CC BY
124
УДК 550.8
Современные достижения и проблемы промысловой геологии и геофизики ПАО «Газпром»
Е.А. Пылёв1, Д.Н. Крылов1*, Ю.М. Чуриков1, А.С. Смирнов2, С.В. Кожевников3, И.М. Чупова3
1 ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Российская Федерация, 142717, Московская обл., Ленинский р-н, с.п. Развилковское, пос. Развилка, Проектируемый пр-д № 5537, вл. 15, стр. 1
2 ООО «Газпром геологоразведка», Российская Федерация, 625000, г. Тюмень, ул. Герцена, д. 70
3 ООО «Газпром георесурс», Российская Федерация, 117418, г. Москва, ул. Новочеремушкинская, д. 65
* E-mail: D_Krylov@vniigaz.gazprom.ru
Тезисы. Для решения проблем, возникающих в ходе геологоразведочных работ (ГРР), опытно-промышленной эксплуатации и разработки месторождений в сложных геолого-технических условиях, необходим комплексный подход, предусматривающий использование современных достижений и инновационных технологий. Для Чаяндинского и Ковыктинского месторождений при ограниченных возможностях «классических» геофизических методов это позволит значительно повысить эффективность ГРР и обеспечить выполнение контрактных обязательств по проекту «Сила Сибири».
В ООО «Газпром ВНИИГАЗ» разработаны и совершенствуются инновационные технологии регионального геологического моделирования и интерпретационной обработки геолого-геофизических данных. Предложена методика построения эффективной разломно-блоковой модели осадочного разреза, наиболее полно учитывающая специфические особенности его строения и нефтегазонос-ности. Методика адаптирована для условий Восточной Сибири, где осадочный чехол характеризуется повсеместным нарушением сплошности пород. Разработанная модель поможет снизить риски, связанные с неоднозначностью геологической интерпретации, и упростить планирование добычи газа в этом регионе.
Полнота и состав комплекса геофизических исследований скважин (ГИС) играют большую роль в получении достоверных геолого-геофизических данных по результатам бурения. Особенно эффективным является применение расширенного комплекса ГИС (за счет включения ядерно-магнитного каротажа, импульсного нейтронного литологического каротажа, акустического и электрического микросканирования) при изучении сложнопостроенных коллекторов венда и определении подсчетных параметров на месторождениях Восточной Сибири.
Для решения задач геонавигации разработаны теоретические и методические основы метода электромагнитного каротажного зондирования сверхширокополосными импульсами (ЭКЗ-СКИ), внедрение которого позволит решать многие геолого-технологические задачи при бурении наклонно-направленных и субгоризонтальных стволов эксплуатационных скважин.
При контроле разработки и испытания пластов, определении потоков флюидов в пласте и колонне, оценке технического состояния скважин хорошо зарекомендовала себя комплексная аппаратура спектрального шумомера, разработанная ООО «ТГТ Прайм».
При интенсификации добычи углеводородов с помощью гидроразрыва пластов успешно используется комплексный анализ данных о микросейсмических событиях, изменении объема среды и поля рассеянных волн.
Развитие промысловой геологии и геофизики неразрывно связано с задачами и проблемами, возникающими при проведении геологоразведочных работ (ГРР), опытно-промышленной эксплуатации и разработке месторождений. В настоящее время ГРР постепенно перемещаются в районы Восточной Сибири, где месторождения характеризуются высокой степенью объемной литолого-фациальной и структурно-тектонической неоднородности, а запасы углеводородов (УВ) в большей части приурочены к древним отложениям рифея и венда - нижнего кембрия, коллекторы которых отличаются сложным строением, вызванным вторичными преобразованиями (карбонатизацией, галитизацией, ангидритизацией).
Для решения возникающих проблем необходим комплексный подход, предусматривающий использование современных достижений в сейсморазведке, геофизических исследованиях скважин (ГИС) при бурении и испытании, реализации
Ключевые слова:
инновационные
технологии,
региональное
геологическое
моделирование,
интерпретационная
обработка геолого-
геофизических
данных,
Восточная Сибирь, комплекс «Умное осреднение», геофизические исследования скважин, спектральный шумомер, электромагнитное каротажное зондирование сверхширокополосными импульсами, анализ
микросейсмических событий.
эффективного вторичного вскрытия пластов. Использование инновационных технологий на этапах разведки и разработки для таких месторождений, как Чаяндинское и Ковыктинское, позволит при ограниченных возможностях «классических» геофизических методов значительно повысить эффективность ГРР и обеспечить выполнение контрактных обязательств по проекту «Сила Сибири».
Проблемы и пути повышения эффективности сейсмических исследований
Наибольшее отличие методик и алгоритмов интерпретации в подрядных организациях отмечается на этапах инверсии и изучения нарушений сплошности горных пород (элементов разломной тектоники, трещиноватости). Возможность использования «высокочувствительных» инверсий следует в обязательном порядке обосновывать результатами моделирования. Во многих случаях эта процедура выполняется формально и не обеспечивает получения новой геологической информации.
Следует также отметить, что при недостаточном контроле структурного плана по данным бурения необходимо особое внимание уделять построению достоверной скоростной модели среды, включающей интервал зоны малых скоростей. Стандартные подходы, основанные на получении тесных статистических зависимостей глубины от времени, в этих условиях могут приводить к ошибкам картопостроений.
