способ построения геологической модели месторождений нефти и газа

Формула изобретения

1. Способ построения геологической модели месторождений нефти и газа, включающий определение условий формирования пород по вещественному составу, а также по текстурным и структурным диагностическим признакам (литолого-фациальный анализ (ЛФА)), проведение минералого-петрографического анализа осадочных пород исследуемого объекта, интерпретацию материалов геофизического исследования скважин (ГИС), и устанавливают фации по комплексу диагностических признаков, отличающийся тем, что определение условий формирования выполняется для одновозрастных пород с различным литологическим составом и/или для изменения комплекса органических остатков в пределах одного (регионального или местного) стратиграфического подразделения, при этом перед литолого-фациальным анализом проводят фотографирование керна в дневном и ультрафиолетовом свете, профильные и физико-химические исследования, затем методом картографических построений осуществляют анализ выявленных зависимостей, характеризующих изучаемый объект по геологическим, литологическим, петрофизическим, геохимическим, геофизическим, структурным, динамическим, тектоническим признакам, на основании полученных результатов формируют двух-, и/или трех-, и/или четырехмерную геологическую модель, затем методом палеофациальных реконструкций уточняют геологическую модель с учетом массовых содержаний естественных радионуклидов, при этом определяют изменение отношений массовых содержаний естественных радионуклидов с глубиной в каждой исследуемой скважине изучаемого объекта, затем полученные результаты выносятся на палеофациальную карту выбранного стратиграфического горизонта, который определен в каждой скважине, затем на палеогеографической карте по всем полученным данным, в том числе радионуклидам, выделяют границы перехода морских условий осадконакопления в континентальные, таким образом, определяют границу «море - суша».

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по выделенным границам «море - суша» судят об условиях осадкообразования и осадконакопления, благоприятных и перспективных для аккумуляции углеводородов.

Описание изобретения к патенту

Способ предназначен для применения в нефтегазодобывающей отрасли: построения (и/или уточнения) двух-, трех-, четырехмерной геологической модели; уточнения палеофациальных условий осадконакопления, определенных с учетом соотношений массовых содержаний естественных радионуклидов тория и урана и определения границы «море - суша» на палеофациальной карте.

Известны работы [Глушков Д.В., Попов Н.А., Родионова А.Л. Современные технологии профильных исследований керна и интерпретации результатов исследований // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2010. № 5. С.73-78], в которых описывают применение современных технологий профильных исследований керна и интерпретацию результатов исследований. Приводят результаты профильных методов исследования керна, такие как гамма-каротаж (спектральный гамма каротаж), плотностной каротаж, фотографирования колонки и срезов керна в дневном и ультрафиолетовом свете, измерения профильной проницаемости. Применение гамма-спектрометрии в комплексе исследований керна позволяет решать следующие задачи: уточнение привязки керна по глубине по данным скважинной и лабораторной спектрометрии; разделение аномалий гамма-активности, обусловленной глинистостью, полевошпатостью или повышенным содержанием урана (радия); оценку содержаний отдельных глинистых минералов или их ассоциаций (включая содержания разбухающей фазы) и прогноз их влияния на коллекторские свойства отложений; выделение доломитизированных разностей среди известняков; выделение зон трещиноватости, унаследованных зонами вторичной доломитизации, выяснение природы повышенной радиоактивности доломитов; оценку компонентного состава пород; определение содержания перлитовой фракции в терригенных отложениях; литологическое расчленение разрезов, выявление геохимических и геологических закономерностей, присущих изучаемому разрезу; выделение коллекторов.

Данная методика применяется только для исследования керна и определения типа отложений по уровню концентрации урана и тория, но не учитывает применение для палеореконструкций условий осадконакопления (осадкообразования) и выделения их границ по изучаемому объекту. Кроме того, недостаток данного способа заключается в отсутствии комплексности исследования всей геологической модели, не выполняются построения геологической модели, с учетом полученных параметров изучаемого объекта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является способ построения геологической и гидродинамической модели месторождений нефти и газа [RU № 2475646 С1, МПК Е21В 49/00, G06F 19/00 опубл. 20.02.2013 г.]. Он включает определение условий формирования пород по вещественному составу, а также по текстурным и структурным диагностическим признакам (литолого-фациальный анализ (ЛФА)), проведение минералого-петрографического анализа осадочных пород исследуемого объекта, интерпретацию материалов геофизического исследования скважин (ГИС), обработку данных методами многомерной математической статистики.

