Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Доклад'
Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 11 учреждена в 1982 году администрацией г. Березники в лице городско...полностью>>
'Документ'
119 мин. Васильев Б. Вы чьё, старичьё? (по повести) В той области небес (по роману «Кажется, со мной пойдут в разведку) 1988 г. 1997 г. 94 мин. 1 0 м...полностью>>
'Книга'
Книга начинается с расскааа о полной драматизма истории поиска путей неограниченного продления человеческой жизни, поиска бессмертия. Однако, воспоми...полностью>>
'Документ'
К рассматриваемому виду ученических высказываний мы относим описание внешности человека, его лица, фигуры, жестов, манеры, позы, одежды. Основное в т...полностью>>

А. А. Трофимука Приоритетное направление со ран геофизика, геодинамика Физические поля Земли: природа, взаимодействие, интерпретация Программа (2)

Главная > Программа
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Российская академия наук

Сибирское отделение

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука

Приоритетное направление СО РАН

Геофизика, геодинамика

Физические поля Земли: природа, взаимодействие, интерпретация

Программа СО РАН

«Развитие теоретико-методических основ геофизических исследований флюидонасыщенных пространственно-неоднородных геологических и техногенно измененных сред»

Координатор: академик М.И. Эпов

Научный проект на 2007-2009 гг.

«Интерпретационная база комплекса геофизических исследований флюидонасыщенных коллекторов»

Руководитель: д.т.н. И.Н. Ельцов

Новосибирск 2006

1. Обоснование необходимости проведения исследований

a. Фундаментальная научная проблема. Проект направлен на развитие методов изучения физических свойств флюидосодержащих горных пород в естественном залегании.

b. Актуальность исследований определяется необходимостью перехода к реалистичным моделям, учитывающим распределение флюидов в горных породах и трехмерную структуру среды, а также назревшей задачей перехода к математически формализованным методам решения обратных задач (joint inversion) для комплекса геофизических исследований в скважинах (ГИС). Работы по проекту имеют особое значение для повышения эффективности исследования сложно построенных резервуаров углеводородов, характеризующихся тонкой слоистостью и анизотропией пластов, вскрываемых наклонно направленными скважинами.

c. Сложившийся уровень решения проблемы в России и за рубежом. Несмотря на имеющийся прогресс в теории, методах и аппаратуре для геофизических исследований в скважинах, методики определения пористости, проницаемости и нефтенасыщенности коллекторов недостаточно эффективны. Они базируются на эмпирически устанавливаемых петрофизических зависимостях, как правило, определенных для отдельных методов ГИС, и нуждаются в серьезной теоретической проработке.

В основе интерпретации данных ГИС лежит модель сплошной микрооднородной среды. Наличие в породе флюида, за редкими исключениями, учитывается не полностью.

Традиционно инверсия экспериментальных данных (восстановление параметров среды по результатам измерений) выполняется отдельно для различных методов и затем на основе комплексного анализа обобщается. Выполненная в рамках моно-методов инверсия из-за различной физической природы полей (например, постоянного электрического (БКЗ) и переменного электромагнитного – (ИК, ВИКИЗ)) и многомасштабности среды порождает плохо сопоставимые между собой модели, что обычно объясняют разной локальностью установок зондирований.

Заметим, что традиционная интерпретация ГИС имеет конечной целью определение параметров неизмененной части пласта, а зона проникновения зачастую выступает как мешающий объект, влияние которого на результаты интерпретации приводит к увеличению ошибок в определении характеристик залежи.

В реальной ситуации нефтегазовая залежь представлена пористым коллектором, заполненным нефтью, газом и пластовой водой. При бурении скважин в условиях репрессии на пласт фильтрат бурового раствора проникает в коллектор, оттесняя вглубь пласта нефть и воду. Этот процесс развивается во времени, а характеристики измененной зоны зависят от технологических параметров бурения и гидрофизических параметров пластов.