В ООО «Газпром ВНИИГАЗ» разработаны и совершенствуются инновационные технологии регионального геологического моделирования и интерпретационной обработки геолого-геофизических данных [1]. Развитие направления регионального моделирования позволит улучшить качество геолого-геофизических баз данных и облегчит принятие оптимальных управленческих решений. Интерпретационная обработка геолого-геофизических данных в свою очередь позволит раскрыть дополнительный потенциал многих методов и повысить достоверность получаемых результатов. Комплекс технологий интерпретационной обработки «Умное осреднение» в основном решает следующие задачи:
• выявления и оконтуривания аномалий сложной формы в присутствии помех, расчета разномасштабных интерпретационных образов, оптимизации проведения сейсмического атрибутного анализа;
• интерполяции значений цифровых 2Б-полей и валидационной оценки точности вариантов картопостроений по материалам бурения;
• расчета эффективных пластовых Ш-моделей непосредственно по кривым ГИС.
Детальное картирование зон трещинова-тости и элементов малоамплитудной тектоники по материалам современной сейсморазведки можно производить лишь с известной долей условности. При этом местоположение разломов и распространение связанной с ними тре-щиноватости пород должны в обязательном порядке учитываться при планировании добычи на месторождениях. Однако невозможно получить математически идентичные интерпретационные решения в части определения разломно-блокового строения среды на основе данных различных геофизических методов и интерпретационных технологий при том, что тектонические разломы объективно существуют в «единственном варианте». Даже при интерпретации данных сейсморазведки МОГТ-ЗБ, считающихся наиболее информативными, нередки случаи, когда на основе одного и того же набора специальных сейсмических атрибутов разные интерпретаторы предлагают существенно отличные разломно-блоковые модели. Эта проблема особенно остро встала при изучении лицензионных территорий ПАО «Газпром» в Восточной Сибири.
ООО «Газпром ВНИИГАЗ» предложена методика построения эффективной разломно-блоковой модели (ЭРБМ) осадочного разреза, которая наиболее полно учитывает специфические особенности, связанные с продолжительными и разнонаправленными тектоническими воздействиями. Методика адаптирована для условий Восточной Сибири, осадочный разрез которой характеризуется повсеместным нарушением сплошности (целостности) пород; она поможет снизить риски, связанные с неоднозначностью геологической интерпретации, и упростить планирование добычи в этом регионе.
Принципиально новым элементом ЭРБМ являются границы обширных областей (зоны) нарушения сплошности пород, выделяемых в исходном 3Б-поле сейсмических атрибутов в виде многочисленных хаотически расположенных поверхностей смещения (разрыва). Введение в модель зон трещиноватости в виде
МОГТ - метод общей глубинной точки.
поля непрерывных (плавных) количественных оценок трещиноватости позволяет дополнительно использовать возможности геостатистики для уточнения распределения трещиноватости в пространстве.
На Чаяндинском нефтегазоконденсат-ном месторождении (НГКМ) определяющую роль в формировании пород-коллекторов и их свойств играют особенности процесса осадконакопления. Однако нарушение сплошности пород, отображаемое в полях сейсмических атрибутов (условная сейсмическая трещи-новатость разреза), является существенным дополнительным фактором, отрицательно влияющим на добычные характеристики скважин [2, с. 47-48, см. рис. 5, 6]. По всей видимости, наиболее крупные трещины в процессе вторичных преобразований коллекторов оказались «залечены» гидротермальными образованиями, внедрениями глинистого материала и мелких частиц «перетертой» породы [3].
Наличие зависимости между значениями условной (сейсмической) трещиноватости и начальными дебитами газовых скважин показывает дополнительные возможности использования сейсмической информации для решения задач проектирования разработки.
На территории Ковыктинского газокон-денсатного месторождения (ГКМ) в настоящее время завершены широкоазимутальные сейсморазведочные работы МОВ ОГТ-3Б2, результаты которых позволят сформировать единую геолого-структурную основу построения геологической модели месторождения. На современной стадии изученности границы Ковыктинского ГКМ установлены с определенной долей условности и во многом носят прогнозный характер. Существенная тектоническая дислоцированность отдельных участков месторождения, неоднородности верхней части разреза приводят к ухудшению прослеживания сейсмических отражающих горизонтов [4]. В этих условиях целесообразно интегрировать разнородную геофизическую информацию [5] и применять дополнительные приемы обработки сейсмических данных [6, 7].
На Ковыктинском ГКМ выделяются тектонические нарушения, морфология которых характерна для надвиговых систем. Интенсивность складчато-надвиговых
2 МОВ ОГТ - метод отраженных волн в модификации общей глубинной точки.
деформаций наиболее значительна в солевом и надсолевом структурных комплексах. Изучение шарьяжно-надвиговых структур необходимо при рассмотрении закономерностей глобального размещения месторождений углеводородного сырья.
На территории Ковыктинского ГКМ гало-генно-карбонатная часть разреза является дополнительным объектом изучения как имеющая перспективы газоносности. С целью получения достоверной модели необходима комплексная интерпретация информации сейсмических и электроразведочных работ, а также бурения и ГИС. При анализе данных в районе скважин с поглощением бурового раствора отмечается повышение проводимости горизонта, тогда как значения сейсмических амплитуд понижаются (рис. 1). Выявленные закономерности согласуются с данными о строении рассматриваемых горизонтов, которые характеризуются повышенной трещиноватостью, кавер-нозностью и аномально высоким пластовым давлением.
