Прогнозирование коллекторских свойств пластов

Бембель М.Р., Толстолыткин Д.В.


Тюменский нефтяной

научный центр

В процессе создания геологических моделей и проектирования разработки объектов, приуроченных к пластам группы АВ, БВ Самотлорского месторождения, сложнейшей задачей является картирование и дальнейшее пространственное моделирование прогнозных карт эффективных толщин коллектора. Процесс построения концептуальной геологической модели объектов разработки Самотлорского месторождения включает в себя построение прогнозных карт песчанистости по комплексу критериев, установленных по данным сейсморазведки, ГИС и керна. Опробование предлагаемого алгоритма прогноза коллекторских свойств объектов разработки на площади Самотлорского месторождения с выборкой данных по ~25 000 скважин позволит применять полученный опыт на слабоизученных промысловых объектах других месторождений.
Актуальность и обоснование выбранных параметров исследования
Актуальность исследований заключается в необходимости уточнения строения залежей Самотлорского месторождения и выявления участков с наилучшими коллекторскими свойствами для эффективной разработки месторождения и максимального отбора углеводородов.
В настоящее время перспективы поддержания стабильного уровня добычи на Самотлорском месторождении связаны с вовлечением в разработку запасов нефти, расположенных в краевых зонах продуктивных пластов разреза. Бурение новых скважин в этих районах связано с высокими рисками получения нерентабельных притоков нефти ввиду недостаточной изученности продуктивности пластов бурением.
Анализ и использование при моделировании доступных геофизических полей (сейсмические, гравитационные, структурные карты, тектонические, фациальные карты), как правило, имеют коэффициенты корреляции с фактическими скважинными данными не более 25 %. Предлагаемый авторами алгоритм использования полипараметрических трендов позволяет повысить коэффициент корреляции до 55–65 %, что значительно снизит финансовые риски при проектировании бурения и зарезке боковых стволов (ЗБС), горизонтальных скважин (ГС).
Главная задача проведенной работы — в опробовании предлагаемого алгоритма на хорошо изученном объекте с большой выборкой скважинных данных с целью дальнейшего применения на «слабо-разбуренных» площадях с качественно проведенными геофизическими исследованиями (сейсмические, гравитационные, тепловые и др. поля).
Выбор параметров для прогноза в данной работе продиктован исключительно корреляцией каждого из полей всей имеющейся геолого-физической информации по данному объекту со скважинными данными. В данном случае такими полями послужили: поле сейсмических атрибутов, поле структурного фактора, поле параметра динамической активности, имеющие наиболее высокие коэффициенты корреляции по сравнению с другими полями.
Научная новизна исследований связана с обоснованием возможности уточнения коллекторских свойств пород целевых горизонтов Самотлорского месторождения УВ на основе использования полипараметрических зависимостей геолого-геофизических полей.
Блок-схема алгоритма построения полипараметрической прогнозной карты

Объект и методы исследования
Породы пласта АВ1(1) изучены по керну 52 скважин, АВ1(2) — по керну 88 скважин. Накопление отложений пластов АВ1(1) и АВ1(2) проходило в прибрежно-морских («подводных») обстановках и отвечает сравнительно кратковременным периодам проградации дельты с влиянием волновых процессов на фоне медленно, возвратно-поступательно развивающейся субрегиональной трансгрессии.
Пласт АВ1(1) также накапливался в период проградации дельтовой системы и представлен отложениями дельты, сформированными в более глубоких обстановках относительно пласта АВ1(2). Объективно дельтовая лопасть пласта АВ1(1), относительно пласта АВ1(2), сместилась к востоку, что является следствием ритмично-поступательного развития субрегиональной трансгрессии. В восточной части исследуемой территории существовала песчаная проксимальная часть фронта дельты, которая к западу сменялась более алевритистыми осадками дистальной части фронта (рис. 1) [5]. На крайнем западе территории исследований осадки фронта дельты сменяются глинистыми отложениями продельтового склона. Зоны максимальных эффективных толщин отмечаются в восточной части территории и приурочены к фронту дельты, проксимальной его части.
Рис. 1. Карты-схемы фациальных обстановок пласта АВ1(1-2)

Формирование отложений пласта БВ8(0) знаменует начало региональной («самотлорской») трансгрессии [2, 3, 4]. Трансгрессия в начальные этапы имела пульсирующий, возвратно-поступательный характер с элементами эпизодической и локальной проградации дельты (например, юго-восточная часть месторождения). Песчаники фронта дельты (устьевые бары) в пределах пласта БВ8(0) отмечаются лишь на востоке и юго-востоке исследуемой территории (рис. 2) [5].
Рис. 2. Карты-схемы фациальных обстановок пласта БВ8(0)

