CC BY
111
Эй-ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ РАЗВЕДКА ФЛЮИДОНАСЫЩЕННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ
Георгий Михайлович Тригубович
Федеральное государственное унитарное предприятие «Сибирский научноисследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья», 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный пр., 67, доктор технических наук, профессор, научный руководитель геофизических исследований, тел. (383)222-53-24, e-mail: tgm@sniiggims.ru
Анастасия Александровна Белая
Федеральное государственное унитарное предприятие «Сибирский научноисследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья», 630091, Россия, г. Новосибирск, Красный пр., 67, зав. лаб., тел. (383)222-42-03, e-mail: tal@sniiggims.ru
Елена Николаевна Махнач
ООО ГП «Сибгеотех», 630007, Россия, г. Новосибирск, ул. Октябрьская магистраль, 4, главный геофизик отделения нефти и газа, тел. (383)344-92-44, e-mail: mahnach@sibgeotech.ru
Анна Васильевна Мамаева
ООО ГП «Сибгеотех», 630007, Россия, г. Новосибирск, ул. Октябрьская магистраль, 4, ведущий геофизик отделения нефти и газа, тел. (383)344-92-44, e-mail: mamaeva@sibgeotech.ru
Рассмотрены инновационная методика и примеры решения задач реконструкции пространственно-временого/частотного распределения ЭМ-поля в объемное
распределение проводимости геологической среды с увеличенной достоверностью геофизического прогноза флюидонасыщенных коллекторов.
Ключевые слова: 3D-электроразведка, многоразносные зондирования
становлением поля от закрепленного источника, М-ЗСБ, неоднородная ВЧР, флюидонасыщенный коллектор, 3D-интерпретация, объемная реконструкция
проводимости геологической среды.
3D-ELECTROMAGNETIC PROSPECTING OF FLUID-SATURATED RESERVOIRS
Georgiy M. Trigubovich
Siberian Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources, 630091, Russia, Novosibirsk, 67 Krasny pr., D.Sc., Professor, Academic adviser of geophysical research, tel. (383)222-53-24, e-mail: tgm@sniiggims.ru
Anastasiya A. Belaya
Siberian Institute of Geology, Geophysics and Mineral Resources, 630091, Russia, Novosibirsk, 67 Krasny pr., laboratory head, tel. (383)222-42-03, e-mail: tal@sniiggims.ru
Elena N. Makhnach
«Sibgeotech» Ltd, 630007, Russia, Novosibirsk, Oktyabrskaya mag. St., 4, chief geophysicist, tel. (383)344-92-44, e-mail: mahnach@sibgeotech.ru
Anna V. Mamaeva
«Sibgeotech» Ltd, 630007, Russia, Novosibirsk, Oktyabrskaya mag. St., 4, senior geophysicist, tel. (383)344-92-44, e-mail: mamaeva@sibgeotech.ru
An innovation technique and the examples of space-time/frequency EM-field distribution to volume conductivity distribution of geological medium reconstruction tasks solutions are considered. The increased reliability of geophysical prediction of fluid-saturated reservoirs is demonstrated.
Key words: 3D-electroprospecting, TEM, multi-spacing TEM soundings with fixed source, M-TEM, complex top of section, fluid-saturated reservoir, 3D interpretation, volume reconstruction of geological medium's conductivity distribution.
С решением задачи реконструкции пространственно-временого/частотного распределения ЭМ-поля в объемное распределение проводимости геологической среды [1, 2, 3,4, 5,6,7,8] у геофизиков появилась реальная возможность решения более сложных задач - новый реальный инструмент увеличения достоверности геофизического прогноза флюидонасыщенных коллекторов.
Как показал опыт применения 3D-электроразведки с контролируемым источником на основе многоразносной системы наблюдений М-ЗСБ и/или (МТЗ + М-ЗСБ), объемная реконструкция проводимости флюидонасыщенных коллекторов дает устойчивый образ поискового объекта при высокой насыщенности траппами верхней части разреза.
