Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. С каждым годом все более остро стоит задача укрепления топливно-энергетического комплекса нашей страны. Поисга, разведка, разработка месторождений проводятся все в более сложных геологических условиях, когда перспективные отложения представлены существенно неоднородным, часто тонкослоистым разрезом, коллекторами, обладающими сложным минералогическим составом породообразуодих веществ, сложной структурой порового пространства либо многофазной насыщенностью в пределах одного пласта.
Как правило, для изучения подобных коллекторов, определения их параметров необходимо проведение достаточно широкого комплекса методов ГЛС и детальная, глубокая интерпретация полученного материала.
По мере расширения комплекса, необходимости использования
сложны5 моделей пород, применение традиционного подхода к
интерпретации, основанного на использовании палеток или их
аппроксимаций на ЭВМ, становится недостаточно эффективным. Не
всегда удается провести интерпретацию с учетом всей имеющейся
информации и выбором наиболее вероятных моделей изучаемых
отлоаений, пород. В распространенных методиках интерпретации, как
правило, отсутствуют возможности оценки качества и достоверности
результатов.
В то же время, сегодня существуют предпосылки для того,
чтобы интерпретацию материалов геофизических исследований скважин
провожть на современном уровне с использованием решений прямых и
обратных задач каротажа. Этому способствует активное внедрение
эффективных вычислительных средств, в частности, персональных компьютеров в организации нашей страны.
Реализация такого подхода к птерпретации позволяет использовать достаточно сложные математические модели, адекватные природе, выбирать наиболее подходящие из них, оценивать качество интерпретации, достоверность результатов, что позволяет
рассчитывать на повышение качества решения геологических задач по материалам ГИС. Таким образом, разработка способов интерпретации материалов ГИС на основе решения прямых и обратных задач является актуальной крупной научной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение качества интерпретации материалов ГИС путем использования разработанных способов на основе решений прямых и обратных задач, позволяющих проводить интерпретацию различных комплексов с привлечением разнообразной геолого-прсмысловой информации, с оценкой качества и достоверности результатов.
Провести анализ современного состояния способов решения прямых и обратных задач геофизики и каротажа с точки зрения возможностей учета современных достижений при интерпретации материалов ГИС.
Разработать общий подход к интерпретации материалов ГИС на основе математического моделирования и быстросходящихся итерационных алгоритмов оптимизации, предусматриваппий оценку качества интерпретации и достоверности результатов.
Разработать способы определения сопротивлений по любому
набору методов электрического п электромагнитного каротааа, при этом:
изучить вопросы влияния и учета радиальной неоднородности зоны проникновения;
оценить возможную погрешность получаемых результатов при интерпретации в условиях толстых и тонких пластов;
- разработать "быстрые способы моделирования измерений
различными зондами электрического и электромагнитного методов.
Составить библиотеку петрофтзических моделей.
Разработать способы определения пористости, литологии, насыщенности горных пород по материалам ГНС на основе математического моделирования и оптимизации, при этом:
- оценить погрешности определения параметров при комплексной
интерпретации.
Разработать методику сценки проницаемости пород и дебитов нефтегазовых скважин на основе петрсфгаических и гадродиначических моделей в условиях сложных коллекторов.
Разработать "быстрые" численные способы моделирования процессов при гидродинамическом каротаже с учетом реальных процессов в пласте и условий измерения.
Разработать способы интерпретации материалов испытаний пластов приборами на кабеле на основе резений прямых и обратных задач.
Разработать методику и технологию интерпретации материалов ГИС на основе решений прямых и обратных задач.
Обеспечить использование результатов работы в производственных организациях.
Разработан подход к интерпретации материалов ГИС на основе математического моделирования и эффективного итерационного, регуляризованного, быстросходящегося алгоритма оптимизации, позволяющего оценивать качество интерпретации, достоверность результатов.
Разработаны "быстрые", эффективные способы моделирования показаний различных зондов злектрического, электромагнитного методов для толстых, тонких пластоЕ, слоистого разреза, для радиально- и вертикально-неоднородных сред, с использованием рекуррентных соотношений, сведением решения к интегралу типа свертки на основе полученных линейных фильтров, редукции задачи к уравнению Рикатти.
