Спектральный гамма-метод

 

2. Интерпретация  данных ГМ-С в комплексе ГИС  (адаптивный компонентный анализ)

Ни одна геологическая  задача (литологическое расчленение  разреза; оценка фильтрационно-емкостных  свойств пород, параметров измененных прискважинных зон; выявление продуктивных коллекторов и оценка извлекаемых запасов; определение газожидкостных водо-нефтяных контактов; оценка насыщения; выделение заводненных интервалов; корреляция разрезов; проектирование разработки месторождений и др.) не может быть решена каким-то одним из методов ГИС в отдельности.

Адаптивный  компонентный анализ решает проблему интерпретации данных комплекса  ГИС как проблему создания интерпретирующей системы с геологическим интеллектом.

Процедура интерпретации  данных ГИС включает: 

• определение интерпретационных параметров отдельных методов ГИС (“индивидуальная” интерпретация); 
• классификацию пластов и определение их минерально-компонентного состава (комплексная интерпретация); 
• определение динамической пористости коллекторов.

Точность количественных результатов работы системы комплексной интерпретации данных ГИС обеспечивается: 

• настройкой алгоритмов интерпретации данных методов радиометрии на индивидуальные метрологические характеристики аппаратуры;
• использованием аналитического аппарата для учета свойств промежуточных зон в системе скважина-пласт вместо экспериментальных (или “теоретико-экспериментальных”) палеток; 
• использованием точных петрофизических моделей методов вместо эмпирических связей;
• адаптивной технологией комплексной интерпретации; 
• использованием универсального количественного критерия (величины динамической пористости) для выделения коллекторов.

Потенциальная геологическая информативность  ГМ-С в нефтегазовой геофизике  оценивалась, главным образом, на основе обширной геохимической информации о закономерностях распределения естественно-радиоактивных элементов (ЕРЭ) в горных породах. Однако использовать эту информацию в большинстве случаев чрезвычайно сложно, так как уровень естественной гамма-активности отложений определяется рядом факторов: содержанием и минералогическим составом глинистого материала и акцессориев; концентрацией радионуклидов в породообразующих минералах; доломитизацией карбонатов радийсодержащими сульфатными рассолами; присутствием ураносодержащей органики и др. Их количественные характеристики и степень влияния на коллекторские свойства пород определяются изменяющимися по разрезу условиями залегания пород.

Новый подход к  интерпретации данных комплекса  ГИС, включающего гамма-спектро-метрию, основан на использовании адаптивной технологии настройки системы петрофизических уравнений с учетом качественной седиментологической и петрофизической информации. Адаптивная настройка учитывает изменение геохимической обстановки и условий осадконакопления по разрезу посредством смены компонентной модели. При этом могут изменяться как компонентная модель, так и петрофизические характеристики одной и той же компоненты.

Технология  адаптивного компонентного анализа  не имеет “ручных” аналогов и отличается от известных методик комплексной интерпретации тремя принципиальными особенностями.

Во-первых, процедура  интерпретации не требует введения гипотетических зависимостей (между  радиоактивностью и глинистостью, пористостью  и водородосодержанием и др.).

Во-вторых, содержания всех компонент определяются одновременно без последовательного введения многочисленных поправок.

В-третьих, различные  петрофизические связи (например, между  пористостью и глинистостью, общей  глинистостью и парциальными вкладами различных глинистых минералов, и др.) выявляются в результате петрофизической интерпретации.

Компонентный  анализ по данным комплекса методов  радиометрии, включающего ГМ-С, позволяет  надежно решать следующие задачи:

— количественное определение пористости, глинистости, углистости, содержания полевых шпатов и др.;

          — литологическое расчленение разрезов;

— определение типов и содержаний основных глинистых минералов;

— выявление геохимических и геологических закономерностей, присущих изучаемому разрезу.

3.Информативность  гамма-спектрометрии в комплексе ГИС.

Включение в  комплекс ГИС гамма-спектрометрии  позволяет разрубать самые сложные  узлы по принципу “чем хуже для стандартного комплекса, — тем лучше для гамма-спектрометрии”. В качестве примеров можно указать:

• определение природы радиоактивности горных пород;
• выявление сингенетичности обогащения осадков различными радионуклидами;
• определение фракционного состава терригенных отложений;
• выделение проницаемых доломитизированных разностей в карбонатном разрезе;
• выявление непроницаемых барьеров и выклинивания коллекторов;
• разделение коллекторов и флюидоупоров;
• выделение зон, обогащенных твердым органическим веществом;
• существенное повышение точности результатов комплексной интерпретации данных ГИС.

4.Определение  типов глинистых минералов и минералогической глинистости

Высокая петрофизическая  информативность ГМ-С обусловлена  определяющим влиянием глинистых минералов  на ФЕС пород и их особой ролью  в формировании залежей углеводородов.

Именно глинистостью контролируются процессы фильтрации пластовых флюидов, вытеснение нефти в процессе эксплуатации, эффективность поступления вод из нагнетательных скважин в коллектор при искусственном заводнении; возникновение и развитие пористости в терригенных и карбонатных коллекторах.