Недостаток способа-прототипа заключается в низкой достоверности полученных результатов, не учтен целый ряд параметров, влияющих на результат, при этом в способе не учитывается неполный вынос керна (менее 100%). Рассчитывать на достоверность полученных результатов при частичном выносе керна затруднительно, даже при проведении верификации (проверки) набором минерально-петрографических параметров с учетом методов многомерной статистики зависимостей между количественными и синтетическими показателями. Важно понимать, с какой глубины извлечен керн. Например, в описании керна интервал представлен однородным переслаиванием алевролита с аргиллитом, в этом случае определить принадлежность керна к определенной части интервала невозможно. Неизвестно в какой именно части интервала отбора керна извлекли образец - вверху, внизу, в середине или это раздробленный материал, не имеющий необходимых признаков для привязки. В тех случаях, когда керн вынесен не полностью или представлен частично, применение на практике литолого-фациального метода затруднительно. Полученные результаты о гранулометрическом составе, минералогической составляющей и математический анализ данных не дают полной картины геологической модели месторождений нефти и газа. Существует проблема путаницы керна при складировании, перекладке, отборе, утряски во время транспортировки до места складирования или изучения. Например, несоответствие «верха» и «низа» образцов или разрушения в связи с их хрупкостью.

Не исключено, что именно в отсутствующем или перепутанном образце керна, находятся необходимые и наиболее важные параметры для определения генетических зависимостей; факторов перехода фациальных условий осадконакопления и осадкообразования; построения геологической модели месторождений нефти и газа.

Задачей создания изобретения является разработка способа построения геологической модели месторождений нефти и газа свободного от недостатков прототипа.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ построения геологической модели месторождений нефти и газа, включающий определение условий формирования пород по вещественному составу, а также по текстурным и структурным диагностическим признакам (литолого-фациальный анализ (ЛФА)), проведение минералого-петрографического анализа осадочных пород исследуемого объекта, интерпретацию материалов геофизического исследования скважин (ГИС), установление фаций по комплексу диагностических признаков и отличительных существенных признаков, таких как определение условий формирования, выполняется для одновозрастных пород с различным литологическим составом и/или для изменения комплекса органических остатков в пределах одного (регионального или местного) стратиграфического подразделения, при этом перед литолого-фациальным анализом проводят фотографирование керна в дневном и ультрафиолетовом свете, профильные и физико-химические исследования, затем методом картографических построений осуществляют анализ выявленных зависимостей, характеризующих изучаемый объект по геологическим, литологическим, петрофизическим, геохимическим, геофизическим, структурным, динамическим, тектоническим признакам, на основании полученных результатов формируют двух-, и/или трех-, и/или четырехмерную геологическую модель, затем методом палеофациальных реконструкций уточняют геологическую модель с учетом массовых содержаний естественных радионуклидов, при этом определяют изменение отношений массовых содержаний естественных радионуклидов с глубиной в каждой исследуемой скважине изучаемого объекта, затем полученные результаты выносятся на палеофациальную карту выбранного стратиграфического горизонта, который определен в каждой скважине, затем на палеогеографической карте по всем полученным данным, в том числе радионуклидам, выделяют границы перехода морских условий осадконакопления в континентальные, таким образом, определяют границу «море-суша».

Согласно п.2. формулы изобретения по выделенным границам «море - суша» судят об условиях осадкообразования и осадконакопления, благоприятных и перспективных для аккумуляции углеводородов.

Технический результат от выше перечисленной совокупности существенных признаков состоит в детальном построении геологической модели месторождений нефти и газа, в отображении на палеогеографической карте границы «море-суша» с учетом соотношений массовых содержаний радионуклидов, позволяет расчленить геологический разрез по литологическому составу и определить структурные изменения, изучить корреляционные зависимости, а также повысить эффективность, достоверность геолого-разведочных работ, поиска и разведки, разработки и эксплуатации месторождений нефти и газа.

Создание модели состоит из последовательных этапов:

1. описывают керн, изучая и выделяя литолого-структурные особенности коллекторских свойств пород;

2. проводят фотографирование керна в дневном и ультрафиолетовом свете, профильные и физико-химические исследования;

3. выполняют литологические расчленения разреза с построением литолого-стратиграфических колонок, учитывая текстурные и структурные диагностические признаки;

4. интерпретируют материалы геофизических исследований скважин, анализируют, проверяют и коррелируют полученные результаты с выделенными корреляционными зависимостями и выделяют детализированные объекты изучения;

5. методами картографических построений проводят анализ выявленных зависимостей, характеризующих изучаемый объект по геологическим, литологическим, петрофизическим, геохимическим, геофизическим, структурным, динамическим, тектоническим и др. признакам изучаемого объекта;

6. на основе ранее полученной и обработанной информации формируют геологическую (двух- и/или трех- и/или четырехмерную) модель месторождения, применяя методы палеофациальных реконструкций условий осадконакопления с учетом массовых содержаний естественных радионуклидов (тория, урана). Ключевым этапом в построении палеофациальной модели является отображение результатов по соотношению массовых содержаний естественных радионуклидов тория и урана сначала с глубиной, а затем эти же соотношения по площади выбранного стратиграфического горизонта (четкого репера).