Интеграция структурной и геоэлектрической 3Б-моделей, полученных по результатам материалов МОВ ОГТ-3Б и электроразведки 3Б ЗСБ (метод зондирования становлением поля в ближней зоне), позволяет картировать зоны коллекторов, приуроченные к склонам и погруженным частям структур. Локальное повышение продольной проводимости также может соответствовать зонам флю-идонасыщенной трещиноватости. По результатам анализа флюидопроявлений в скважинах (поглощений, нефтегазоводопроявлений) можно сделать вывод, что в большинстве случаев наличие коллектора (в том числе аномального) характеризуется повышенными значениями рассеянной компоненты сейсмических волн (рис. 2) и повышенной продольной проводимостью (по 3Б ЗСБ).
Возможности оптимизации и расширения комплекса ГИС при изучении сложнопостроенных коллекторов месторождений Восточной Сибири
Актуальной проблемой промысловой геологии является получение при ГРР достоверных, научно обоснованных параметров для подсчета запасов и эффективной разработки месторождений комплексом методов исследований скважин при условии приемлемых технико-экономических показателей. При
Келорский горизонт
58-КОВ 53-КОВ 72-КОВ 18-КОВ 52-КОВ 61-КОВ
бО-КОВ 74-КОВ
Амплитуды: Проводимость:
Щ фоновые □ фоновая
Ц аномальные Ц аномальная
■ продольная проводимость
■ эффективная амплитуда импульса когерентность сигнала
■100 ■80 ■60 ■40 ■20 ■0
■100
■80 *
■60 |
■40 |
■20 | 0
■100 80 60 ■40 20 0
=| 1000 I
I 500 0
-500
б -юоо
-1500 -2000 -2500
В
53-КОВ
ОГ
геоэлектрические горизонты
предполагаемые тектонические нарушения скважины глубокого бурения отражающий горизонт
Флюидопроявления:
поглощение бурового раствора
газопроявление
приток рапы
поглощение бурового раствора и рапопроявление 4 поглощение бурового раствора и газопроявление
Рис. 1. Ковыктинское ГКМ. Сводный геофизический профиль через скв. 58-53-72-18-52-61-60-74: а - графики изменения сейсмических атрибутов; б - геоэлектрический разрез; в - сейсмический разрез
этом полнота и состав комплекса ГИС играют большую роль в получении достоверных геолого-геофизических данных по результатам бурения скважины. Особенно актуальным является применение расширенного комплекса ГИС при изучении сложнопостроенных коллекторов венда [3, 8], которым в последние годы уделяется достаточно много внимания
в связи с интенсивным разведочным и начавшимся эксплуатационным бурением на месторождениях, являющихся базовыми для газотранспортной системы «Сила Сибири».
На Чаяндинском НГКМ в настоящее время активно ведется эксплуатационное бурение, за 2016-2018 гг. пробурены около 100 эксплуатационных скважин с горизонтальным
а
в
Рис. 2. Комплексирование результатов сейсмо- и электроразведки: а - графики продольной проводимости и амплитуды рассеянной компоненты сейсмических волн для бильчирского горизонта; б - разрез амплитуд рассеянной компоненты сейсмических волн;
в - геоэлектрический разрез
окончанием ствола. Продолжается и доразвед-ка залежей: в 2019-2024 гг. планируется бурение шести независимых разведочных скважин и семи зависимых, из них 11 скважин предусмотрены для изучения залежей хамакинско-го горизонта и две - для доразведки талахского и вилючанского горизонтов. На Тас-Юряхском месторождении закончены бурением четыре
скважины, предусмотренные этапом доразвед-ки месторождения в целях оценки возможности создания подземного хранилища предварительно сконцентрированного гелия в талахском горизонте. На Ковыктинском месторождении дополнением к проекту ГРР планируется бурение пяти разведочных скважин в 2018-2020 гг. с целью перевода запасов в категорию С1,
отработки технологии безаварийной проводки скважин в осложненных геолого-технических условиях, а также апробации методов эффективного вскрытия и интенсификации притоков пластовых флюидов.
Геолого-геофизическое сопровождение бурения разведочных и эксплуатационных скважин на этих месторождениях в 2015-2017 гг. осуществляли коллективы ООО «Газпром георесурс», ООО «Газпром ВНИИГАЗ», ООО «ЦНИПГИС». Целевым объектом разведочного и эксплуатационного бурения являлись залежи в ботуобинском, хамакинском, та-лахском горизонтах на Чаяндинском НГКМ, ботуобинском и талахском горизонтах на Тас-Юряхском НГКМ, парфеновском горизонте на Ковыктинском ГКМ. Вскрытые в этих горизонтах коллекторы характеризуются сложным структурным и текстурным строением, отличаются высокой минерализацией пластовых вод, низкими пластовыми температурами и аномально низкими пластовыми давлениями и представляют собой сложные объекты с точки зрения изучения стандартными методами ГИС.