Разработаны новые способы опрэделения сопротивлений по различным комплексам зондов электрокоротака для толстых, тонких пластов, слоистого разреза на основе полученных "быстрых" решений прямых задач, аналитических выражений для матриц чувствительности, необходимых при реализации итерационного процесса поиска решения; гармоничного сочетания достоинств приближенных и точных решений прямых задач, что позволило добиться приемлемых для практики затрат времени ЭВМ с сохранением требований к точности решения.
Разработан универсальный способ комплексной геологической интерпретации материалов ГИС на основе математического моделирования, библиотеки петрофизических моделей и предлокэнного итерационного метода оптимизации, который позволлет проюдить интерпретацию комплексов ГИС в различных отлокениях с привлечением результатов керновых, промысловых, геологических исследований.
7 оценкой качества интерпретации и достоверности результатов.
Разработан новый автоматизированный способ интерпретации результатов испытания пластов приборами на кабеле на основе решения прямых и обратных задач, сочетащий положительные стороны традиционного подхода и современных математических методов.
Разработана методика оценки проницаемости пород и дебитов нефтегазовых скважин по материалам ГИС в условиях слокных коллекторов, із том числе трощинно-гранулярных на основе петрофизических и гидродинамических моделей.
Разработаны методики интерпретации материалов ГИС в условиях сложных коллекторов, реализущие подход к интерпретации с использованием решений прямых п. обратных задач, позволившие проводить оценку подсчетных параметров с необходимой точностью.
аапг-ЩАЕни пшшения.
Раработанный подход к интерпретации материалов ГИС на основе решений прямых и обратных задач обладает универсальностью, применим для сложных геолого-гесфізичесгаїх условий и слокных коллекторов, позволяет оценивать качество интерпретации и достоверность получаемых результатов.
Предлокенные и разработанные способы определения сопротивлений могут быть использованы для различных комплексов зондов электрокаротажа, для толстых, тонких пластов, слоистого разреза с учетом его радиальной и вертикальной неоднородности. Они позволяют реализацию эффективных технологий, гармонично учитывающих возможности традиционного подхода и новых методов, приближенных и точных решений прямых задач.
Разработанный способ комплексной геологической
интерпретации на основе математического моделирования, библиотеки
петрофизических моделей, итерационного метода оптимизации
позволяет проводить интерпретацию комплексов ГИС в различных
отложениях с привлечением результатов керновшс, промысловых,
геологических исследований, оценкой качества интерпретации и
достоверности результатов.
о Новый автоматизированный способ интерпретации результатов
испытаний пластов приборами на кабеле на основе решений прямых и обратных задач позволяет учитывать реальные процессы в пласте и реальные условия измерений, оценивать качество и достоверность интерпретации.
Методика оценки проницаемости пород и дебитов нефтегазовых скважин по материалам ГИС, использующая обоснованные петрофгаические и гидродинамические модели, мохет быть применена в условиях коллекторов любого типа, в том числе - трещинно-гранулярных.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ работы в том, что на основе результатов проведенных исследований разработан программно-методический комплекс, включающий:
- программы определения сопротивлений по любому комплексу зондов электрскаротаяа, в условиях тонкослоистого разреза, с учетом радиальной неоднородности зоны проникновения, позволящие оценивать качество интерпретации и достоверность результатов;
программы определения пористости, литологии, нефтегазонасыщенности на основе математического моделирования (библиотеки петрофизических зависимостей) и оптимизации, которые могут быть использованы для интерпретации комплексов ГИС в
условиях разлічнах отложении и позволяют оценивать качество интерпретации и достоверность результатов;
- программы оценки проницаемости пород и дебитов по материалам ГИС, керна, испыташШ, которые могут быть использованы в условиях сложных коллекторов, в том числе трещинных.
Методики интерпретации материалов ГИС в условиях слокных коллекторов с использованием разработанных программно-методических средств.
Использование'разработанных программно-методических средств позволяет повысить качество комплексной интерпретации материалов ГИС при решении практических задач в условиях тонкослоистого разреза, сложных коллекторов.