Таким образом, можно рассматривать геофизическую модель прискважинной зоны как результат бурения и фильтрации, которые описываются законами гидродинамики. Привлекая для интерпретации данные различных по физической природе геофизических методов и создаввая гидродинамически обоснованные геофизические модели, можно рассчитывать на значительное улучшение свойств обратной задачи восстановления по данным измерений параметров зоны проникновения и пласта-коллектора.

В этой постановке задачи интерпретации геофизических данных естественным образом учитывается фактор времени и открывается возможность построения динамических моделей, что особенно эффективно для данных многократных измерений. Проблема комплексной интерпретации может быть решена на количественной основе как согласование комплекса геофизических, технологических и петрофизических данных в рамках гидродинамически обоснованной модели гетерогенной среды. Несмотря на то, что число параметров объединенной модели существенно увеличивается, свойства обратной задачи улучшаются. Согласование экспериментальных данных, отражающих различные физические процессы в одном природном объекте – нефтяной залежи, приводит к уменьшению области эквивалентности. Кроме того, параметры зоны проникновения содержат данные о подвижности флюидов и могут дать больше информации о фильтрационно-емкостных характеристиках, чем параметры самого неизмененного проникновением пласта.

Работы в этом направлении в России и за рубежом начали развиваться только в последние годы. Например, проблема комплексной интерпретации индукционных (ИК) и гальванических (БКЗ) каротажных зондирований рассматривалась в рамках двумерной модели сплошной среды (Кнеллер, 2002), что естественно имеет ограниченное применение из-за различной природы взаимодействия с геологической средой постоянного электрического и вихревого поля. В работах западных геофизиков (Zhang, J.H., 2002, Druskin, 2003) исследовалась проблема влияния фильтрационных процессов на результаты ГИС. Но при этом рассматривалось фронтальное вытеснение флюидов, что имеет место только при очень высоких проницаемостях (10 и более Дарси), в то время как промышленные нефтяные пласты чаще всего имеют проницаемость 10-500 мДарси. Важно отметить, что именно параметры пространственного распределения концентрации солей и водонасыщенности контролируют распределение электропроводности, что, в свою очередь, влияет на результаты измерений электрических характеристик. Интерес к обсуждаемой проблеме растет и, по-видимому, отражает современные тенденции в развитии геофизических исследований в скважинах.

Работы по созданию гидродинамической модели прискважинной зоны, возникающей при бурении скважин, в упрощенной постановке выполняются и за рубежом, однако в практике интерпретации ГИС господствуют традиционные методы, основанные на упрощенных моделях фронтального вытеснения. Переход к моделям, учитывающим реальное распределение флюидов в прискважинной зоне, зависящим от времени (т.е. динамическим), сдерживается как недостаточной разрешающей способностью используемой аппаратуры для геофизических исследований в скважинах, так и применением слабо связанных между собой упрощенных схем математического моделирования основных процессов, протекающих в этой области.

Предлагаемые работы, безусловно, лежат в русле мировых научных приоритетов. Подобного уровня разработки в мировой литературе ранее не упоминались.

d. Уровень исследований по проблеме в СО РАН и ИНГГ СО РАН.

Исполнители проекта разрабатывают методы электрического, электромагнитного, радиоактивного и акустического каротажа, которые с разных физических позиций исследуют свойства одного объекта – прискважинной зоны (модели которой гидродинамически обоснованны). Установленный широкий диапазон изменения основных параметров пласта приводит к необходимости комбинирования измерительных зондов, а также схем измерений и интерпретации с учетом реальной чувствительности измерений к основным параметрам нефтегазовой залежи

В результате выполнения интеграционного проекта СО РАН №61, тем НИР и грантов РФФИ в последние 5 лет установлено, что в цепочке причинно-следственных связей, характеризующих вскрытие и исследование нефтяных залежей, главным фактором, определяющим пространственное распределение физических свойств и их эволюцию во времени, является многофазная фильтрация. Авторы проекта ближе других исследователей подошли к созданию гидродинамически обоснованных геофизических моделей прискважинной области. Было показано, что эмпирические модели, применяемые при интерпретации геофизических исследований скважин, иногда противоречат экспериментальным данным и не учитывают тонких особенностей строения прискважинной области.

