Методичка 1. Методическое пособие 1 Интерпретация каротажа и подсчет запасов версия 2 от 02. 11. 2020 доцент кафедры Риэнм, к т. н. Игревский Л. В. Москва 2020
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
Губкинский университет Магистратура РНМ-20-03 РНМ-20-04 РНМ-20-05 Современные нефтегазовые технологии Методическое пособие №1 Интерпретация каротажа и подсчет запасов версия 1.2 от 02.11.2020 доцент кафедры РиЭНМ, к.т.н. Игревский Л. В. Москва 2020 2 Краткая теория Каротаж представляет собой детальное исследование строения разреза скважины с помощью спуска в нее (и подъёма) геофизического зонда. Метод имеет небольшой радиус исследования вокруг скважины (от нескольких сантиметров до нескольких метров, но обладает высокой детальностью, позволяющей не только определить с точностью до сантиметров глубину залегания пласта, но даже характер изменения самого пласта на всей его небольшой мощности (толщине. Методы каротажа различают по природе изучаемых ими физический полей электрические, ядерные, акустические, волновые и прочие. Каротаж дешевле и существенно быстрее отбора керна – извлечения из скважины на поверхность образцов пластового материала. Впервые термин и саму методику в употребление ввели братья Конрад и Марсель Шлюмберже (основатели крупнейшей нефтесервисной компании Schlumberger). На сегодняшний день в нефтегазовой отрасли стоимость каротажа не превышает 4% от стоимости буровых работ, обеспечивая при этом большую часть получаемой информации. Современный каротаж проводится как при подъеме зонда из скважины, таки при спуске (если используются гибкие трубы. Информация передается по кабелю (иногда по гидравлическому каналу) в реальном времени на поверхность. Возможен также каротаж в процессе бурения. Каротаж может быть проведен ив необсаженных, и обсаженных скважинах. Более подробно основные методы каротажа, применяемые приборы, особенности интерпретации рассказаны в соответствующей лекции автора и описаны в литературе ив интернете. Далее приводится информация, необходимая для решения простейшей задачи по интерпретации каротажа в разведочных скважинах условного нефтяного месторождения, необходимая для подсчета запасов. Кавернометрия Метод механического (либо ультразвукового) измерения диаметра скважины в поперечном сечении. Каротажный зонд оснащен подпружиненными щупами рычагами, движение которых из-за изменяющегося диаметра скважины (в зависимости от глубины) фиксируется прибором. Кавернограммы используют для вычисления объёма ствола скважины (что важно для определения количества цемента, необходимого для герметизации скважины, выявления наиболее благоприятного положения оборудования в скважине, контроля состояния ствола скважины при бурении и прочего. В предлагаемом задании кавернометрия используется следующим образом 1. Если вовремя бурения скважины попадается слой глинистых породили солей, тов соответствующих участках скважина будет иметь более широкий диаметр, так как глинистый буровой раствор размывает пластовую глину. Увеличение диаметра скважины может указать на кровлю и подошву пласта. 2. При прохождении долотом проницаемых песчаников диаметр скважины уменьшается. Вода из бурового раствора фильтруется в пласта глина остается в виде глинистой корки. В случае, если бурение идет напротив известняков и доломитов, кавернометр покажет равенство фактического диаметра номинальному. Кавернометрия позволяет в описанных случаях уточнять геологический разрез скважины, а также выделять в ней пласты-коллекторы. Электрокаротаж В общих чертах работа сводится к измерению потенциала или пропусканию тока через два или более электродов с последующим измерением каких-либо электрических параметров силы тока, 3 разности потенциалов, частоты, диэлектрической проницаемости и т. п. Различием измеряемой величины обусловлено многообразие методов электрического каротажа. В предлагаемом задании используется боковой каротаж (боковое каротажное зондирование) и индукционный каротаж 1. Боковой каротаж основан на изучении удельного электрического сопротивления горных пород при помощи зонда, обеспечивающего распространения тока перпендикулярно стенке скважины. Управление фокусировка) полем зонда осуществляется при помощи экранных электродов, которые препятствуют растеканию тока основного электрода по скважине и направляют его в исследуемый пласт. Измеряются разность потенциалов между электродами (одним из экранных и удалённым измерительными сила тока через основной токовый электрод. Регистрируется кажущееся сопротивление частное этих величин. Вертикальная разрешающая способность – 0.5 м, глубинность исследованиям. Индукционный каротаж основан на измерении магнитного поля вихревых токов, индуцированных в горных породах. Скважинный снаряд для индукционного каротажа включает генераторную, фокусирующую и приёмную катушки, расположенные