Geum.ru

Л. М. Спецкурс: Петрофизика нефтегазовых резервуаров

Вид материалаДокументы

Содержание


4 .2.1.Физические свойства нефти .2.2.Физические свойства газа
Подобный материал:
Дорогиницкая Л.М.

Спецкурс: Петрофизика нефтегазовых резервуаров


Петрофизика- область знания, где данные о породах как объектах геологических процессов объединены с результатами изучения их физических свойств. Нефть и газ в отличие от твердых полезных ископаемых - подвижны. Их движение в пустотном пространстве пород и взаимодействие с твердой фазой - отличительная особенность петрофизики нефтегазовых резервуаров. Предлагаемый курс лекций учитывает эту специфику.

Главная задача, которую решают на протяжении всего процесса разработки нефтяных месторождений – избежать или отдалить обводнение продуктивных пластов и связанных с этим убытков. Поэтому цель спецкурса- научиться прогнозировать обводнение коллекторов в процессе разработки, исходя из их физических и литологических характеристик. Курс построен на материалах терригенных коллекторов месторождений Западной Сибири.

Часть I

1 . Энергия и силы, действующие в нефтяном пласте:
  • сила тяжести,
  • смачиваемость,
  • капиллярные эффекты,
  • пластовое давление.

1.1 Нефтяной столб, зоны насыщения, типы ГЖК и ВНК. Расчет положения ВНК и ГЖК для водоплавающих залежей по капиллярному давлению и плотности флюидов.

1.2 Влияние взаимодействия флюидов и твердой фазы на физические свойства пород. Гидрофильные и гидрофобные породы.

1.2.1 Адсорбционная и капиллярно удержанная вода, остаточная вода в пласте.

1.2.2 Пленочная нефть как часть остаточной нефтенасыщенности.

2. Состав и структура твердой фазы, ее параметры и традиционные методы их исследования.

2.1. Минеральный состав твердой фазы и его влияние на физические свойства породы:
  • минеральную плотность,
  • естественную гамма-активность,

- проводимость,

- упругие свойства

2.2. Обусловленность минерального состава коллекторов и их покрышек условиями осадконакопления и постседиментационным преобразованием пород. Зоны эпигенеза.

2.2. Минеральная плотность, проводимость, гамма-активность, упругие свойства основных породообразующих минералов.

2.3. Использование данных о минеральном составе пород и их минеральной плотности при интерпретации материалов геофизических исследований.

2.4. Структура твердой фазы и традиционные методы ее исследования.

2.4.1 Гранулометрический состав, цементация. Типы глинистости.

2.4.2. Трещиноватость.

2.4.3. Текстура, слоистость, анизотропия физических свойств пород.


3. Структура порового пространства пород-коллекторов, её параметры и способы исследования.

3.1. Пористость и объемная плотность.

3.2 Абсолютная проницаемость по инертному несжимаемому флюиду, ее соотношение с проницаемостью по газу , воде и нефти.

3.2.1.Расчет абсолютной прницаемости по кривой капиллярного давления.

3.3.Удельная поверхность порового пространства.

3.4. Модели пород- коллекторов:
  • упаковки,
  • би-дисперсная,
  • капиллярная,
  • фрактальная.

3.5. Влияние глубины залегания и условий осадконакопления пород-коллекторов ( состава и строения твердой фазы) на структуру их порового пространства.

4. Физические свойства флюидов, заполняющих поровое пространство, и лабораторные методы их исследования:

4.1.Физические свойства свободной пластовой воды

4.1.1.Классиффикация грунтовых вод

4 .1.2. Физические свойства свободой пластовой воды

4.2.Физические свойства углеводородной фазы

4 .2.1.Физические свойства нефти .2.2.Физические свойства газа


4.2.3.Физические свойства газоконденсата

5. Лабораторные аналоги геофизических параметров, измеряемых в скважинах

5.1. Электрические свойства коллекторов, их обусловленность свойствами твердого остова и флюидов.

5.1.1 Электрические параметры, их зависимость от литологических характеристик и минерализации пластовых вод.

5.1.2 Адсорбция флюидов поверхностью твердой фазы. Двойной электрической слой и поверхностная проводимость.

5.2 Диффузионно- адсорбционный и фильтрационный потенциал пород.

5.3. Упругие свойства пород. Особенности распространения упругих волн в многокомпонентных средах.

5.3.1.Динамические модули упругости и их использование при планировании гидроразрыва пласта.

5.4. Естественная гамма-активность пород.

6. Добывные характеристики коллектора. Двухфазная фильтрация в режиме фронтального вытеснения УВ пластовой водой.

6.1. Капиллярные модели терригенных коллекторов Западной Сибири или их классификация по добывным параметрам.

6.1.1. Прогнозирование капиллярной модели коллектора по геофизическим данным.

6.2.Технология определения добывных характеристик коллекторов на основе их капиллярных моделей.

6.2.1. Определение водоудерживающей способности пород-коллекторов.

6.2.2.Оценка остаточной нефтенасыщенности

6.2.3. Расчет относительных фазовых проницаемостей

6.2.4. Расчет функции Лаверетта и ее производных.

