Методичні та експериментальні основи оцінки процесу обводнення нафтогазових родовищ за результатами геофізичних досліджень (на прикладі Семенівського нафтового родовища)

Abstract

У дисертаційній роботі вирішуються актуальні питання геофізичного контролю та прогнозування процесу обводнення продуктивних пластів-колекторів нафтогазових родовищ. Доведено можливість виділення порід-колекторів із мікропористістю на основі аналізу зв’язку інтенсивності природного гамма-випромінювання та інтенсивності гамма-випромінювання радіаційного захоплення теплових нейтронів. На основі седиментаційно-каротажного аналізу проведено класифікацію кривих гамма-каротажу за їх формою та створено схеми розподілу зон із різною динамікою розповсюдження дрібнодисперсної фракції, де локалізовані літологічні неоднорідності продуктивних пачок Семенівського нафтового родовища. Удосконалено методику визначення коефіцієнта проникності пластів-колекторів за результатами геофізичних і петрофізичних досліджень. Побудовано детальну фільтраційну модель Семенівського нафтового родовища на основі геофізичної інформації, яка дає змогу прогнозувати випереджуюче обводнення продуктивних горизонтів.Створено методичні основи для нового способу використання радонового індикаторного методу та проведено теоретичне обґрунтування використання термоактиваційного каротажу для виділення в геологічних розрізах експлуатаційних свердловин обводнених інтервалів у складних геолого-технологічних умовах.

В диссертационной работе решаются актуальные вопросы геофизического контроля и прогнозирования процесса обводнения продуктивных пластов-коллекторов нефтегазовых месторождений. Литологическая неоднородность пластов-коллекторов содействует неравномерному передвижению жидкостей с разной фазовой проницаемостью по поровому пространству. Это приводит к трудно прогнозируемому опережающему обводнению продуктивных пачек. Для учета влияния литологической неоднородности пластов-коллекторов и возможности прогнозирования опережающего обводнения продуктивных пачек в диссертации предложено ряд научных изысканий. На примере Семеновского нефтяного месторождения доказана возможность выделения пород-коллекторов с микропористостью на основании анализа связи интенсивности естественного гамма-излучения и интенсивности гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов, что позволило идентифицировать горные породы по литолого-структурным особенностям.На основании седиментационно-каротажного анализа проведена классификация кривых гамма-каротажа по их форме и созданы схемы распределения зон с разной динамикой распространения мелкодисперсной фракции, где локализированы лигологические неоднородности продуктивных пачек Семеновского нефтяного месторождения. Установленная связь между предложенным в диссертации нормированным параметром водонасыщенности глинистой фракции горных пород и толщиной пленки связанной воды позволила повысить точность расчета проницаемости пластов-коллекторов по формуле Козени-Кармана, что привело к усовершенствованию методики определения коэффициента проницаемости пластов-коллекторов по результатам геофизических и петрофизических исследований. На основании геофизической информации с использованием вышеупомянутых научных изысканий построена детальная фильтрационная модель Семеновского нефтяного месторождения, позволяющая прогнозировать опережающее обводнение продуктивных горизонтов. На Семеновском нефтяном месторождении, как и на многих других месторождениях, существуют сложные литолого-технологические условия, при которых стандартные методы каротажа скважин, используемые для контроля обводнения продуктивных пластов, являются неэффективными. В частности, использование стационарных, а также импульсных методов нейтронного каротажа ограничивается низкой минерализацией пластовых вод. Низкие дебиты эксплуатационных скважин не позволяют использовать для определения обводненных интервалов метод термометрии. В диссертации предложено решение проблемы использования геофизических методов при контроле обводнения продуктивных пачек в сложных геологотехнологических условиях. В частности, созданы методические основы для нового способа использования радонового индикаторного метода с целью выделения обводненных интервалов продуктивных пластов-коллекторов. Доказано, что большая разница между фазовой проницаемостью высоковязкой нефти и пластовой воды при закачивании радонового индикатора в обводняющийся пласт-коллектор будет обуславливать быстрое проникновение радонового индикатора в обводненную часть пласта, и медленную - в нефтеносную часть. В результате закачки радонового индикатора со временем водоносная часть пласта увеличит свою гамма-активность больше, чем нефтеносная часть. Регистрация такой разницы методом гамма-каротажа позволит определить обводненную часть продуктивного пласта. Также проведено теоретическое обоснование использования термоактивационного каротажа для выделения обводненных интервалов в геологических разрезах скважин. Теоретически доказано и экспериментально подтверждено, что использование метода термометрии в динамическом режиме каротажа, после предварительного нагрева исследуемого интервала скважины, позволяет произвести расчленение горных пород по параметру их теплопроводности. Расчеты показали, что характер насыщения пластов-коллекторов существенно влияет на их теплопроводность. Поэтому, используя термоактивационный каротаж, можно выделять обводненные интервалы продуктивных пластов-коллекторов.

In this thesis the pressing problems of geophysical control and prognostication oi the productive layers-collectors of the oil and gas fields irrigation process are determined. The possibility of isolation of the collectors with microporosity on the basis of the interconnection between the intensity of the natural gamma radiation and intensity of gamma radiative capturing of the thermal neuron analysis. On the basis of sediment and logging analysis the classification of the gamma logging curves due to their shape is established, and the schemes of the distribution of zones with different dynamics of diffusion of fine-dispersed fraction where the lithoiogic non-uniformity of productive packs of the Semenivske oil field is created. We have improved the methods of calculation of permeability index of reservoir beds according to the results of geophysical and petrophysical investigations. We have built detailed filtration model of Semenivske oil field on the basis of the geophysical information which allows to forecast the advancing water invasion of the productive horizons. We have created methodological grounds of the use of the radon tracer technique and conducted theoretical justification of the thermosetting logging for determination of water-encroached gaps in the geological cross-sections of the production well under complicated geotechnical conditions.