Ранее исполнителями проекта получены следующие основные результаты, которые составят теоретико-алгоритмическую основу данного проекта.

На основе оригинальных алгоритмов решения прямых и обратных задач наземной и скважинной геоэлектрики созданы компьютерные системы интерпретации электромагнитных зондирований ЭРА, МФС ВИКИЗ, которые широко применяются в геофизических и научных организациях России и за рубежом.

Разработаны новые приближенные методы двух и трехмерного численного моделирования электромагнитных полей применительно к задачам электромагнитных зондирований в задачах скважинной геоэлектрики. На основе модифицированного метода возмущений созданы новые высокоэффективные программно-алгоритмические средства многомерного моделирования и инверсии данных электромагнитных зондирований. Применение такого подхода позволило разработать основы теории псевдогеометрического фактора для высокочастотных электромагнитных зондирований геологических сред. В рамках этой теории удалось оценить пространственную разрешающую способность различных систем наблюдения и создать программный комплекс, позволяющий проводить двумерную инверсию в реальном масштабе времени.

В рамках интеграционного проекта совместно с сотрудниками Института гидродинамики СО РАН созданы программно-алгоритмические средства моделирования двухфазной фильтрации применительно к задаче эволюции зоны проникновения при бурении вертикальных скважин.

На основе анализа экспериментальных данных и гидродинамического моделирования изучены основные закономерности формирования зоны проникновения и связи ее характеристик с технологическими параметрами бурения и гидрофизическими параметрами пластов на примере вертикальных скважин ряда месторождений России.

По экспериментальным данным повторных измерений, полученным методом ВИКИЗ в горизонтальных скважинах, изучена эволюция и выделены основные стадии формирования зоны проникновения.

Созданы элементы системы интерпретации данных ГИС в рамках геоэлектрической и фильтрационной модели и на этой основе выполнены работы по построению комплексных моделей для скважин Когалымского месторождения.

Выполнено математическое моделирование сигналов нового дифференциального зонда ГКЗ-Ф, предварительно выбрана оптимальная зондовая система.

Перечисленные работы выполнены на высоком научном уровне, многие из них не уступают мировым аналогам, а по некоторым позициям превосходят мировой уровень, являясь, во многом, пионерскими.

Предлагаемая постановка задачи принципиально меняет критерии эффективности применяемых для исследований в скважинах аппаратурных средств. Практически все предыдущие поколения каротажной аппаратуры создавались для изучения неизмененной части пласта, зона проникновения рассматривалась как мешающий объект. Но поскольку в прискважинной зоне во время бурения происходит перемещение пластовых флюидов, аналогичное их перемещению при добыче, можно строить системы наблюдений в скважине, направленные на определение параметров зоны проникновения. Они дадут гораздо больше информации о фильтрационно-емкостных свойствах залежи, чем параметры неизмененной части пласта. На этих соображениях авторами проекта начаты работы по созданию нового поколения аппаратуры, направленной на решение задачи проекта.

e. Публикации участников проекта по проблеме за 2003-2006 гг. Представлены в российских и зарубежных ведущих изданиях, неоднократно докладывались на семинарах и конференциях, защищены в виде докторских и кандидатских диссертаций. Список основных наиболее значимых работ по теме проекта приведен ниже.

  1. Кашеваров А.А., Ельцов И.Н., Эпов М.И. Гидродинамическая модель формирования зоны проникновения при бурении скважин // ПМТФ, 2003, том 44, № 6, с. 148-157.

  2. Эпов М.И., Пеньковский В.И., Корсакова Н.К., Ельцов И.Н. Метод вероятностных сверток интерпретации данных электромагнитного зондирования пластов // ПМТФ, 2003, том 44, № 6, с. 56-63.