коаксиально. Переменный электрический ток частотой 10-20 кГц, пропускаемый по генераторной катушке, создаёт магнитное поле, которое индуцирует вихревые токи в горные породы, окружающие скважину. Под действием магнитного поля этих токов (вторичное поле) в приёмной катушке возникает ЭДС, величина которой зависит от удельной электрической проводимости горных пород. Преимущество индукционного каротажа по сравнению с другими видами электрического каротажа в том, что питающие и приёмные устройства не требуют непосредственного контакта с буровым раствором и стенкой скважины, это позволяет применять его в сухих скважинах или в скважинах с непроводящим буровым раствором (на нефтяной основе, на пресной воде. Вертикальная разрешающая способность – 0.35 м, горизонтальная разрешающая способность – 2.5 м. Совмещение этих методов позволяет определить сопротивление горных пород на разной удаленности от скважины – в предложенном примере это 1, 2 им. Мы рассматриваем слабоминерализованный буровой раствори четыре случая 1. Если раствор не проникает в пласт (пласт непроницаем, то сопротивление всех каротажных кривых одинаково. 2. Если раствор проникает в проницаемый пласт, насыщенный нефтью или газом, электрическое сопротивление растет по мере удаленности от скважины. Кривые уходят вправо. 3. Если раствор проникает в проницаемый пласт, насыщенный пластовой водой (на глубине, с которой сейчас ведется добыча нефти и газа, пластовая вода сильно минерализована, электрическое сопротивление снижается по мере удаленности от скважины. Кривые уходят влево. 4. Если все три каротажных кривых переходят из области высокого сопротивления в область низкого сопротивления пересекаясь, то это явный показатель водонефтяного или газонефтяного контакта (ВНК или ГНК). 4 Рисунок – пример каротажной диаграммы с пояснениями В примерена рисунке выше кровля пласта находится на отметке 40 м, подошва пласта – на отметке 70 м, водонефтяной контакт – 60 м. Таким образом, общая мощность пласта составляет 30 м, а нефтенасыщенная толщинам. Глинистые пласты выявлены по увеличению диаметра скважины (из-за размывания глины буровым раствором, проницаемый коллектор – по уменьшению диаметра (из-за формирования глинистой корки в результате фильтрации воды в пласт. Нефтенасыщенная (либо газонасыщенная) зона выявлена по электрокаротажу из-за роста сопротивления по мере удаления от скважины (слабоминерализованный буровой раствор проникает в пласт, смешиваясь с диэлектрическим флюидом. Водонасыщенная зона также выявлена по электрокаротажу из-за снижения сопротивления по мере удаления от скважины слабоминерализованный буровой раствор проникает в пласт, смешиваясь с сильносоленой пластовой водой. Подсчет запасов нефти объемным методом Для подсчета запасов нефти нужно знать объем каждого условного куба залежи – длина и ширина задаются, высота определяется по каротажу. Если в блоке найден ВНК, то нефтенасыщенная толщина определяется как расстояние от кровли пласта до ВНК. При этом, если ВНК в разных блоках интерпретаторами каротажа фиксируется на разных отметках, то, после повторного анализа каротажных диаграмм с целью поиска ошибок интерпретации, ВНК рассчитывается как среднее значение. Порода-коллектор имеет коэффициент пористости (m), а именно в порах содержится жидкость. Кроме того, жидкость состоит из нефти (с растворенным в ней попутным газом) и остаточной пластовой воды (которая осталась в пласте после миграции туда нефти. Если известна водонасыщенность блока (в, то легко можно вычислить и нефтенасыщенность (н. Объем нефти в блоке в пластовых условиях н пл блока 𝑚 ∙ нм 100 Example Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины) диаметр скважины диаметр скважины глина (кровля) глина (подошва) проницаемый пласт сопротивление повышается при удалении от скважины (нефть или газ) сопротивление понижается при удалении от скважины (соленая вода) отметка ВНК кровля пласта подошва пласта 5 При добыче нефти по мере снижения давления до атмосферного из нефти выделяется попутный нефтяной газ (ПНГ), что приводит к уменьшению объема нефти. Уменьшение объема нефти рассчитывается с помощью объемного коэффициента нефти (н, который известен по результатам лабораторных исследований глубинных проб. Между объемным коэффициентом (н) нефти и газонасыщенностью (Гн) пластовой нефти существует следующее эмпирическое соотношение 𝑏 н = 𝑉 н пл 𝑉 н су 1 + 3.05 ∙ 10 −3 ∙ Г н Указанное соотношение верно для газонасыщенности от 40 до 400 мм. Если требуется пересчет запасов нефти из объемных в массовые единицы измерения, то необходимо знать также плотность нефти в стандартных условиях. Масса нефти в стандартных условиях после выделения газа н нач = 𝑉 н пл 𝑏 н ∙ н су кг Как правило, такие свойства нефти, как плотность и газонасыщенность, считаются постоянными для всего объема гидродинамически связанной залежи. Задание На