К оглавлению журнала

 

УДК 550 837.053

© М.Н. Сохранов, 1990

Построение геофизической модели разреза скважин для интерпретации данных электроразведки

М.Н. СОХРАНОВ (Нефтегеофизика)

Эффективность решения задач полевой электроразведки в значительной мере зависит от наличия и использования геолого-геофизических моделей разреза скважин. Такими моделями могут быть геоэлектрические разрезы, построенные по данным ГИС и керна, УЭС или удельной электрической проводимости (УЭП), пористости, литологии и др. Под геоэлектрическим разрезом будем понимать комплекс (набор) данных по разрезу скважины в масштабе глубин (по выбору 1:500, 1:1000, 1:2000). Он должен быть представлен электрическими параметрами разреза: 1) кривая УЭС (или УЭП), отфильтрованная (укрупненная) с учетом разрешающей способности электроразведки по глубине H, мощности пластов (толщ) и их контрастность на границе этих слоев А, 2) кривая суммарной продольной проводимости S или поперечного сопротивления R, 3) кривая продольного удельного сопротивления rt(Z), верхней толщи (пласта), лежащей над кровлей оцениваемой.

Кроме того, в этот комплекс могут быть включены другие результаты обработки данных ГИС, необходимые для геологической интерпретации электроразведки (литологические характеристики, пористость, характер насыщения коллекторов). Они могут быть приведены как для исходного геоэлектрического разреза, т. е. полученного по результатам обработки данных ГИС, так и для окончательного (укрупненного). В последнем случае эти параметры необходимо соответствующим образом усреднить в границах окончательного геоэлектрического разреза и представить их в процентных соотношениях. На разрез целесообразно также нанести стратиграфические данные района проведения работ.

В современных условиях геоэлектрический разрез должен строиться на ЭВМ с использованием диалогового режима.

Разработка поставленной задачи выполнена во ВНИИгеофизике на базе автоматизированной системы обработки данных ГИС ПОДСЧЕТ СМ. Следует отметить, что аналогичным образом для этой цели может быть использована любая другая система обработки данных ГИС на ЭВМ.

Решение задачи осуществляется в два этапа: 1) предварительный (подготовительный) получение пластовых данных об УЭС; 2) основной, построение электрического разреза скважины (ЭР), соответствующего разрешающей способности электроразведки, определение геологических характеристик (литологии, пористости и др.) и привязка последних по глубине к ЭР.

Исходными для предварительного этапа являются данные электрического каротажа (БКЗ, БК, ИК, КС стандартных зондов, резистивиметрия). Этот этап осуществляется с помощью пакета программ определения УЭС пластов (отбивка границ, определение существенных значений, определение УЭС промывочной жидкости и пластов в разрезе скважины), имеющегося в применяемой автоматизированной системе обработки данных ГИС (АССОИГИС ОС, ПОДСЧЕТ СМ, ПО ГИС СМ и др.). В зависимости от имеющегося комплекса методов составляется соответствующий граф обработки данных. В соответствии с технической инструкцией полный комплекс электрических методов ГИС проводится только против продуктивных участков разреза; в остальном интервале проводится запись одного-двух зондов стандартного каротажа, например, подошвенный градиент-зонд А2.0М0.5N (или кровельный N0,5M2.0A) и потенциал-зонд N6M0.5A. В этом случае отбивка границ и взятие отсчетов осуществляется по тем же программам, а определение УЭС (исправления значения кажущегося сопротивления указанных зондов на влияние скважины, ограниченную мощностью и т. п.), с помощью программы функциональных преобразований, имеющейся в вышеуказанных системах обработки.

При наличии в разрезе пластов большой толщины (h/H 0,1, где Н глубина) с глубоким проникновением фильтрата, УЭС желательно определять по данным БКЗ, включающим зонд с увеличенной длиною L>0,85 м.

Следует отметить, что на предварительном этапе можно применить различные варианты обработки данных ГИС для определения УЭС пластов. Один из них основан на обычном для задач промысловой геофизики, когда производится детальное расчленение разреза на пласты (толщиной до 1 м) и определение пластовых значений УЭС. В этом случае на основной этап построения геоэлектрического разреза переносится вся тяжесть решения задачи; анализ большого массива пластов УЭС, большинство из которых не представляет интереса с точки зрения разрешающей способности электроразведки (маломощные и не вносящие существенного вклада в суммарную проводимость разреза S). Это может привести к снижению эффективности алгоритмов основного этапа, а также к увеличению машинного времени решения задачи (вариант реализуется существующими программами).

Второй вариант обработки на предварительном этапе может основываться на менее детальном расчленении разреза на пласты, когда несущественные пласты и прослои УЭС фильтруются (исключаются из разреза) на первом этапе. Уменьшение детальности обработки позволит сократить шаг квантования по глубине и соответственно объем получаемой и обрабатываемой информации и, что самое главное, повысит эффективность работы алгоритмов следующего основного этапа решения задачи. Такое решение является на наш взгляд более целесообразным и экономичным с точки зрения проведения ГИС и построения по ним геоэлектрического разреза, но для его реализации необходима разработка нового программного обеспечения.

Основной этап построения геоэлектрического разреза делится на шесть стадий. На первой осуществляется фильтрация (укрупнение) исходного разреза УЭС, которая заключается в выделении существенных для электроразведки толщ (сред) разреза и определении их границ путем анализа текущих значений проводимости S, контрастности изменения УЭС на границах пластов А и точек пересечения графиков исходных значений УЭС и удельного продольного сопротивления толщи rt(Zv), лежащей выше глубины Zv границ (подошвы) анализируемого пласта УЭС. Здесь v – номер исходных пластов. Значения Sv, rt(Zv) и Av определяются последовательно в направлении от устья скважины к ее забою. Существенным считаются толщи и границы, для которых наблюдаются большие контрастности Av и существенное изменение Sv. Несущественные границы разреза скважины (неудовлетворяющие поставленным критериям) исключаются из разреза. Таким образом получается последовательность глубин существенных границ Zm, являющихся границами существенных толщ, каждая из которых состоит из N исходных пластов (N>=1).