В центральной и северной части месторождения песчаные отложения представлены маломощными прослоями, вероятно, ограниченных размеров и фрагментарного площадного распространения. Накопление данных отложений проходило эпизодически, в периоды сильных штормов (отложения штормовых слоев дистальной части фронта дельты). На западе площади песчано-алеврито-глинистые отложения дистальной части фронта дельты сменяются глинистыми алевролитами и аргиллитами продельтового склона [1, 4].
В данной статье предлагается построение прогнозных карт песчанистости, карт эффективных толщин на основе полипараметрических зависимостей геолого-геофизических полей.
Исходные данные
Исходными данными при проведении анализа послужили:
  • карты параметров: структурный фактор, параметр динамической активности временного поля Т0 (разница между исходными и «сглаженными» данными (высокочастотная фильтрация)), карта сейсмоклассов (нейронные сети) (рис. 3–6);
  • коэффициенты песчанистости по скважинным данным (база данных), выборка из 28 500 скважин.
Специфический характер скаттерплотта связан c изначально дискретным полем сейсмокласса, впоследствии «сглаженным» процедурой smuth.
Рис. 3. Пласт АВ1(1-2). Структурный фактор — а, диаграмма зависимости коэффициента песчанистости от структурного фактора (СФ) — а1, коэффициент корреляции 0,21; поле параметра динамической активности — б, диаграмма зависимости коэффициента песчанистости от динамической активности (ДА) — б1, коэффициент корреляции 0,32

Рис. 4. Пласт АВ1(1-2). Карта сейсмоклассов — a, диаграмма зависимости коэффициента песчанистости от сейсмокласса — a1, коэффициент корреляции 0,36

Рис. 5. Пласт БВ8(0). Структурный фактор — a, диаграмма зависимости коэффициента песчанистости от СФ — a1, коэффициент корреляции 0,21; поле параметра ДА — б, диаграмма зависимости коэффициента песчанистости от параметра динамической активности — б1, коэффициент корреляции 0,19

Рис. 6. Пласт БВ8(0). Карта сейсмоклассов (А), диаграмма зависимости коэффициента песчанистости от сейсмокласса (A1), коэффициент корреляции 0,30

Построение полипараметрического поля
Построение полипараметрического поля (сейсмокласс + струкурный фактор + параметр динамической активности) в качестве прогнозной карты песчанистости в предлагаемом авторами алгоритме начинается с анализа исходных данных (составление зависимостей Кпесч = f(ДА; СФ; SK):
  • карта параметра динамической активности (ДА): [-4,5–+5,8 у.е] — для объекта АВ1(1-2); [-5,9–+7,5 у.е] — для объекта БВ8(0) (рис. 3, 5);
  • карты структурного фактора («впадина —склон — вершина») (СФ): [0–4,5 у.е] — для объекта АВ1(1-2); [0–10,1 у.е] — для объекта БВ8(0) (рис. 3, 5);
  • карты сейсмоклассов (SK) [1–7 кл.] (рис. 4, 6).
По полученным диаграммам зависимостей коэффициента песчанистости (по скважинным данным базы данных) от вышеназванных полей приняты полиноминальные тренды этих зависимостей с формулами:
  • параметр ДА для объекта АВ1(1-2):

Кпесч = -0,001083 × (ДА)3 + 0,000282 ×

× (ДА)2 + 0,051246 × (ДА) + 0,64861; (1)


  • параметр ДА для объекта БВ8(0):

Кпесч = -0,000008 × (ДА)3 + 0,000259 ×

× (ДА)2 +0,012206 × (ДА) + 0,54382; (2)


  • параметр СФ для объекта АВ1(1-2):

Кпесч = -0,001895 × (СФ)3 + 0,020878 ×

× (СФ)2 – 0,018243× (СФ) + 0,567; (3)


  • параметр СФ для объекта БВ8(0):

Кпесч = 0,00250262 × (СФ)3 – 0,035571*(СФ)2 +0,17939 × (СФ) + 0,26938; (4)


  • параметр SK для объекта АВ1(1-2):

Кпесч = -0,0017733 × (SK)3 +0.034892*(SK)2 – 0,17468*(SK) + 0,72831; (5)


  • параметр SK для объекта БВ8(0):

Кпесч = 0,0025026 × (SK)3 – 0,035571 × (SK)2 + 0,179394*(SK) + 0,269381. (6)