7. анализируя и проверяя все имеющиеся данные, полученные на предыдущих этапах, строят палеофациальную модель, при этом выделяют границы перехода морских условий осадконакопления в континентальные, то есть определяют границу «море - суша».

В способе предлагается использовать результаты соотношений массовых содержаний естественных радионуклидов (тория, урана) для определения границы перехода морских условий осадконакопления к континентальным. То есть выделять границы «море - суша», с дальнейшим построением палеофациальной реконструкции основанной на вышеописанном комплексе изучения объекта.

Пример конкретного выполнения

Построение геологической модели месторождений нефти и газа необходимо начинать с первичного описания и фотографирования керна. Далее выполняют детальное описание и сопоставление керна с каротажными диаграммами по данной скважине, повторно фотографируют керн в дневном и ультрафиолетовом освещении. Затем исследуют образцы с помощью профильных, люминесцентно-битуминологических, физико-химических исследований. Лабораторные исследования проводят комплексом стандартных (описание литолого-структурных особенностей и коллекторских свойств пород коллекторов; определение - пористости, газопроницаемости, объемной и минеральной плотности, удельного электрического сопротивления), углубленных (определение - коэффициента вытеснения нефти водой, гранулометрического состава, абсолютной газопроницаемости; исследование пластовых флюидов) и/или специальных (спектральный гамма-каротаж, профильные и физико-химические) исследований. Изучают образцы пород по вещественному составу, а также по текстурным и структурным диагностическим признакам, применяя литолого-фациальный анализ (ЛФА). Проводят минералого-петрографический анализ осадочных пород исследуемого объекта с выполнением, при необходимости, детальных фотографий внутренних структурных особенностей (растительных и/или животных остатков), применяя методы сканирующей электронной и растровой микроскопии. Интерпретируют материалы геофизического исследования скважин (ГИС), и устанавливают фации по комплексу диагностических признаков. Определение условий формирования выполняется для одновозрастных пород с различным литологическим составом и/или для изменения комплекса органических остатков в пределах единого (регионального или местного) стратиграфического подразделения.

Затем методом картографических построений осуществляют анализ выявленных зависимостей, характеризующих изучаемый объект по геологическим, литологическим, петрофизическим, геохимическим, геофизическим, структурным, динамическим, тектоническим признакам; на основании полученных результатов формируют двух-, и/или трех-, и/или четырехмерную геологическую модель, затем методом палеофациальных реконструкций уточняют геологическую модель с учетом массовых содержаний естественных радионуклидов, при этом определяют изменение отношений массовых содержаний естественных радионуклидов с глубиной в каждой исследуемой скважине изучаемого объекта (фиг.1), затем полученные результаты выносят на палеофациальную карту выбранного стратиграфического горизонта, который определен в каждой скважине, затем на палеографической карте по всем полученным данным, в том числе радионуклидам, выделяют границы перехода морских условий осадконакопления в континентальные, таким образом, определяют границу «море - суша» (фиг.2).

Изобретение иллюстрируется графиками и схемами, где

На фиг.1 - изменение отношения Th/U с глубиной и граничными значениями перехода морских и континентальных условий осадконакопления - граница «море - суша» по выбранному единому (региональному или местному) стратиграфическому подразделению в исследуемой скважине;

На фиг.2 - палеогеографическая схема по выбранному единому (региональному или местному) стратиграфическому подразделению, Условные обозначения: - скважина; - район изучения; - континентальные отложения; - морские отложения; ----- - граница перехода морских отложений в континентальные с учетом массовых содержаний радионуклидов - граница «море - суша».

Изобретение найдет применение в нефтегазодобывающей отрасли для построения геологической модели месторождений нефти и газа. Получен новый результат, который позволяет отображать границу перехода границы континентальных условий осадкообразования к морским, тем самым дает возможность выделить границу «море - суша», используя комплексное изучение объекта с учетом данных соотношений массовых содержаний естественных радионуклидов урана и тория. Повышает эффективность, достоверность поиска и разработки залежей углеводородов, вследствие чего возрастает геолого-геофизическая изученность месторождений нефти и газа. Комплексное применение перечисленных приемов способа позволяет учитывать в совокупности геологические, литологические, петрофизические, геохимические, геофизические, структурные, динамические, тектонические и другие признаки изучаемого объекта.

Вышеперечисленные преимущества изобретения позволяют сократить финансовые, энергетические и временные затраты, понесенные на проведение геолого-разведочных работ при дальнейшем изучении геологических объектов.

Из описания и практического применения настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.