Как известно, метод потенциалов естественной поляризации горных пород, успешно применяемый при выделении коллекторов и оценке фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пластов на месторождениях Западной Сибири, на месторождениях Восточной Сибири неинформативен, что вызвано сложными геолого-техническими условиями залегания и вскрытия коллекторов. Выделение коллекторов в вертикальных скважинах осуществляется по наличию радиального приращения удельного электрического сопротивления, определяемого разноглубинными электрическими методами ГИС - бокового каротажа (БК), бокового микрокаротажа (БМК), высокочастотного индукционного каротажного изопараметриче-ского зондирования (ВИКИЗ), и уменьшению диаметра ствола скважины, обусловленному образованием глинистой корки при фильтрации бурового раствора в проницаемые пласты-коллекторы. При этом зачастую прямые признаки наличия коллекторов даже в вертикальных скважинах имеют значительную долю неоднозначности.
Высокую эффективность при выделении и оценке ФЕС сложнопостроенных терриген-ных и карбонатных коллекторов месторождений Восточной Сибири показало комплекси-рование акустического (АК) и плотностного
гамма-гамма (ГГК-П) каротажа. Так, методика определения коэффициента пористости по акустическому импедансу для коллекторов Чаяндинского НГКМ была принята Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых при подсчете запасов в 2015 г. (ООО «Газпром ВНИИГАЗ»). Акустический импеданс является комплексным параметром, позволяющим снизить влияние литоло-гической неоднородности на показания методов ГИС, и выражается отношением объемной плотности пород по ГГК-П к интервальному времени пробега упругой волны по АК.
Широкое применение в последние годы ядерно-магнитного каротажа (ЯМК) при изучении вендских отложений Восточной Сибири (Чаяндинское, Тас-Юряхское, Ковыктинское месторождения) позволило существенно повысить эффективность выделения коллекторов, их оценки и, соответственно, в целом разведочного бурения. ЯМК позволяет решать следующие задачи: определения эффективной мощности, общей и эффективной пористости, коэффициента остаточной водонасыщенности, коэффициента проницаемости, характера насыщения пластов. Сопоставление данных ЯМК с керновыми исследованиями характеризуется достаточной сходимостью. Преимущество метода - определение ФЕС пород вне зависимости от их литологического состава. При применении ЯМК на Чаяндинском НГКМ наблюдалось значительное увеличение коэффициента общей эффективности заключений по ГИС относительно применения только стандартного комплекса (за счет результативности испытаний в колонне) с 40 до 62 % (данные ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2013 г.). На территории Ямало-Ненецкого автономного округа, по данным ООО «Газпром георесурс» (2014 г.), этот же показатель увеличился с 30 до 70 %.
Для отложений венда Восточной Сибири, в большей степени для талахского горизонта, характерна микрослоистость, оценить влияние которой стандартными методами в вертикальных скважинах в силу разрешающей способности ГИС невозможно. Для изучения микрослоистости в разведочных скважинах Чаяндинского и Тас-Юряхского месторождений применялись акустический и электрический микросканеры (FMI). Аппаратура FMI позволяет регистрировать имиджи микробокового каротажа, по результатам интерпретации которых выделяются прослои толщиной от 1 до 20 см. Результаты
Heated
13.11
241.9®
Динамический имидж
0 2.6Е+02
Ориентация изображения, град. N Е S W N
90 180 270 360
> /
/ \
Э
Элементы разреза: ^ границы пластов
V залеченныетрещины микроразлом
К техногенныетрещины 8 техногенный объект У трещины
У трещины фундамента
V усиленные бурением трещины ^ частичныетрещины
01р_ТРи
90
Heated
4.23 24|2.$8
Статический имидж
I 2.6Е+02
Ориентация изображения, град N Е S W N
90 180 270 360
г »я? тщ TW
Рис. 3. Тас-Юряхское НГКМ, талахский горизонт. Сопоставление результатов интерпретации отсканированных FMI изображений и фотографии колонки керна
в дневном свете
N
W
FMI хорошо коррелируются с данными исследований керна (рис. 3). Тонкослоистость продуктивного разреза Чаяндинского НГКМ была подтверждена результатами интерпретации ГИС в горизонтальных стволах скважин, где толщина выделенных неоднородных прослоев коллекторов по вертикали составляет в среднем 0,1 м, уменьшаясь в отдельных частях разреза до 0,01...0,02 м. Следует отметить, что в горизонтальных стволах эксплуатационных скважин выделение коллекторов вендских отложений усложняется еще больше, так как к осложняющим интерпретацию факторам добавляется определенная ограниченность
комплекса ГИС (отсутствие ЯМК, комплекса БК-БМК), а также неоднозначность прямых качественных признаков по ВИКИЗ из-за влияния вмещающих пород. С учетом этого по итогам анализа результатов интерпретации ГИС в разведочных скважинах Чаяндинского НГКМ в ООО «Газпром ВНИИГАЗ» разработаны методические приемы выделения коллекторов по количественным диагностическим признакам, реализуемым комплексом АК-ГГК-ГК-НК-ВИКИЗ3, которые успешно применяются
3 ГК - гамма-каротаж, НК - нейтронный каротаж, также см. далее НКТ - нейтронный каротаж по тепловым нейтронам.
в настоящее время при геолого-геофизическом сопровождении эксплуатационного бурения. Для выделения коллекторов, оценки ФЕС и за-солоненности отложений в эксплуатационных скважинах Чаяндинского НГКМ успешно применяется импульсный нейтронный литоло-гический каротаж (ИНК-Л), аппаратура которого разработана и внедрена в производство российской компанией ООО «НПП Энергия». Использование методов и технологии ИНК, реализующих применение генераторов нейтронов, позволяет существенно повысить информативность и разрешающую способность исследований и способствует технологичности и безопасности ведения работ в скважинах.