1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ Основана на разделении ЭМ-поля на нормальную составляющую - влияния среды и аномальную составляющую влияния трехмерных неоднородностей. Одновременный подбор объектов и сигналов по всей пространственно-временной области влияния источника позволяет учитывать неоднородность вмещающей среды, устраняет искажения реконструкции глубинных частей разреза, резко снижает область эквивалентности решения обратной задачи и повышает достоверность прогноза проводимости и глубины залегания коллектора. В большинстве случаев интервальная электрическая проводимость является известной функцией рассольного флюидонасыщения, а флюидонасыщение -характеристикой проницаемости коллектора.
2. СИСТЕМЫ НАБЛЮДЕНИЙ Системы наблюдений для 3D-электроразведки, следуя логике рынка, формируются как компромисс между плотностью регистрации электромагнитного поля, что тесно связано с точностью решения поставленной задачи, и стоимостью проводимых исследований. Какие параметры системы наблюдения можно изменять и где предел этих изменений? Вопрос весьма непростой и зависит от условий решения конкретной поисковой задачи. Здесь мы выскажем лишь полезные для практики соображения и примем без обсуждения необходимость проведения многоразносных измерений М-ЗСБ для каждой раскладки генераторного контура, даже в случае профильных систем наблюдений. Дополнительные выносные зондирования дают возможность в каждой точке оценивать условия применимости слоистой модели приближения.
Увеличение невязки решения обратной задачи указывает на нарушение условия горизонтальной слоистости среды и дает основание для постановки дополнительных измерений. Дополнительные измерения могут быть проведены по системе «крест», в которой основные и дополнительные измерения пересекаются в областях превышения невязки. Это позволяет более точно локализовать неоднородность - причину невязки и дать более точный прогноз модели среды и коллектора.
3. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ. Основана на разделении ЭМ-поля на нормальную составляющую - влияния среды и аномальную составляющую влияния трехмерных неоднородностей. Одновременный подбор объектов и сигналов по всей пространственно-временной области влияния источника позволяет учитывать неоднородность вмещающей среды, устраняет искажения реконструкции глубинных частей разреза, резко снижает область эквивалентности решения обратной задачи и повышает достоверность прогноза.
4. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ. К настоящему времени накоплен значительный фактический материал по применению профильно-площадной 3D-электромагнитной разведки. Полученные результаты свидетельствуют о ее высокой эффективности. Учет латеральных изменений геоэлектрической среды до глубин около 1000 м, в окрестности пункта глубинного зондирования позволяет резко увеличить эффективность электроразведки. Так погрешность определения осевой поверхности флюидонасыщенных пластов - коллекторов по данным электроразведки достигает 2 - 3 % от глубины их залегания и не нуждается в параметрических данных.
4.1 Реконструкция геоэлектрической модели среды окрестности Желдонской параметрической скважины Восточной Сибири. С целью уточнения получения сведений о залегании терригенного коллектора и его геоэлектрических характеристик были проведены профильно-площадные многоразносные зондирования становлением поля от закрепленного контролируемого источника (М-ЗСБ) по нерегулярной сети наблюдений. Результат ЭМ-реконструкции геологической среды окрестности параметрического бурения представлен на рис. 1 и рис 2. Верхняя часть разреза, существенно неоднородна и на фоне среднего сопротивления в 100 Омм имеет высокопроводящие блоки с сопротивлением до 1 Омм. Для достоверного прогноза проводимости коллектора под таким неоднородным проводящим экраном на первом этапе потребовался полный учет распределения проводимости верхней части разреза. Для объемной реконструкции распределения сопротивления верхней части разреза и продуктивных горизонтов была решена обратная трехмерная задача в программном комплексе GeoEM (Соловейчик, 2012). В результате было подобрано распределение сопротивлений в исследуемом объеме, которое одновременно удовлетворяло сигналам становления поля для всех точек измерения на профильно-площадной системе наблюдений одновременно. В результате под горизонтально-неоднородной ВЧР мощностью до 1000 м на
глубине 3800 м спрогнозирован, разделенный на две части, коллектор. Часть коллектора с низким продольным электрическим сопротивлением (р=5 Омм), по имеющейся статистике является высокопрницаемой, а слабопроницаемый коллектор имеет более высокое сопротивление р=50 Омм. Пробуренная в зоне низкоомного проводника Желдонская параметрическая скважина вскрыла терригенный коллектор в интервале глубин 3.6-3.7 км с рассолонасыщенным коллектором.
