Введение
Для недропользователей, чьи месторождения находятся на поздней стадии эксплуатации, актуальной проблемой является достоверная локализация остаточных запасов углеводородов. Традиционный (классический) подход к геологическому моделированию, основанный на интерполяции фильтрационно‑емкостных свойств (ФЕС), создает иллюзию корректного распределения свойств. Как следствие, в гидродинамических симуляторах фильтрационные потоки приобретают преимущественно радиальный характер, что зачастую не соответствует действительности. Фактическое продвижение фронта вытеснения в значительной степени контролируется фациальной неоднородностью, так как каждой обстановке осадконакопления характерны свои закономерности распределения толщин коллектора и зависимости значений пористости и проницаемости. Также границам фациальной неоднородности может сопутствовать наличие непроницаемых разделов [1].
Целью работы является опробование методики построения фациальной модели, позволяющей верифицировать геологическое строение через промысловые данные и повысить точность прогноза неизученных зон.
Объектом исследования являются терригенные коллекторы пашийского горизонта среднего девона участка месторождения, находящегося на поздней стадии разработки, которое характеризуется средней обводненностью добываемой продукции, превышающей 85 %, выработкой запасов более 80 % от начальных извлекаемых и плотной сеткой скважин. Типовой разрез отложений представляет собой сложный, неоднородный, многопластовый объект, для которого характерно переслаивание песчаных, алевролитовых, аргиллитовых разностей терригенных пород по разрезу и прерывистое распространение их по площади (рис. 1). Также горизонт подразделяется на два подгоризонта: верхнепашийский и нижнепашийский, которые, в свою очередь, разделены на отдельные пласты и пропластки (пласты Д1а, б, в, г, д).
Рисунок 1. Схема детальной корреляции объекта исследования с выделением пластов Д1а, Д1б, Д1в, Д1г, Д1д
Метод
В основу работы положен принцип дедукции: первичное выделение геологических тел выполнено не по единичным скважинам, а путем анализа интегрального распределения ФЕС, включающего в себя четыре этапа:
-
Интегральная оценка: анализ карт, суммирующих потенциал коллектора (эффективная толщина (Hэф), пористость (Kп), проницаемость (Kпр), индекс качества коллектора (RQI)) с целью визуализации зон с различным гидродинамическим потенциалом (рис. 2).
-
Первичная геометризация: подбор пороговых значений величин параметров на картах для получения предположительной геометрии литологических тел (рис. 3).
-
Верификация со скважинными данными: проведение электрофациального анализа по методу Муромцева [2] — подбор опорных образов кривых геофизических исследований скважин (ГИС) для каждой зоны (ГК, ПС) для наполнения выделенных зон геологической значимостью (рис. 4); проведение анализа промысловых данных (анализ коэффициента продуктивности скважин) с целью привязки работающих интервалов к фациальной обстановке по характеристикам динамики движения флюида (рис. 5).
-
Итерационная корректировка: проверка скважин на соответствие той или иной фациальной зоне, выявление несоответствий для корректировки первичных карт и уточнения границ распространения тел.
Рисунок 2. Карты, характеризующие ФЕС объекта исследований
Подбор ключевых параметров ФЕС пластов основан на анализе интегральных карт свойств. На карте эффективных толщин отмечается наличие протяженных литологических тел увеличенной мощности, для которых необходим учет проницаемости и пористости коллектора, образующего данные тела. Исходя из вышеизложенного принято решение использовать интегральный параметр произведения RQI на эффективную толщину пласта, который характеризует общую пропускную способность (транспортные возможности) эффективной части пласта на единицу площади.
Начальный этап анализа интегральных параметров позволяет быстро получить первичную геометрию литологических тел без трудоемкого пошагового построения множества вариантов в каждой скважине. Последующая корректировка границ тел занимает существенно меньше времени, так как опирается на уже очерченные контуры, а не создается с нуля.
Рисунок 3. Карты, характеризующие ФЕС объекта исследований
Первичная геометризация и прослеживание тел по площади включает три этапа:
-
по отсечкам интегральной карты ФЕС проводится первичная геометризация литологических тел и подбираются опорные образы кривых ГИС, характеризующие выделенные зоны;
-
формируются карты скважин с рассчитанными коэффициентами продуктивности и привязкой к геологическим телам, выделенным по интегральным картам (рис. 6);
-
на основе полученного материала проводится детальная геометризация и прослеживание тел по площади вручную.