лицензионном участке пробурено 20 разведочных скважин, каждая из которых расположена по центру блока (квадрата) размерами хм. На основе лабораторных исследований керна известны средние пористость (m) и водонасыщенность (в) каждого блока. В каждой скважине проведены описанные выше каротажные исследования (сами данные каротажа для каждого блока приведены далее. Рисунок – схема блоков залежи, вид сверху m = в = 30% 8 мД k = 0 α = 0.30 m = в = 25% 8 мД k = 0 α = 0.25 m = в = 20% 8 мД k = 0 α = 0.15 m = в = 25% 8 мД k = 0 α = 0.13 m = в = 30% 8 мД k = 0 α = 0.15 m = в = 25% мД k = 90 α = 0.20 m = в = 20% мД k = 90 α = 0.18 m = в = 15% мД k = 90 α = 0.22 m = в = 20% мД k = 90 α = 0.21 m = в = 25% мД k = 90 α = 0.17 m = в = 30% мД k = 100 α = 0.12 m = в = 25% мД k = 100 α = 0.15 m = в = 20% мД k = 100 α = 0.15 m = в = 25% мД k = 100 α = 0.15 m = в = 30% мД k = 100 α = 0.12 1 2 3 4 5 m = в = 35% 9 мД k = 0 α = 0.30 m = в = 30% 9 мД k = 0 α = 0.25 m = в = 25% 9 мД k = 0 α = 0.15 m = в = 30% 9 мД k = 0 α = 0.13 m = в = 40% 9 мД k = 0 α = 0.15 A B C D 6 Каждый студент работает с одним блоком залежи и, соответственно, с одной каротажной диаграммой. Задачи первой части работы (выполняются по каротажным диаграммам 1. Определить толщины пласта для каждого блока (с точностью дом. Определить ВНК в тех блоках, где он есть (с точностью дом. Определить нефтенасыщенные толщины (с точностью дом. Построить разрезы пласта с севера на юг и с запада на восток с указанием ВНК (групповая работа) 5. По разрезам провести проверку проведенной интерпретации, уточнить ВНК (групповая работа, ВНК находится на одной глубине во всех блоках) Для второй части задания имеются дополнительные исходные данные. Плотность нефти в стандартных условиях составляет 850 кг/м³. Газонасыщенность пластовой нефти составляет 100 мм. Задачи второй части (по построенной модели пласта 1. Посчитать запасы нефти в каждом блоке в пластовых условиях (с точностью дом. Сопоставить правильность расчета всех блоков залежи (групповая работа) 3. Посчитать запасы нефти месторождения в целом (с точностью дом. Пересчитать запасы нефти в условия на поверхности в единицах объема (в млн. ми, пожеланию, в млн. баррелей) 5. Пересчитать запасы ПНГ в условия на поверхности в единицах объема (в млрд. м) 6. Пересчитать запасы нефти в условия на поверхности в единицах массы (в млн. тонн) 7 1. 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 A 1 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 8 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 A 2 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 9 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 A 3 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 10 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 A 4 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 11 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 A 5 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 12 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 B 1 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 13 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 B 2 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 14 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 B 3 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 15 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 B 4 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 16 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 B 5 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 17 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 C 1 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 18 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 C 2 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 19 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 C 3 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 20 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 C 4 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 21 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 C 5 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 22 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 D 1 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 23 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 D 2 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 24 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 D 3 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 25 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 D 4 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины 26 1934 1936 1938 1940 1942 1944 1946 1948 1950 1952 1954 1956 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030 D 5 Кавернометрия Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Боковой картотаж (сопротивлением от скважины) Индукционный каротаж (сопротивлением от скважины |