На второй стадии для каждой выделенной существенной толщи определяются электрические характеристики продольные rtm и поперечное rnm удельное сопротивление толщ, значения Sm, rt(Zm), коэффициент условной анизотропии lm и т. д.

Третья стадия обработки заключается в контроле полученных результатов ЭР и их корректировке. Последняя необходима, поскольку автоматическое исполнение алгоритмов фильтрации (укрупнения) разреза может не дать абсолютно удовлетворительного результата. Контроль и корректировка ЭР производится в интерактивном режиме. Для этого с помощью сервисных программ системы выводят в графической и табличной форме следующие значения: УЭС или УЭП, rt(Zv) или st(Zv) и rt(Zm) или st(Zm) на одно поле в одинаковом масштабе: графики Sv и Sm, наложенные один на другой, значения rtm и rnm на одном поле и величины Аm в импульсном виде. Пример графического вывода вышеуказанных характеристик для условного разреза (модели разреза) показан на рис. 1, где dv УЭП пластов скважины; dtm УЭП толщ модели скважины после диалоговой корректировки; dt(Zv) – средняя УЭП разреза выше глубины Z.

Взаимное сопоставление выведенных результатов позволяет оценить правильность построения ЭР и определить места необходимой корректировки. Так на рис. 1 видно, что граница на глубине 265 м несущественна по следующим причинам.

1. Наклон кривой Sm на этой глубине существенно не изменяется.

2. Контрастность Av на этой границе меньше граничного значения Аг(Am=2<Аг=4).

3. График rt (Zv) не пересекает график УЭС на этой границе.

В результате корректировки эта граница была устранена и для полученной толщи были определены новые электрические характеристики, продольное сопротивление dtm для нее показано пунктиром. По тем же причинам аналогичным путем убрана граница на глубине 420 м.

Четвертая стадия осуществляется не во всех случаях. Она заключается прежде всего в оценке литологической характеристики толщ, а также в определении пористости и характера насыщения коллекторов толщи.

Литологическое расчленение выполняется с помощью стандартных программ, включенных в систему обработки, например LITM. Для этой программы исходными данными могут являться любые каротажные кривые, характеризующие литологию пород.

После определения литологии с помощью специальной программы в границах толщи рассчитывается процентное содержание или удельный вес каждого литотипа. На основе этих расчетов составляется отдельная таблица.

Данные о пористости и характере насыщения пород берутся из базы показателей системы или определяются стандартными программами.

Пятая стадия заключается в выводе геоэлектрического разреза, содержащего скорректированные данные ЭР и увязанные с ним литологические и коллекторские характеристики. По ходу обработки эти значения заносятся в базу данных системы. Здесь большую роль играют возможности периферии самого вычислительного комплекса.

При наличии в вычислительном комплексе графопостроителя или электростатического печатающего устройства (ЭСПУ) и любого типа АЦПУ результаты геоэлектрического разреза выводятся в двух видах: графическом и табличном.

Вышеописанная технология построения геоэлектрического разреза опробована на модели условной скважины (см. рис. 1) и фактических материалах скв. ЗП Гаврилов Ям и 1 Ашунская. Фрагмент геоэлектрического разреза по скважине 1 показан на рис. 2; разрез построен при граничных условиях А1>=2,5 или A1<=0,4, rv УЭС разреза скважины по данным зонда А2МО, 5N.

Приведенные на рисунках 1 и 2 данные свидетельствуют о значительном укрупнении толщ (сред) геоэлектрических моделей по сравнению исходными разрезами УЭС. Например, в скв. 1 разрез УЭС содержит 66 пластов электрическая модель разреза состоит из четырех толщ. Незначительное расхождение кривых Sn и Sm в пределах толщ (сред) электрической модели разреза и соответствие их границ точкам резкого изменения Sn и большим контрастностям продольного сопротивления свидетельствуют об удовлетворительной достоверности их построения на ЭВМ.

Результаты опробования технологий показали возможность и целесообразность решения поставленной задачи построения геоэлектрической модели разреза скважин на ЭВМ с использованием диалогового режима на последних стадиях обработки. Автоматизированная технология построения геоэлектрической модели разреза позволяет оперативно решить задачу, получая при этом большой комплекс электрических характеристик разреза, повышающих эффективность интерпретации данных электроразведки. Используя полученную геоэлектрическую модель разреза, можно более надежно и с меньшими затратами времени интерпретировать электроразведочные данные.

Abstract

Principles and technology of computer construction of a geo-electric section of wells that is necessary for the interpretation of electrical prospecting data are presented based on well-logging data. Described are the main stages of the technology involving the determination of electrical resistivity of rocks from electric-log evidence, the construction of the first approximation of the efficient model for the section and the determination of its electrical characteristics, as well as the correction and evaluation of its lithologic characteristics. The processing of well-logging data by computer is being performed in interactive regime. The results of constructing geoelectric sections according to well testing and the actual well-logging data are provided.

Рис. 1. Результаты построения на ЭВМ геофизической модели разреза скважины для интерпретации данных электроразведки

Рис. 2. Фрагмент геоэлектрической модели скв. 1 Ашунская, построенной на ЭВМ