшей мере соответствуют решаемой задаче: наблюдения выполнены из 3-4 удаленных пунктов возбуждения, размещение пунктов возбуждения отличается от ортогонального, удаление источника составляет 0.42-0.45 от глубины скважины, различие удалений разных пунктов небольшое (30-35 м).

Выполнена адаптация поляризационной обработки к предложенной методике выявления и оценки трещиноватости пород по данным неспециализированных наблюдений НВСП. Основное внимание при обработке полевых данных уделено выделению и анализу наиболее интенсивных обменных проходящих PS-волн. На объектах наиболее интенсивной обменной волной является волна PS2, образующаяся в кровле покурской свиты.

При анализе трансверсальных компонент было установлено, что в скважине № 522П на всех пунктах возбуждения волновое поле слабое, интенсивность относительно регулярных восходящих и падающих поперечных волн вдоль профиля заметно не меняется. Это указывает на отсутствие интервалов с азимутальной трещиноватостью. В скважине 521П отмечено резкое возрастание интенсивности и регуляризации трансверсальной компоненты в самой нижней части (2900-2980 м), включающей продуктивный пласт Ю1. Это указывает на наличие азимутальной трещиноватости в данном интервале.

В скважине № 521П выполнен расчет азимутальных сейсмограмм в выделенном интервале анизотропных пород на глубине 2940 м. Достаточно интенсивные обменные волны поляризованы практически линейно, но под некоторым углом к лучевой плоскости. Расчет азимутальных графиков амплитуд для обменной волны PS2 (рис.3) показал наличие главных элементов симметрии с азимутами 325 (пункт возбуждения ПВ2) и 235 (ПВ3 и ПВ4). Поскольку на материалах ПВ2 волна PS2 значительно лучше динамически выражена и имеет более линейную поляризацию вследствие меньшего затухания (более глубокий минимум на графике амплитуд – рис.3), азимут 325 соответствует азимуту плоскости изотропии (направлению трещиноватости), а азимут 235 - направлению оси симметрии. Совпадение направления трещиноватости с осью выделенной по материалам сейсморазведочных работ положительной структуры поясняет, что трещиноватость возникла вследствие пликативных тектонических процессов.

 ПВ2 155ПВ2 +170PS2 = 325 ПВ3 230ПВ3 +10PS2 = 240 ПВ4 35ПВ4 +200PS2 = 235 Скважина № 521П-2

ПВ2 155ПВ2 +170PS2 = 325

 ПВ3 230ПВ3 +10PS2 = 240 ПВ4 35ПВ4 +200PS2 = 235 Скважина № 521П Северо-Кочевского-3

ПВ3 230ПВ3 +10PS2 = 240

ПВ4 35ПВ4 +200PS2 = 235

Рис. 3. Скважина № 521П Северо-Кочевского месторождения,

азимутальные графики амплитуд обменной проходящей волны

PS2 на глубине 2940 м. Азимут трещиноватости 325 .

Анализ компонент волнового поля в направлении главных элементов симметрии среды выполнен по наиболее интенсивной обменной волне PS2. Для пункта возбуждения ПВ2, удаление которого близко к определенному выше азимуту плоскости симметрии, в интервале анизотропии выявлено заметное запаздывание волны на компоненте, соответствующей 235 относительно компоненты 325 (около 3 мс). Для пункта возбуждения ПВ3 и ПВ4, удаление которых почти ортогонально ПВ2, время прихода интенсивной фазы обменной волны PS2 на обеих компонентах на нижней части одинаково, что характерно для распространения поперечной волны по оси симметрии. Полученные результаты подтверждают, что азимут 325 соответствует направлению трещиноватости. Небольшая величина задержки (3 мс) указывает на относительно невысокую степень трещиноватости пород.