По формулам трендов рассчитаны значения Кпесч в каждой точке скважинных данных — КпесчТРЕНД. Определены средние значения поля каждого из параметров, каждого объекта. Вес параметра определялся как значение КпесчТРЕНД в данной точке, деленное на среднее значение по гистограмме. По полученным весовым значениям в каждой точке скважинных данных строились карты (поля) весовых коэффициентов каждого параметра, каждого объекта (рис. 7, 8).
Рис. 7. Пласт АВ1(1-2). Поля весовых коэффициентов, скорректированные карты сейсмоклассов, диаграмма зависимости Кпесч от скорректированного поля сейсмоклассов, коэффициент корреляции 0,65. а — поле весовых коэффициентов, полученное на основании тренда зависимости коэффициента песчанистости от параметра ДА пласта АВ1(1-2); б — карта сейсмоклассов АВ1(1-2), деленная на поле весовых коэффициентов параметра ДА пласта АВ1(1-2); в — поле весовых коэффициентов, полученное на основании тренда зависимости коэффициента песчанистости от СФ пласта АВ1(1-2); г — карта сейсмоклассов АВ1(1-2), деленная на поле весовых коэффициентов параметра ДА, структурного фактора пласта АВ1(1-2); д — диаграмма зависимости карты сейсмоклассов, деленной на поле весовых коэффициентов параметра ДА, структурного плана объекта АВ1(1-2). Коэффициент корреляции 0,65
Рис. 8. Пласт БВ8(0). Поля весовых коэффициентов, скорректированные карты сейсмоклассов, диаграмма зависимости Кпесч от скорректированного поля сейсмоклассов, коэффициент корреляции 0,67. а — поле весовых коэффициентов, полученное на основании тренда зависимости коэффициента песчанистости от параметра динамической активности пласта БВ8(0); б — карта сейсмоклассов БВ8(0), деленная на поле весовых коэффициентов параметра динамической активности пласта БВ8(0); в — поле весовых коэффициентов, полученное на основании тренда зависимости коэффициента песчанистости от структурного фактора пласта БВ8(0); г — карта сейсмоклассов БВ8(0), деленная на поле весовых коэффициентов параметра динамической активности, структурного фактора пласта БВ8(0); д — диаграмма зависимости карты сейсмоклассов, деленной на поле весовых коэффициентов параметра динамической активности, структурного плана объекта БВ8 (0). Коэффициент корреляции 0,67

Далее исходная карта параметра ДА была поделена на полученные карты весовых коэффициентов СФ, SK для каждого объекта, т.е. ДА преобразована в ДА* (с целью «нивелировать» влияние структурного фактора и сейсмокласса на зависимость коэффициента песчанистости от поля параметра динамической активности), с дальнейшим расчетом окончательного поля весовых коэффициентов параметра (ДА*) для каждого из объектов АВ1(1-2), БВ8(0). Аналогичная процедура проведена для параметра (СФ преобразована в СФ*) (деление на карты весовых коэффициентов ДА и SK — с целью «нивелировать» влияние динамической активности и сейсмокласса на зависимость коэффициента песчанистости от поля структурного фактора), проведен расчет окончательного поля весовых коэффициентов параметра (СФ*) для каждого из объектов АВ1(1-2), БВ8(0).
В заключение исходная карта сейсмоклассов была скорректирована делением на окончательные весовые поля параметров (ДА*), (СФ*), таким образом карта сейсмоклассов «нивелирована» от влияния полей динамической активности и структурного фактора. Составлена диаграмма зависимости Кпесч по скважинным данным от скорректированной карты сейсмоклассов (SK*) для каждого из объектов. Коэффициент корреляции составил 0,65 для объекта АВ1(1-2) и 0,67 для объекта БВ8(0). Построены прогнозные карты песчанистости (эффективных толщин) объектов АВ1(1-2), БВ8(0) с использованием скважинных данных и 2-Д трендf, рассчитанного по формуле полиноминального тренда зависимости Кпесч от полученного поля (SK*).
Рис. 9. Прогнозные карты песчанистости, используемые в качестве трендов в геомоделях, рассчитанные по формуле полиноминального тренда зависимости Кпесч от полученного поля (SK*) — а, коэффициент корреляции со скважинными данными базы данных — 65 % (для объекта АВ1(1-2)), 67 % (для объекта БВ8(0)); утвержденные в ГКЗ карты песчанистости — б, объектов АВ1(1-2), БВ8(0)

Бембель М.Р., Толстолыткин Д.В.

ООО «Тюменский нефтяной научный центр», Тюмень, Россия

mrbembel@tnnc.rosneft.ru
Выполнен статистический анализ скважинных данных и данных сейсморазведки, рассчитаны трендовые поля коэффициента песчанистости.
поле параметра сейсмоклассов, видимая частота отраженной волны, прогнозная карта песчанистости
Бембель М.Р., Толстолыткин Д.В. Прогнозирование коллекторских свойств пластов группы АВ, БВ Самотлорского месторождения на основе полипараметрических зависимостей геолого-геофизических параметров // Экспозиция Нефть Газ. 2024. № 7. C. 34–40.
DOI: 10.24412/2076-6785-2024-7-34-40
03.10.2024
УДК 550.8:553.98
DOI: 10.24412/2076-6785-2024-7-34-40

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88