Основными параметрами, измеряемыми методом ИНК-Л, являются макроскопическое сечение поглощения тепловых нейтронов атомами среды, плотность потока тепловых нейтронов по двум зондам, а также их отношение, функционально связанное с водородосодер-жанием пласта (V). Аппаратура предназначена для определения водородосодержания, эффективной пористости и расчета коэффициента нефтегазонасыщенности в буримых скважинах, а также для определения текущего газоводяного контакта и расчетных значений текущей газонасыщенности коллекторов в обсаженных вертикальных и наклонных скважинах при контроле разработки месторождений.
Методика количественной оценки коэффициентов нефтегазосыщенности по данным ИНК разработана специалистами ООО «Газпром георесурс».
При сопоставлении значений емкостных свойств в открытом стволе по данным классических методов ГИС (НК, ГГК-П, АК) и импульсного нейтронного литологическо-го каротажа наблюдается их практически полная тождественность. Применение метода на Чаяндинском НГКМ показало, что данные ИНК-Л в комплексе с геофизическими методами (ГК - ГГК-П - АК - НКТ) позволяют повысить достоверность определения типов флюидов, насыщающих коллекторы, и их количественное содержание, а также более четко охарактеризовать породы по глинистой составляющей (рис. 4).
Необходимо также отметить, что хорошие результаты получены при оценке засолонения коллекторов хамакинского горизонта. В горизонтальных участках ствола выделены засо-лоненные интервалы, которые из-за незначи-
тельного содержания соли по стандартному комплексу методов ГИС практически не фиксируются (рис. 5). При этом следует отметить, что наличие засолоненности существенно искажает в сторону уменьшения расчетные (по ИНК-Л) значения коэффициента нефтега-зонасыщенно сти.
При строительстве эксплуатационных скважин с горизонтальным окончанием ствола на базовых месторождениях для газотранспортной системы «Сила Сибири» одной из актуальных проблем является получение в процессе бурения информации о непересекае-мых стволом скважины геологических объектах, оценка их расположения в пространстве относительно ствола скважины, определение их свойств и насыщения. Соответствующие данные необходимы для геонавигации - проводки горизонтальных скважин по наиболее благоприятной траектории. Для решения этой задачи требуется в реальном времени определять литологию, ФЕС и характер насыщения горных пород на 5...10 м выше и ниже ствола и хотя бы на 5 м впереди долота.
Наибольшее распространение для целей геонавигации в настоящее время получили электромагнитные методы исследования. Однако практикуемые в настоящее время методы обладают такими недостатками, как низкие чувствительность и разрешающая способность. Перспективным с точки зрения геонавигации является метод электромагнитного каротажного зондирования сверхширокополосными импульсами (ЭМЗ-СКИ). По физическим принципам он аналогичен методу георадиолокации, применяемому для решения аналогичных задач в инженерной и угольной геологии. Время прихода импульсов позволяет оценивать дальность исследуемых объектов, а изменение их спектра - электромагнитные параметры исследуемой среды. Основное преимущество метода - возможность определения геометрических параметров геологических объектов, а также выявления контрастных геологических границ и определения электромагнитных свойств пород в диапазоне глубинности исследования до десятков метров.
ЭМЗ-СКИ отличает то, что сигналы от геологических объектов на разном удалении от ствола скважины разделены по времени и регистрируются раздельно. Предельная дальность выделения геологических объектов определяется только мощностью излучателя
Коллекторы: • чистый • глинистый
| непроницаемые горные породы
Рис. 4. Чаяндинское НГКМ. Оценка глинизации пород комплексом геофизических методов (ГК - ГГК-П - АК - НКТ - ИНК-Л): БЗ, МЗ - большой, малый зонды соответственно; Кпэф - коэффициент эффективной пористости
и чувствительностью приемника и теоретически не ограничена. Метод наиболее эффективен для выявления в непроводящей геологической среде электропроводящих границ, таких как газоводяной и воднефтяной контакты, дальность обнаружения которых в этом случае может достигать десятков метров. Поэтому первоочередной технологической задачей, которую можно решить при помощи ЭМЗ-СКИ, является геонавигация ствола скважины в продуктивном пласте.
Метод ЭМЗ-СКИ пока не имеет внедренных в практику исследования скважин аналогов как в России, так и за рубежом. В настоящее время ООО «Газпром георесурс» разработаны рекомендации «Метод электромагнитного зондирования. Основные положения», создающие основу для разработки и внедрения в производственную практику ПАО «Газпром» метода ЭМЗ-СКИ. Развитие каротажного электромагнитного зондирования не только дает
Рис. 5. Чаяндинское НГКМ. Выделение интервалов засолонения разреза
по данным ГК и ИНК-Л
ПАО «Газпром» возможность решать задачу импортозамещения, но и позволит обладать новыми современными технологиями в области геофизических исследований скважин.