6.2.5.Критическая водонасыщенность, типы ВЖК

6.2.6.Остаточная нефтенасыщенность после прорыва вытесняющих вод.

6.2.7. Коэффициент нефтеотдачи.

6.3. Трансформация фазовых кривых


I

Часть I I.

7. Петрофизическое обеспечение количественной интерпретации материалов ГИС- основного источника информации о продуктивном пласте.

7.1 Требования к отбору керна, привязка керна к материалам ГИС.

7.2 Оптимальный комплекс лабораторных исследований керна.

литолого-петрографические исследования пород:

-количественное исследование терригенных пород-коллекторов в шлифах, гранулометрического и минерального состава зерновой фракции, состава, типа и генетической природы цемента;

-определение карбонатности по Кларку;

-количественный ренгено-структурный анализ состава глинистой фракции или равнозначный ему по эффективности;

-микрофациальный анализ пород по гранулометрическим данным и текстурным характеристикам;

-статистическая обработка полученных данных для сопоставления литолого-петрографических характеристик с результатами изучения физических свойств и геофизических параметров;

Литолого-минералогические характеристики пород, определенные в цифре, позволяют выделить главные геологические факторы, которые определили их коллекторские свойства и геофизические параметры, сформировали структурно-литологические типы коллекторов, различающиеся по потенциальной продуктивности;

определение коллекторских свойств пород:

- открытой пористости, ГОСТ 26420-2-85;

- абсолютной газопроницаемости, ГОСТ 26450.0-85;

- удельной поверхности порового пространства;

- остаточной водонасыщенности на центрифуге и на воздушно-водном капилляриметре;

- эффективной проницаемости при водонасыщенности, равной остаточной.

определение лабораторных аналогов геофизических параметров:

- удельного электрического сопротивления при 100% и переменной водонасыщенности, ГОСТ 25494-82;

- скоростей продольных и поперечных волн в условиях, моделирующих пластовые;

- общей гамма-активности и содержания U, Th, К40 ;

- адсорбционно-диффузионной активности Ада, ГОСТ 41-03-260-86;

исследования структуры порового пространства и добывных параметров коллекторов:

- получение кривых капиллярного давления на образцах керна на воздушно-водном и ртутном капилляриметре, расчет распределения эффективных поровых каналов по размерам, медианного и среднего диаметра фильтрующих флюиды каналов;

- изучение относительных проницаемостей по воде и нефти, расчет функции обводнения продукции Лаверетта;

- по полученным данным определение «связанной» и критических водонасыщенностей, остаточной нефтенасыщенности после прохождения фронта вытеснения и коэффициентов вытеснения.

7.3 Системы петрофизических уравнений типа «керн-керн» и «керн-ГИС» для прогноза коллекторских свойств и нефтенасыщенности продуктивных пластов.

7.4. Недостатки сложившейся технологии использования петрофизической информации при количественной интерпретации материалов ГИС и пути ее устранения.


8. Повышение геологической эффективности количественной интерпретации материалов ГИС на базе классификации коллекторов по их продуктивности по результатам капилляриметрических исследований и экспериментальных определений фазовых проницаемостей по воде и нефти.

8.1. Классификация терригенных коллекторов продуктивных пластов по их добывным параметрам на базе комплексных литолого-петрофизических данных и результатов капилляриметрических исследований.

8.2. Выявление набора литолого-геофизических параметров, по которым распознается класс коллектора в разрезе по данным ГИС.

8.2.1. Процедура привязки керна к материалам ГИС, корреляция лабораторных аналогов геофизических параметров со скважинными для перевода связей «керн-керн» в связи «керн-ГИС»;

8.3. Отработка традиционной взаимно увязанной системы петрофизических уравнений для определения пористости, глинистости и нефтенасыщенности коллекторов по геофизическим параметрам (данным АК, ГК, ПС, ГГКп, ИК);

8.4. Построение нетрадиционных петрофизических уравнений, связывающих геофизические параметры с характеристиками структуры порового пространства коллекторов, определяющими их потенциальную продуктивность с целью прогноза добывных характеристик коллекторов:

- типов коллекторов по потенциальной продуктивности;
  • состава притока в скважину;
  • положение условного ВНК для заданного уровня обводнения продукции;
  • зоны нефтенасыщенности, к которой принадлежит пласт, и вероятность его обводнения в процессе эксплуатации;
  • остаточной водо- и нефтенасыщенности и коэффициента вытеснения нефти после прохождения фронта вытеснения;
  • ранжировка коллекторов (в интервале пласта) по скорости прохождения фронта вытеснения.

8.5. Варианты графического представление полученных материалов.

9. Неоднородность нефтяных пластов и задача осреднения его характеристик.

9.1 Осреднение объёмных параметров .

9.2 Осреднение фильтрационных характеристик для интервала исследования.

9.3 Профиль обводнения и нефтеотдача пласта, расчет состава суммарного притока.

10. Организация петрофизической службы в России.

10.1. Отбор керна и его хранение.

10.2.Петрофизические лаборатории и основные документы, регламентирующие их работу. 10.3. Выдающиеся петрофизики России.


Краткое содержание лекций по темам