Результаты определения интервальной скорости Р и S волн, отношения скоростей Vs/Vp и поглощения волн для скважины № 521П представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Скорость и поглощение Р и S волн в скважине № 521П

Интервал определений и номер ПВ Vp, м/с Vs, м/с Vs/Vp p, дБ/м s, дБ/м
2590-2900м
ПВ2 4000 2284 0.571 0.003 0.007
ПВ3 3975 2261 0.569 0.003 0.008
ПВ4 3971 2278 0.573 0.002 0.008
2900-2980м
ПВ2 3435 1933 0.563 0.018 0.056
ПВ3 3446 1852 0.537 0.032 0.082
ПВ4 3377 1834 0.543 0.033 0.073

Определения выполнены в покрывающих породах в интервале 2590-2900 м и в анизотропном интервале 2900-2980 м. В покрывающих отложениях скорости Р и S волн и их поглощение практически не зависят от азимута пункта возбуждения. В анизотропном интервале (2900-2980 м) в направлении оси симметрии (ПВ3, ПВ4) скорости поперечной волны и отношение скоростей Vs/Vp существенно ниже, а поглощение как продольных, так и поперечных волн существенно выше. Это еще раз подтверждает достоверность определения трещиноватого интервала и направления азимутальной трещиноватости. Трещиноватый интервал отличается в целом пониженными значениями =Vs/Vp и повышенным затуханием как продольных, так и поперечных волн.

В скважине № 522 как в покрывающих отложениях (2590-2890 м), так и в нижнем интервале (2890-2960 м) закономерное изменение скоростей Р и S волн и их поглощения не происходит. Разброс параметров носит хаотический характер и вызван ошибками расчетов. Это еще раз подтверждает отсутствие азимутальной анизотропии упругих свойств.

Таким образом, по появлению интенсивных S-волн на трансверсальных компонентах в скважине № 521П выявлен интервал с азимутальной анизотропией упругих свойств (2900-2980 м), включающий продуктивный пласт ЮС1.

При анализе азимутальных (полярных) сейсмограмм и азимутальных графиков амплитуд по поляризации обменных PS-волн подтверждено наличие азимутальной анизотропии среды в интервале 2900-2980 м в скважине № 521П и отсутствие анизотропии в аналогичном интервале в скважине № 522П. В скважине № 521П на глубине 2940 м определено направление главных элементов симметрии: плоскости изотропии (325) и оси симметрии (235). Направление азимутальной трещиноватости совпадает с плоскостью изотропии (325).

По компонентам волнового поля в направлении главных элементов симметрии выполнено разделение волн S1 и S2 и определена задержка между ними. По небольшой величине задержки (3 мс) интервал охарактеризован как имеющий относительно невысокую степень трещиноватости пород.

По понижению интервальной скорости S-волн и отношения VS/VР и по повышению различий их поглощения для различных положений источника подтверждено наличие трещиноватости в интервале 2900-2980 м в скважине № 521П и отсутствие трещиноватости в скважине № 522П. Результаты определений упругих параметров в скважине № 521П согласуются с определенным направлением азимутальной трещиноватости (325) и могут быть использованы для количественной оценки трещиноватости.

Согласованность полученных результатов по всему комплексу изученных параметров (поляризации, скорости, затухания) убеждает в работоспособности предложенной методики обработки и анализа данных неспециализированных наблюдений НВСП с целью выявления интервалов с субвертикальной трещиноватостью и определения азимутального направления трещиноватости.

В четвертой главе представлены результаты практической реализации предложенной методики определения азимутального направления ориентированной трещиноватости пород и оценки трещинной пористости на 10 объектах ТПП «Когалымнефтегаз» (таблица 2). Даны рекомендации по заложению эксплуатационных горизонтальных скважин.

Таблица 2 - Результаты изучения трещиноватости на объектах ТПП «Когалымнефтегаз»

Место- рождение № скважины Трещиноватость Характер трещиноватости Интервал трещиноватости Азимут трещиноватости, град. Коэффициент трещинной пористости, %
1 2 3 4 5 6 7
Северо-Кочевское 521П Да Ориентированная 2900-2980 325 0.06
Северо-Кочевское 522П Нет - - - -
Северо-Конитлорское 314Р Да Ориентированная 2926-3000 172 0.17
Кочевское 82Р Нет - - - -
Тевлино-Русскинское 132П Да Хаотичная 2720-2780 - 0.09
Тевлино-Русскинское 100Р Нет - - - -
Тевлино-Русскинское 126Р Нет - - - -
Тевлино-Русскинское 7219/190 Нет - - - -
Южно-Ягудинское 302П Да Ориентированная 800-1600 280 0.10


Pages:     | 1 || 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.