В отношении месторождений, характеризующихся сложными геолого-техническими условиями вскрытия пластов и находящихся на этапе начала разработки, к которым относится Чаяндинское НГКМ, стоит важная задача оценки эффективности применения новых технических решений, реализуемых при эксплуатационном бурении. При этом особенно актуальны задачи определения профиля и состава притока и оценки технического состояния скважин, для решения которых необходимо использование широкого комплекса методов ГИС-контроля. В двух скважинах Чаяндинского
НГКМ в комплексе геофизических исследований был применен спектральный шумо-мер ООО «ТГТ Прайм», реализующий запись спектрального шумомера в комплексе с термометрией (HPT) и магнитной дефектоскопией (MID). В основе метода спектральной шумоме-трии (SNL) лежит регистрация звуковых колебаний в широком диапазоне частот. Движения флюида в поровом пространстве и по стволу скважины генерируют звуковые колебания, которые регистрируются прибором. Применение этого метода целесообразно для целей определения интервалов движения флюидов и оценки технического состояния скважин. По различающимся частотным характеристикам шума вызывающие его потоки флюида дифференцируются на потоки внутри колонны, потоки
Рис. 6. Основные аспекты применения спектральной шумометрии (ООО «ТГТ Прайм»)
по цементному камню, потоки, связанные с нарушениями целостности конструкции скважины, потоки по трещинам и поровому пространству пласта-коллектора (рис. 6).
Очевидно, что применение комплекса методов, предлагаемых ООО «ТГТ Прайм», целесообразно при решении наиболее сложных геологических и технических задач, а также в случае неоднозначности интерпретации данных стандартного комплекса исследований. В ходе применения и интерпретации комплекса спектрального шумомера (SNL + HPT + MID) необходим учет всей геолого-геофизической информации по скважине и месторождению, без чего возможны ошибки в выделении границ работающих интервалов и выводах о заколон-ных перетоках. При этом, по мнению специалистов ООО «Газпром ВНИИГАЗ», требуется дополнительная проработка методических вопросов, в том числе учет шумовых помех, исключение наличия отраженных и преломленных звуковых колебаний, фиксируемых спектральным шумомером вблизи интервала перфорации, учет искажений за счет наличия воды в интервале работающих пластов.
Данные шумометрии дают существенную дополнительную информацию о профиле притока, уточняя интервалы наиболее интенсивного притока газа из пласта, однако при наличии воды в стволе отмечается значительное искажение сигнала.
Применение микросейсмического мониторинга для контроля гидроразрыва пласта
Для рентабельной добычи УВ из залежей в низкопроницаемых коллекторах Восточной
Сибири целесообразно использовать классические «сланцевые» технологии - горизонтального бурения с высокой плотностью и массированного гидроразрыва пласта (ГРП). Для контроля ГРП рекомендуется использование рассеянных волн совместно с традиционной структурной сейсморазведкой МОВ ОГТ 2Б и 3Б в современных широкоазимутальных модификациях. Комплексный подход к проектированию ГРП с анализом микросейсмических событий, измерением объема среды и одновременным изучением поля рассеянных волн является наиболее эффективным способом интенсификации добычи УВ, нашедшим широкое применение за рубежом.
Наблюдаемая в процессе микросейсмического мониторинга ГРП волновая картина осложнена внешними помехами, которые проявляются при наземной регистрации слабых сигналов. При измерениях в наблюдательных скважинах, где отношение сигнал/ шум может достигать 100 и более, внешние помехи влияют слабо [4, 9]. Главным ограничением использования скважинного мониторинга является трудность подбора наблюдательной скважины. Результаты многочисленных работ свидетельствуют, что расстояние, на котором можно наблюдать микросейсмические события, отличается для различных сейс-могеологических условий. Наземные измерения имеют преимущество перед скважинны-ми в том, что обеспечивают более представительные наблюдения в пространстве, особенно при мониторинге горизонтальных скважин. При этом должно выполняться условие заглубления группы высокочувствительных геофонов на 1...15 м. Выделение серии
микросейсмических событий, происходящих в процессе проведения ГРП, выполняется на основе специальных алгоритмов, в том числе в режиме онлайн с привлечением априорных данных. На стадии инверсионных процедур обязательным элементом обработки служит оценка неопределенности в положении источника микросейсмических событий, вызванной ошибками измерения, неточностью априорных данных, используемых в вычислениях, и идеализацией модели.
В процессе использования поля рассеянных волн, сформированных совокупностью трещин и зависящих в большей степени от распределения неоднородностей, чем от акустической характеристики среды, возникает необходимость обязательного полноволнового сейсмического моделирования. Вопросы формирования волнового поля в случайно-неоднородных средах (зонах развития трещиноватости и каверн) изучены недостаточно, что сказывается на необходимости применения комплексного подхода в интерпретации зарегистрированных рассеянных волн совместно с мониторингом ГРП.
На участках ПАО «Газпром» современные подходы с учетом зарубежного опыта в области геологоразведочных работ и добычи УВ-сырья внедряются для изучения сложнопостроенных и нетрадиционных залежей УВ. Более активное и широкое вовлечение в разработку ресурсов сложнопостроенных отложений должно положительно сказаться на технологическом развитии и снизить затраты при разработке традиционных месторождений, обеспечить инновационное лидерство ПАО «Газпром» в области добычи газа.
Список литературы
1. Крылов Д.Н. Использование технологии оптимизационного осреднения при решении задач интерпретации числовых характеристик геологической среды / Д.Н. Крылов // Технологии сейсморазведки. - 2016. - № 4. - С. 13-20.