  3. Антонов Ю.Н., Эпов М.И., Карогодин Ю.Н., Юшин Д.П., Глебочева Н.К., Драпчук И.Д. Системно-стратиграфическая интерпретация данных электромагнитного изопараметрического зондирования нефтегазовых скважин // Георесурсы, 2003, № 2 (14), с. 20-28.

  4. Антонов Ю.Н., Эпов М.И., Лукьянов Э.Е., Глебочева Н.К. Электромагнитные зондирования в комплексе с геолого-технологическими исследованиями - новые перспективы ГИРС // Каротажник, 2003, вып. 103, с. 41-59.

  5. Хисамутдинов А.И., Федорин М.А. О численном методе для восстановления состава некоторых горных пород по данным измерений рентгено-флуоресцентного анализа // Доклады Академии наук, 2003, т. 392, № 1, с. 100-105.

  6. Эпов М.И., Глинских В.Н. Быстрое двумерное моделирование высокочастотного электромагнитного поля для задач каротажа // Геология и геофизика, 2003, т. 44, № 9, с. 942-952.

  7. Эпов М.И., Ельцов И.Н., Кашеваров А.А., Соболев А.Ю., Ульянов В.Н. Эволюция зоны проникновения по данным электромагнитного каротажа и гидродинамического моделирования // Геология и геофизика, 2004, том 45, № 8, с. 1031-1042.

  8. Ельцов И.Н., Кашеваров А.А., Эпов М.И. Обобщение формулы Арчи и типы радиального распределения УЭС в прискважинной зоне // Геофизический вестник, 2004, № 7, с. 9-14.

  9. Шелухин В.В., Ельцов И.Н. Особенности зон внедрения при бурении горизонтальных скважин // ПМТФ, 2004, том 45, № 6, с. 72-82.

  10. Ельцов И.Н., Кашеваров А.А., Решетова Г.В., Чеверда В.А. Проявление неоднородностей зоны проникновения в геофизических полях вдоль ствола скважины // Геофизика, 2004, № 6, с. 17-21.

  11. Эпов М.И., Глинских В.Н. Линеаризация относительных характеристик высокочастотного магнитного поля в двумерных проводящих средах // Геология и геофизика, 2004, т. 45, № 2, с. 266-274.

  12. Khisamutdinov A.I. On development of Continuous Time Monte Carlo methods for problems of Boltzmann equation with external forces // Transport Theory and Statistical Physics, 2004, Vol. 33, No. 1, pp.69-89.

  13. Эпов М.И., Глинских В.Н. Линеаризация относительных характеристик высокочастотного магнитного поля в двумерных проводящих средах // Геология и геофизика, 2004, т. 45, № 2, с. 266-274.

  14. Решетова Г.В., Чеверда В.А., Ельцов И.Н. Численное моделирование процессов распространения сейсмоакустических полей с учетом неоднородности зоны проникновения // Физическая мезомеханика, 2005, № 1, с. 99-105.

  15. Глинских В.Н., Эпов М.И. Анализ пространственной чувствительности относительных характеристик в задачах высокочастотного электромагнитного каротажа // Геология и геофизика, 2005, т. 46, №11, с. 1168-1175.

  16. Эпов М.И., Глинских В.Н. Электромагнитный каротаж: моделирование и инверсия. - Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2005, 98 с.

  17. Соболев А.Ю., Симонов К.В., Ельцов И.Н. Нейросетевое моделирование сигналов ВИКИЗ // Каротажник, 2006, № 9, с.136-152.

  18. Глинских В.Н., Эпов М.И. Локально-нелинейные приближения высокочастотного электромагнитного поля в задачах каротажа // Геология и геофизика, 2006, т.47, №8, с. 932-938.

  19. Эпов М.И., Глинских В.Н. Алгоритм инверсии диаграмм высокочастотного электромагнитного каротажа при описании электропроводности среды непрерывными функциями // НТЖ Технологии ТЭК, 2006, №1 (26), с. 24-28.