Определение типов и  содержаний глинистых минералов по данным только ГМ-С возможно лишь в редких случаях мономинерального состава глинистого материала. При наличии К-полевых шпатов, ториевых акцессориев, органического вещества и смеси глинистых минералов, данных ГМ-С для решения этой задачи недостаточно.

Однако глинистые минералы различаются не только по содержаниям  ЕРЭ, но и по многим другим петрофизическим  характеристикам. Поэтому задача их идентификации надежно решается по данным ГМ-С в комплексе ГИС. При этом выявляются связи между содержаниями отдельных минералов и определяются их парциальные вклады в общую минералогическую глинистость (рис.1).

Зависимость суммарного содержания ЕРЭ (в единицах уранового  эквивалента eU) от содержания калия: 1 –  для пермских отложений (уфимский ярус) битумных месторождений Татарстана;

 

Рис.1.

В коллекторах с преобладанием  монтмориллонита и других разбухающих  глинистых минералов содержится и добывается больше нефти, чем в  коллекторах с преобладанием  неразбухающих минералов. Чем ниже гидрофильность, тем выше коэффициент нефтенасыщенности. От смачиваемости пород зависит вытеснение нефти водой, распределение остаточной нефтенасыщенности в коллекторах и эффективность воздействия на них с целью снижение остаточных запасов (повышения нефтеотдачи). При вскрытии пластов на пресных растворах разбухание глин может полностью "запечатать" продуктивные коллекторы. Поэтому информация о разбухающей фазе необходима для составления проектов разработки.

 

 

 

 

 

 

Заключение

Сложность и  многообразие актуальных геологических задач определяют принципиальную комплексность применения методов ГИС и интерпретации получаемых результатов.

Интерпретационно–алгоритмическое  обеспечение методов ГИС развивается  по двум основным направлениям – развитию методов индивидуальной и комплексной интерпретации, реализуемых в виде программно-методических комплексов. Все более проявляется стремление к реализации таких интерпретационных процедур, которые максимально используют возможности вычислительной техники и в принципе нереализуемы в режиме “ручной” (палеточной) интерпретации.

Одновременно  произошла переоценка роли отдельных  методов в комплексе ГИС и  их геологической информативности.

К своему столетию методы ядерной геофизики сформировались как информационное ядро современного комплекса ГИС. Интерпретационно-алгоритмическое и метрологическое обеспечение ядерных методов обусловливает их высокую информативность в комплексе ГИС.

Наивысшим информационным потенциалом обладает метод гамма-спектрометрии. Включение в комплекс ГИС гамма-спектрометрии  разрубает самые сложные узлы по принципу “чем хуже для стандартного комплекса, — тем лучше для гамма-спектрометрии”.

Введение ГМ-С  в комплекс ГИС позволяет:

— выявлять нетрадиционные — сложные — коллекторы и определять их емкостные свойства;

— классифицировать коллекторы по структуре емкостного пространства (при использовании динамического воздействия на пласт),

— оценивать проницаемость и динамическую пористость;

— выявлять зоны искусственной трещинноватости и внутренней глинизации;

— оценивать минералогическую и гранулометрическую глинистости, содержания отдельных минералов, влияющих на коллекторские свойства отложений в процессе формирования залежей и при их разработке.

Новое интерпретационно-алгоритмическое  и метрологическое обеспечение  гамма-спектрометрии нефтегазовых скважин обусловливает ее высокую информативность при стратиграфическом и литологическом расчленении и корреляции отложений, пространственном моделировании отдельных пластов и месторождений в целом, литофациальном картировании, литолого-генетическом, седиментологическом и георитмологическом анализах, при прогнозе промышленной продуктивности коллекторов, контроле разработки месторождений и технического состояния скважин.

На новом  уровне метрологического обеспечения  малая глубинность ГМ-С становится достоинством, позволяющим привлекать данные ГМ-С для контроля и учета свойств прискважинной зоны. Последнее обстоятельство имеет особо важное значение при работах в условиях горизонтальных скважин.

 

 

 

 

Список литературы:

1. Блюменцев  А.М., Калистратов Г.А., Лобанков В.М., Цирульников В.П. «Метрологическое обеспечение геофизических исследований скважин»,М., Недра, 1991 год, 266с.

2. Кадисов Е.М., Калмыков Г.А., Кашина Н.Л. и др. «Применение спектрометрического гамма-каротажа для решения задач нефтепромысловой геофизики на примере девонских отложений Ромашкинского месторождения Татарстана», Геология нефти и газа. №7, 1994 год, с.45 - 47.

3. Кожевников Д.А. «Гамма-метод изучения естественной радиоактивности горных пород в нефтегазовых скважинах (интерпретационно-метрологическое обеспечение)», М.; МИНГ, 1989 год,  62 с.

4. http://www.petrogloss.narod.ru/MAINPRO2.htm