2. Крылов Д.Н. Исследование влияния трещиноватости на продуктивность скважин Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения / Д.Н. Крылов, И.В. Чурикова, А. А. Чудина // Вести газовой науки: Актуальные проблемы добычи газа. -
М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2018. - № 1 (33). -С. 41-53.
***
Таким образом, при изучении сложнопо-строенных месторождений необходимо оптимальное комплексирование методов изучения продуктивных отложений с привлечением инновационных технологий сейсморазведки, электроразведки, ГИС и вторичного вскрытия пластов. Для изучения характеристик коллекторов Восточной Сибири в разведочных скважинах эффективно применение в составе комплекса ГИС электрического микро сканирования и ЯМК. При эксплуатационном бурении для получения дополнительной информации целесообразен ИНК-Л.
Актуально также развитие новых методов ГИС, в частности электромагнитного зондирования скважинного пространства, с целью обеспечения оптимальной геонавигации горизонтальных стволов эксплуатационных скважин в условиях межскважинной анизотропии. В условиях сложных геолого-технических условий целесообразно применение расширенного комплекса ГИС - контроля при решении задач определения профиля притока и контроля технического состояния ствола скважины.
Комплексный подход к проектированию ГРП с анализом микросейсмических событий с одновременным изучением поля рассеянных волн является наиболее эффективным средством интенсификации добычи УВ.
Использование инновационных технологий на этапах доразведки, эксплуатации и разработки сложнопостроенных месторождений, таких как Чаяндинское НГКМ и Ковыктинское ГКМ, позволит при ограниченных возможностях стандартных геофизических методов значительно повысить эффективность ГРР и обеспечить выполнение контрактных обязательств по проекту «Сила Сибири».
3. Рыжов А.Е. Типы и свойства терригенных коллекторов венда Чаяндинского месторождения / А.Е. Рыжов // Вести газовой науки: Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2013. - № 1 (12). - С. 145-160.
4. Шелихов А.П. Ковыктинское газоконденсатное месторождение: анализ проявления геологического строения в поле силы тяжести / А.П. Шелихов, А.С. Смирнов, Н.Н. Яицкий // Матер. 43-й сессии Международного научного семинара им. Д.Г. Успенского. - Воронеж, 2016. - С. 183-186.
5. Смирнов А.С. Интеграция геолого-
геофизических данных - путь к созданию достоверной модели Ковыктинского газоконденсатного месторождения / А.С. Смирнов, И.В. Горлов, Н.Н. Яицкий и др. // Геология нефти и газа. - 2016. - № 2. С. 56-66.
7. Бондарев В.И. Временные разрезы
направленного видения в сейсморазведке методом многократных перекрытий / В.И. Бондарев, С.М. Крылатков, А.С. Смирнов // Технологии сейсморазведки.
8. Поляков Е.Е. Продуктивность
сложнопостроенных терригенных коллекторов венда Чаяндинского месторождения в зависимости от литолого-петрофизических свойств и геолого-технических условий вскрытия отложений / Е.Е. Поляков, Е.А. Пылев, И.В. Чурикова и др. // Территория нефтегаз. - 2017. - № 12. - С. 22-32.
2005. - № 3. - С. 49-55.
6. Первушин А.В. Новый способ обработки сейсмических данных при изучении сложнодислоцированных осадочных толщ / А.В. Первушин, Ю.З. Сегаль, А.С. Смирнов // Матер. Международной конференции и выставки «Санкт-Петербург-2006». - СПб., 2006.
9. Uncertainty analysis of hydraulic fracture parameters measured by Tiltmeter Mapping. -Pinnacle, Halliburton, 2011. - http://www. halliburton.com/public/pinnacle/contents/Data Sheets/web/H08333.pdf
State-of-art achievements and issues of field geology and geophysics in the Gazprom PJSC
Ye.A. Pylev1, D.N. Krylov1*, Yu.M Churikov1, A.S. Smirnov2, S.V. Kozhevnikov3, I.M. Chupova3
1 Gazprom VNIIGAZ LLC, Bld. 1, Estate 15, Proyektiruemyy proezd no. 5537, Razvilka village, Leninsky district, Moscow Region, 142717, Russian Federation
2 Gazprom Geologorazvedka LLC, Bld. 70, Gertsena street, Tyumen, 625000, Russian Federation
3 Gazprom Georesurs LLC, Bld. 65, Novocheremushkinskaya street, Moscow, 117418, Russian Federation * E-mail: D_Krylov@vniigaz.gazprom.ru
Abstract. To solve problems occurring in course of geological prospecting, pilot operation and development of fields in complicated environment, a complex approach supposing usage of modern achievements and innovations is necessary. In case of Chayanda and Kovykta fields where capacity of classical well logging is limited, the complex approach will considerable improve geological prospecting and provide performance of contract liabilities for the "Power of Siberia" project.
The Gazprom VNIIGAZ LLC has designed and perfects now the innovative technologies for regional geological modelling and interpretative processing of well log data. A procedure for designing efficient fault block model of a sedimentary sequence is suggested. It fully considers specific structure and oil-gas-bearing capacity of the studied section. The named procedure is adjusted to conditions of Eastern Siberia where the sedimentary mantle is notable for all-round rock discontinuity. The developed model will help to decrease risks related to ambivalence of geological interpretations, and to simplify planning of gas production in the region.