ЕНЕДРЕНШ5 РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Программы, реализующие способы, предлокенные и разработанные автором с коллегами, включены в наиболее распространенные системы интерпретации: АСОИГИС/ОС, АСОИГИС/ОС-ГЕО, АСОИГИС/БЭСМ-6, Подсчет-СМ, ШТЕЛ(РС), ИНГИС(РС), Подсчет(PC): в составе этих систем и в автономном варианте программно-методическое обеспечение передано и используется во многих организациях нашей страны, объединениях: "Периьнефтегеофизика", "Татнефтегеофизика", "Башнефтогеофизика", "Ленанефтегазгеология", "Узбекгеофизика", "Тюменьпромгеофизика", "Енисейнефтегазгеология" и др. По материалам исследований подготовлены и используются в производственных организациях:
Методические указания. Использование системы АСОИГИС/ОС-ГЕО при интерпретации данных геофизических исследований скважин (утверждены управлением геофизических работ (УГП МинГоо СССР, 1986г).
Методические рекомендации по оценке проницаемости пород и дебитов нефтегазовых объектов по материалаы ГИС, результатам испытаний в условиях коллекторов сложного строения (Утверждены .'/ГР МинГео СССР, І99ІГ).
Методические рекомендации. Использование интегрированной
системы АСОИГШ-ГЕО-ТБД при интерпретации данных ГИС, керна,
испытаний и другой геолого-промысловой информации.
Методические рекомендации по интерпретации материалов ГИС
для условий венд-нижнекембрийских отложений Собинской площади V
рифейских отложений Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления.
Результаты работы используются при подсчете запасов по
месторождениям представленными слокными коллекторами, в условиях
тонкослоистого разреза в "Главтюменьгеологии", "Укргеофизике",
"Узбекгеофизике", "Енисейнефтегазгеологии",' других организациях.
Их применение позволяет повысить достоверность определения
подсчета параметров по материалам ГИС.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы представлялись
и обсуждались на международных конференциях по разведочной
геофизике (г.Москва, 1992г.), по добыче углеводородов(г.Ленинград,
1992г.); на Всесоюзных конференциях, семинарах, совещаниях:
"Системный подход в геологии (г.Москва, 1989 г.), "Современные
технические средства и технологии для геофизических исследований
скважин (г.Москва,. 1984г.),"Оптимизация прогноза поисков и
разведки месторождений нефти и газа на Сибирской платформе"
(г.Иркутск, 1987г.),. "Методы определения подсчетных параметров
слокнопостроенных нефтегазовых коллекторов по данным ГИС"
(г.Тверь, 1990г.)„ "Теория и практика интерпретации потенциальных
полей" (г. Ленинакан 1986г.), "Применение ЭВМ для обработки
II .
геолого-геофизичесгсой информации при исследовании скваяш" (г.Тверь, 1991г.), "Персональные ЭВМ в промысловой геофизике" (г.Тюмень,1991г.), "Программно-методическое обеспечение интерпретации материалов ПІС в условиях сложных коллекторов" (г.Октябрьский,I992г.); ка региональных, республиканских конференциях: "Новое в технологии и методике геофизических исследований нефтегазовых сквакин на Украине" (г.Киев,1990г.), "Развитие геофизических работ ка нефть и газ в Западной Сибири" (г.Тюмень, 1984, 1985, 1986, 1987, 1988гг), Теология и полезные ископаемые Юга- Восточной Сибири" (г.Иркутск, 1989г.), на ропюнальшх конференциях по разведочшм работам на нефть и газ в Красноярском крае (1982, 1984, 1987гг), на семинарах в научно -исследовательских и производственных организациях ("Тюменьпромгеофизика", "Тгаеньнефтепромгеофизика", "Пермьнефто-геофизика","Енисейнефтегазгеология", "Башнефтегеофизика", "Узбек-геофизика" и др.).
Разработанное программно-методическое обеспечение экспонировалось на международных выставках "Геологоразведка -90", "Нефть и газ - 92", на ВДНХ СССР.
По теме диссертации опубликовано 90 работ.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 7 глав и заключения, содержит 517 страниц текста, И таблиц, ПО рисунков. Список литературы включает 335 наименований.