  20. Khisamutdinov A.I., Phedorin M.A. Numerical method of evaluating elemental content of oil-water saturated formations based on pulsed neutron-gamma inelastic log data. SPE, 2006, SPE-104342.

  21. Букреева Г.Ф. Коколова З.Ф. Красавчиков В.О. Саенко Л.С. Степанова (Павлова) М.А. Файзрахманов В.Н. Резервуары углеводородов в нижне-среднеюрских отложениях Центральной части Нижневаторского свода (Аганско-Мегионская зона нефтенакопления) // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2004, №8, с. 31-44.

2. Цель и задачи проекта

Цель проекта – разработать методы определения физических характеристик флюидонасыщенных пластов на основе использования интегрированных систем электрического, электромагнитного, радиоактивного и акустического каротажа скважин, опирающихся на гидродинамические модели прискважиной области.

В результате выполнения проекта будут решаться следующие основные задачи.

  • Многомерное математическое моделирование распределения и процессов распространения электрических, электромагнитных и акустических полей в сложно построенных флюдонасыщенных средах.

  • Разработка компьютерных систем для имитационного моделирования и оперативной интерпретации данных комплекса геофизических исследований в нефтегазовых скважинах.

  • Интерпретация материалов геофизических исследований в скважинах с горизонтальным завершением с целью получения новых фундаментальных знаний о геологических и геофизических характеристиках пород-коллекторов, их пространственной структуре и вещественном составе; оценка эффективных параметров резервуаров нефти и газа в анизотропных пластах.

  1. Основные разделы проекта; этапы и сроки их реализации.

Проект направлен на применение знаний, накопленных в различных разделах геофизики, а также современных вычислительных и информационных технологий для математического моделирования и проектирования оптимальных аппаратурных комплексов и создания новых методов интерпретации геофизических измерений в нефтегазовых скважинах.

Работы будут вестись по нескольким основным разделам (блокам).

БЛОК I

Вся интерпретационная схема, объединяющая ряд методов в единый комплекс, базируется на гидродинамически обоснованной модели нефтяного резервуара. На основе обобщения и систематизации имеющихся данных будет создан банк гидродинамических моделей, характерных для наиболее типичных геолого-геофизических условий залегания нефтегазовых залежей и режимов их разбуривания (2007 г.). Ответственный исполнитель д.т.н. Ельцов И.Н.

БЛОК II

Особую роль в комплексе геофизических измерений в скважинах играет беспрецедентный по пространственному разрешению, разработанный в Институте метод высокочастотных индукционных зондирований ВИКИЗ. Проблема согласования данных ВИКИЗ и других методов имеет большое практическое значение. Проблема может быть решена с использованием разработанных представлений о гидродинамических особенностях формирования зоны проникновения и формализованных методов совместной интерпретации. Предполагается разработка компьютерной системы для совместной интерпретации данных ВИКИЗ, БКЗ (бокового каротажного зондирования) и ИК (низкочастотного индукционного каротажа) с условным названием EMF Pro (2007 г.). Ответственные исполнители д.т.н. Ельцов И.Н., н.с. Соболев А.Ю.

БЛОК III

В рамках проекта будут вестись разработки в области решения прямых и обратных задач скважинной геофизики (включая электрические, электромагнитные, акустические и радиоактивные методы) с использованием разработанного ранее математического инструментария гидродинамического моделирования (2007-2008 гг.). Особое внимание будет уделено многомерному математическому моделированию, учитывающему сложную структуру среды, а также конструкцию электрических и акустических зондов. Будет выполнена разработка ядерно-петрофизических и петрохимических моделей сред на основе гидродинамических моделей скважина-пласт и инверсия ядерно-спектрометрических скважинных измерений. Ответственные исполнители д.ф.-м.н. Хисамутдинов А.И., к.ф.-м.н. Федорин М.А., к.ф.-м.н. Глинских В.Н., к.ф.-м.н. Бочаров А.А., к.ф.-м.н. Нечаев О.К.