Completeness and composition of well logging measurements are important for generation of true geological-geophysical data according to drilling records. At studying complex Vendian reservoirs and determination of Eastern-Siberian field volumetrics, the most efficient way is to apply an enlarged complex of probing measurements (owing to incorporation of a nuclear magnetic logging, pulse neutron-lifetime lithological logging, acoustic and electric micro-scanning).
For the purposes of geonavigation the principals and basic methods of ultrabroadband electromagnetic logging are elaborated. Implementation of ultrabroadband electromagnetic logging will easy up various geological and engineering tasks related to drilling of inclined and subhorizontal shafts of running wells.
For control of strata development and testing, determination of fluid flows in a layer and in a column, estimation of well health the complex spectral sound meter equipment produced by the TGT Praym LLC is recommended.
During stimulation of hydrocarbon production using hydraulic fracturing the complex analysis of micro-seismic events, changing of material volume and fields of scattered waves is successfully applied.
Keywords: innovative technologies, regional geological modelling, interpretative processing of well log data, Eastern Siberia, smart averaging, geophysical well logging, spectral sound meter, ultrabroadband electromagnetic logging, analysis of microseismic events.
References
1. KRYLOV, D.N. Application of smart averaging to solve problems of interpreting numerical characteristics of geological medium [Ispolzovaniye tekhnologii optimizatsionnogo osredneniya pri reshenii zadach interpretatsii chislovykh kharakteristik geologicheskoy sredy]. Tekhnologii Seysmorazvedki. 2016, no. 4, pp. 13-20. ISSN 1813-4254. (Russ.).
2. KRYLOV, D.N., I.V. CHURIKOVA, A.A. CHUDINA. Studying fracturing influence on Chayanda oil-gas-condensate field flow rates [Issledovaniye vliyaniya treshchinovatosti na produktivnost skvazhin Chayandinskogo neftegazokondensatnogo mestorozhdeniya]. Vesti Gazovoy Nauki. Moscow: Gazprom VNIIGAZ LLC, 2018, no. 1 (33): Actual issues of gas production, pp. 41-53. ISSN 2306-8949. (Russ.).
3. RYZHOV, A. Ye. Types and properties of the clastic Vendian reservoirs of Chayandinskoe NGKM [Tipy i svoystva terrigennykh kollektorov venda Chayandinskogo mestorozhdeniya]. Vesti Gazovoy Nauki: collected scientific technical papers. Moscow: Gazprom VNIIGAZ LLC, 2013, no. 1 (12): Actual problems of studies of hydrocarbon field bedded systems, pp. 145-160. ISSN 2306-8949. (Russ.).
4. SHELIKHOV, A.P., A.S. SMIRNOV, N.N. YANITSKIY. Kovykta gas-condensate field: analyzing manifestation of geological structure in gravity field [Kovyktinskoye gazokondensatnoye mestorozhdeniye: analiz proyavleniya geologicheskogo stroyeniya v pole sily tyazhesti]. In: Proc. of the 43d session of International scientific seminar named after D.G. Uspenskiy. Voronezh, 2016, pp. 183-186. (Russ.).
5. SMIRNOV, A.S., I.V. GORLOV, N.N. YAITSKIY et al. Integration of geological-geophysical data is a way to create a true model of Kovykta gas-condensate field [Integratsiya geologo-geofizicheskikh dannykh - put k sozdaniyu dostovernoy modeli Kovyktinskogo gazokondensatnogo mestorozhdeniya]. Geologiya Nefti i Gaza. 2016, no. 2, pp. 56-66. ISSN 0016-7894. (Russ.).
6. PERVUSHIN, A.V., Yu.Z. SEGAL, A.S. SMIRNOV. A new technique of seismic data processing while studying complexly distributed sedimentary masses [Novyy sposob obrabotki seysmicheskikh dannykh pri izuchenii slozhnodislotsirovannykh osadochnykh tolshch]. In: Proc. of the International conference "St.-Peterburg-2006". St.-Peterburg, 2006. (Russ.).
7. BONDAREV, V.I., S.M. KRYLATKOV, A.S. SMIRNOV. Directed-vision chrono-profiles in seismic surveys using a multifold reflection shooting scheme [Vremennyye razrezy napravlennogo videniya v seismorazvedke metodom mnogokratnykh perekrytiy]. Tekhnologii seysmorazvedki. 2005, no. 3, pp. 49-55. ISSN 1813-4254. (Russ.).
8. POLYAKOV, Ye.Ye., Ye.A. PYLEV, I.V. CHURIKOVA et al. Productivity of complex terrigenous Vendian reservoirs of Chayanda field depending on lithological-petrophysical properties and geological-engineering conditions of deposit uncapping [Produktivnost slozhnopostroyennykh terrigennykh kollektorov venda Chayandinskogo mestorozhdeniya v zavisimosti ot litologo-petrofizicheskikh svoistv i geologo-tekhnicheskikh usloviy vskrytiya otlozheniy]. Territoriya neftegaz. 2017, no. 12, pp. 22-32. ISSN 2072-2745. (Russ.).
9. Uncertainty analysis of hydraulic fracture parameters measured by Tiltmeter Mapping. - Pinnacle, Halliburton, 2011. - http://www.halliburton.com/public/pinnacle/contents/Data_Sheets/web/H08333.pdf