В результате получена итоговая карта распространения геологических тел нижнепашийской пачки (рис. 7) и на основе работ [3–6] предложена гипотеза по их фациальной принадлежности. Согласно полученным и изученным данным наиболее близкая обстановка осадконакопления, характеризующая данный объект, по мнению авторов, — это подводная часть дельты с приливно‑отливным/волновым гидродинамическим типом побережья, на что указывает покровный тип распространения коллекторов и геометрия полученных тел, наличие крупнообломочных разностей в основании каналов, текстурные особенности керна — многообразие типов слоистости и их динамичная изменчивость по разрезу, наличие трещин усыхания.
Рисунок 4. Идентификация литологических тел по кривым ГИС (электрофациальный анализ) на примере пластов Д1гд
Рисунок 5. Удельный Kprod по фациям: Ф0 — продельта, Ф1 — распределительный канал, Ф2 — периферия канала, Ф3 — внутренний фронт (бар), Ф4 — дельтовый проток
Рисунок 6. Пример карты скважин с рассчитанными коэффициентами продуктивности и привязкой к геологическим телам: цвет — фация, размер — удельный Kprod, пунктир — характерные пары
Рисунок 7. Итоговая геометрия литологических тел и их фациальная принадлежность на примере пластов Д1гд
Анализ исходных данных описания керна и шлифов объекта исследования, а также привязка проанализированного материала к разрезам скважин позволили верифицировать принятую гипотезу обстановки осадконакопления терригенных коллекторов среднего девона на изучаемой территории и типизировать отложения пашийского горизонта (рис. 8).
|
Устьевой бар |
Приливно-отливная равнина |
|
Продельтовые отложения |
Пойма дельты |
|
Рукава дельты |
Барьер |
Рисунок 8. Описание керна в интервале терригенных отложений пашийского горизонта
Тела верхнепашийской пачки участка месторождения имеют более неоднородное мозаичное строение и характеризуются меньшей песчанистостью. Это обусловлено изменением гидродинамической активности бассейна и конфигурацией основного подводящего распределительного канала.
В результате анализа разрезов скважин верхнепашийской пачки выявлено, что периферийная зона слабо выражена и мало отличается от межрукавной по форме кривых ГИС. Исходя из этого выделены две зоны: литологические песчаные линейно вытянутые тела и вмещающая часть (рис. 9).
Стоит отметить, что сложность в прослеживании и картировании геологических тел на исследуемой территории связана с процессом механического смешения различных генетических признаков в породе (речного и морского генезиса) в периоды морской регрессии и трансгрессии ввиду активной переработки первично дельтовых отложений волновым/приливно‑отливным воздействием, а также предрасположенностью бортов дельтовых каналов (распределительных рукавов) девонского времени к разрушению из‑за слабого развития высших растений и, как следствие, отсутствия развитой корневой системы, способной скреплять грунт и предотвращать его эрозию.
Рисунок 9. Итоговая геометрия литологических тел и их фациальная принадлежность отложений верхнепашийской пачки
Наименее выдержанные «дрейфующие» в разновозрастные пачки тела смоделировать в регулярной сетке на данный момент крайне сложно, а расчеты, позволяющие моделировать такие тела, занимают длительное время. Для реализации в гидродинамической модели предложено использовать наиболее латерально‑выдержанные тела.
По результатам выполненной работы также определен средний азимут простирания выделенных тел. Азимут простирания тел по пластам составляет: пласты Д1гд — 132–156 градусов, пласт Д1в — 154 градуса, пласты Д1аб — 164–173 градуса.
Таким образом, средний азимут простирания — 160 градусов на юго‑восток, совпадает с общим направлением сноса, согласно литолого‑палеографическим картам (рис. 10). Вверх по разрезу наблюдается смещение азимута в южном направлении, что говорит о некотором изменении конфигурации подводящих распределительных каналов и, как следствие, изменении доминирующих зон аккумуляции песчаного материала.
Рисунок 10. Азимут простирания выделенных тел и литолого‑палеогеографическая карта (пашийское время)
Выводы
Применение дедукционного метода позволяет получить основу для создания детальной фациальной модели, которая будет удовлетворять не только статическим данным (керн, ГИС), но и динамическим данным разработки.
Практическое применение фациальной модели на зрелых месторождениях позволяет перейти от абстрактной карты свойств к пространственному расположению геологических тел, контролирующих фильтрационные потоки, что важно для корректного воспроизведения истории разработки залежи на гидродинамических моделях и, следовательно, повышения точности прогноза неизученных, слабодренируемых и тупиковых зон, планирования ГТМ и бурения.