Ом*м
1 5 10 50 100 500 1000
Рис. 1 . Кусочно-однородная модель ВЧР до глубины 1200 м
Рис. 2. Полная кусочно-однородная модель окрестности параметрической скважины до глубины 4,0 км с высокопроницаемым коллектором р=5 Омм (Белая А.А., Персова М.Г., Федорова Н.С, 2009)
4.2.Реконструкции геоэлектрической модели среды Юрубчено-Тохомского месторождения. Была применена 3D-электроразведка М-ЗСБ по площадной системе наблюдений. Было задействовано около 1000 точек измерений на площади в 400 км . На рис. 3а, 3б представлен сравнительный результат Ш- и 3D- интерпретации, который позволяет увидеть, что дает одномерный подход в условиях неоднородной ВЧР. Объемная реконструкция на глубине 2350 м дает устойчивое положение высокопроводящего горизонта, который идентифицируется как вендский терригенный коллектор. В тоже время Ш-интерпретация больше отражает неоднородное строение ВЧР, чем характеристики продуктивного горизонта, вследствие бокового влияния приповерхностных неоднородностей. Это усугубляется еще и тем, что усредненная проводимость ВЧР здесь перевышает проводимость продуктивного горизонта. В результате количественно охарактеризован венд-рифейский коллектор с неоднородной по латерали проницаемостью. Локализована высокопроницаемая зона коллекторов, окаймляющая Мадринский грабен, а также субвертикальные зоны повышенной проводимости на фоне относительно низкой средней проводимости в 12.5 Сим.
Г еоэлектрический разрез по результатам 3D-интерпретации с учётом ВЧР
Рис. 3а Результат 3D-интерпретации Ш-разрез без учёта ВЧР
ОЬт т 800 650
ы Ц 450 300 200
-2000 ■ = 60 30 15
-4000 | Ё 8
17340000 17350000 17360000 17370000 17380000 17390000 17400000 - 0
Рис. 3б Результат Ш-интерпретации
5. ВЫВОДЫ. В настоящее время в электроразведке ЗСБ, МТЗ произошли существенные изменения благодаря возможности реконструкции данных, измеренных на поверхности земли, в объемное распределение проводимости среды на пространственно распределенных системах наблюдений. Это позволяет ставить полноценные 3D- исследования и добиваться весьма выдающихся результатов, демонстрируя новое качество геофизического прогноза.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Дмитриев, В. И., Захаров Е.В. Интегральные уравнения в краевых задачах электродинамики: Учебное пособие // М.- Изд-во МГУ - 1987. - С. 167.
2. Жданов М.С. Быстрые методы решения трехмерных обратных электромагнитных задач // Университет штата Юта, Солт Лейк сити, США - С. 97-106.
3. Соловейчик Ю. Г., Рояк М.Э., Моисеев В.С., Тригубович Г.М. Моделирование нестационарных электромагнитных полей в трехмерных средах методом конечных элементов // Физика Земли. - 1998. - № 10. - С. 78-84.
4. Захаркин А.К. Методические рекомендации по электроразведочным работам методом ЗСБ с аппаратурой «Цикл» // Новосибирск, СНИИГГиМС - 1981. - С. 98.
5. Эпов М.И. Шурина Э.П. Нечаев О.В. Прямое трехмерное моделирование
векторного поля для задач электромагнитного каротажа // Геол. и геофиз. - 2007. - Т. 48. -№ 9. -
С.989-995.
6. Тригубович Г.М., Персова М.Г., Соловейчик Ю.Г. «3Б-электроразведка становлением поля» // Новосибирск: Наука, 2009. - С. 214.
7. Kamenetsky, F.M., Stettler E.H., Trigubovich G.M. Transient Geo-Electromagnetics // L-M University of Munich, Germany, 2010. - p. 306.
8. Тригубович Г.М., Персова М.Г., Соловейчик Ю.Г. Способ геоэлектроразведки. Патент Российской Федерации на изобретение № 2411549. Приоритет - 06.10.2009, выдан - 10.02.2011.
© Г. М. Тригубович, А. А. Белая, Е. Н. Махнач, А. В. Мамаева, 2014