БЛОК IV

Накопленный опыт и имеющаяся алгоритмическая база позволяют сформулировать и решить задачу совместного анализа данных геофизических и геолого-технологических измерений. Учет гидродинамической обстановки в окрестности скважины позволяет перейти от статических к динамическим моделям околоскважинного пространства. Это позволит объединить обрабатываемые в настоящее время отдельно данные повторных измерений, например, исследований в процессе бурения и последующих измерений кабельными модификациями геофизических зондов. Развитие методики построения таких моделей и оценка на их основе фильтрационно-емкостных характеристик залежей будут выполняться в течение всего срока работ по проекту (2007-2009 гг.). Ответственные исполнители д.т.н. Ельцов И.Н., к.ф.-м.н. Глинских В.Н.

БЛОК V

В рамках проекта будут разработаны основы интерпретации данных электромагнитных зондирований в терминах литофациальной геологии. Основная идея заключается в новом подходе к проблеме изучения электрофизических и петрофизических свойств природного объекта – коллектора. Оригинальность подхода заключается в установлении взаимосвязи электродинамических процессов и седиментации на основе ключевого элемента - петрофизической модели. Определенная таким образом модельная связь между электрофизическими и петрофизическими характеристиками среды позволяет поставить обратную задачу восстановления пространственного распределения литофациальных параметров по данным электромагнитных зондирований. Построение литофациальной модели песчаных пород-коллекторов по пространственному распределению электрофизических характеристик будут выполняться в течение всего срока работ по проекту (2007-2009 гг.). Ответственный исполнитель к.ф.-м.н. Глинских В.Н.

БЛОК VI

Будут рассмотрены наименее изученные случаи комплексной интерпретации данных измерений геофизическими методами в условиях сложного строения нефтегазовых залежей (тонкослоистые, анизотропные разрезы), вскрываемые наклонным бурением (2007-2009 гг.). Предполагается изучение материалов ГИС, полученных в наклонных и горизонтальных скважинах. Будут развиваться методики интерпретации данных ГИС при применении высоко минерализованных растворов. Будут исследованы возможности изучения параметров анизотропии пластов и латеральных неоднородностей. В 2007 планируется разработка алгоритма инверсии данных высокочастотного электромагнитного каротажа в процессе бурения (ВИК ПБ) на основе прямой задачи «сигнал наклонного зонда в горизонтально-слоистой среде (VIKMAG)». Ответственные исполнители д.т.н. Антонов Ю.Н., к.т.н. Никитенко М.Н., к.т.н. Сухорукова К.В., м.н.с. Павлова М.А.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. А. А. Трофимука Приоритетное направление со ран геофизика, геодинамика Физические поля Земли: природа, взаимодействие, интерпретация Программа (1)

    Программа
    «Развитие теоретико-методических основ геофизических исследований флюидонасыщенных пространственно-неоднородных геологических и техногенно измененных сред»
  2. А. А. Трофимука Приоритетное направление со ран геофизика, геодинамика Физические поля Земли: природа, взаимодействие, интерпретация Программа (3)

    Программа
    «Развитие методов изучения напряженно-деформированного состояния земной коры в связи с мониторингом сейсмоактивных областей и прогнозом землетрясений»
  3. Академии наук

    Реферат
    6.Актуальные про-блемы физики кон-денсированных сред, в том числе кванто-вой макрофизики, мезоскопики, физики наноструктур, спин-троники, сверх-проводимости 79
  4. Отче т о деятельности российской академии наук в 2003 году

    Реферат
    В 2003 году Российская академия наук, как и ранее, проводила фундаментальные и прикладные исследования в соответствии с Приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники и Перечнем критических технологий Российской
  5. Е т о деятельности российской академии наук в 2001 году Основные результаты в области естественных, технических, гуманитарных и общественных наук москва 2002

    Документ
    В 2001 году Российская академия наук осуществляла свою основную деятельность – фундаментальные и прикладные научные исследования в условиях недостаточного ресурсного обеспечения, слабой востребованности результатов исследований и разработок.

Другие похожие документы..