Description:

"Численные модели обнажений аналогов нефтяных коллекторов: современные задачи. Virtual outcrop models of petroleum reservoir analogues: a review of the current state-of-the-art Дж. К. Прингл (J.K. Pringle),1* Дж. А. Хоуэлл (J.A. Howell),2 Д. Ходжетс (D. Hodgetts),3 А. Р. Вестерман (A.R Westerman)4 и Д. М. Ходжсон (D.M Hodgson)1 Введение Моделью коллектора в разрезе называется компьютерное представление его петрофизических параметров, таких как пористость, проницаемость, флюидонасыщенность и др. Поскольку результаты прямых измерений этих параметров имеются лишь для немногочисленных мест, в которых расположены скважины, необходимо уметь получать распределение этих параметров путем экстраполяции. Значения петрофизических параметров определяются в первую очередь геологией, поэтому при оценке качества и структуры коллектора центральным моментом является понимание фациального состава и распределения фаций. В основе большинства систем моделирования коллекторов, используемых при изучении разреза, лежит выделение зон Breed & Grow, 1979). Определив тип и историю осадконакопления в разрезе месторождения углеводородов, можно выявить в обнажениях подходящие аналоги (напр., Alexander, 1993). Подходящими аналогами являются те, которые геологически сходны с изучаемой системой, а также выходят на поверхность в виде объемной структуры на площади, достаточно большой, чтобы выявить неоднородности требуемого в данном исследовании масштаба (Clark & Pickering, 1996). Изучение аналогов в обнажениях проводилось как путем корреляции сейсмических границ. Далее, качественном, так и на дробных, субсейсмических горизонтов и для определения параметров зоны на некоторой сетке ячеек привлекаются данные по скважинам. Одновременное определение положения субсейсмических границ и возможных геологических неоднородностей остается важной задачей. Более того, при типичных размерах ячейки 50-200 м в модель сложно включить мелкие неоднородности. Таким образом, необходимо использовать реальные значения как для опорных стратиграфических горизонтов, так и для распределения фаций внутри последних. Изучение осадочных фаций - основа петрофизики. При этом современная сейсморазведка не позволяет выделять неоднородности масштаба фаций, а данные бурения не содержат (почти) сведений о пространственной геометрии за пределами ствола скважины. Результаты исследования современного осадконакопления указывают на возможную связь этих процессов с распределением фаций (напр., Kenyon et al., 1995); вместе с тем сохранность структуры отложений сильно зависит от изменений, происходящих в этих процессах с течением времени (Jervey, 1988). Лабораторные эксперименты (напр., Kneller & Buckee, 2000) и численное моделирование (напр., Aigner et al., 1989; Peakall et al., 2000) также показывают наличие связи между механизмом осадконакопления и фациальным составом. Масштаб таких моделей, однако, грубее, чем нужно для типичного месторождения, и больше подходит для обобщающих исследований (Nordhal et al., 2005; Ringrose et al., 2005). Изучение обнажений уже давно используется при изучении аналогов коллекторов при выяснении строения нефтяных месторождений. (Collinson, 1970; Glennie, 1970; количественном уровне. Обычно количественные исследования (напр., Dreyer et al., 1993; Chapin et al., 1994; Bryant & Flint, 1993; Clark & Pickering, 1996; Reynolds, 1999) проводились для определения статистическими методами параметров модели между скважинами (Floris & Peersmann, 2002). Однако получить пригодные к использованию данные из результатов обычного изучения обнажений может быть затруднительно, особенно если эти данные нужно интегрировать в системы 3D визуализации для инженеров-нефтяников. Кроме того, обнажения, представленные эрозионными врезами в твердые породы, дают двумерную картину, а в тех редких случаях, когда есть несколько разрезов по различным направлениям, для понимания объемной картины и выделения трехмерных объектов все равно требуется геолог-эксперт. Для такой работы при компенсации факторов направления и размера могут понадобиться средства геостатистики (Geehan & Underwood, 1993; Vissa & Chessa, 2000), но в идеале данные должны быть получены в 3D виде. Точное восстановление 3D картины - единственный способ определения таких свойств как извилистость каналов, связность и непрерывность песчаных тел в трехмерном пространстве. Эти параметры являются ключевыми для добычи углеводородов, в том числе и для извлекаемости (Pringle et al., 2004a; Larue & Friedmann, 2005). Программы для 3D представления геологии обычно используются при моделировании залежей в разрезе. В этой работе будет показано, как новые цифровые технологии получения данных помогают при интерпретации путем создания точных количественных наборов данных по аналогам коллекторов в обнажениях, и, возможно, при уточнении модели месторождения. Способы сбора данных Методики изучения аналогов осадочных коллекторов в обнажениях развивались от обычной геологической съемки и послойного описания обнажений (Barnes & Lisle, 2004) к измерениям на фотоснимках в масштабе (Arnot et al., 1997) и к 3D реконструкции обнажения. При привязке профилей и мест отбора образцов произошел повсеместный переход от обычной триангуляции к ручным приемникам GPS (Bryant et al., 2000) и к современным интегрированным подходам, использующим все более широкий круг цифровых средств сбора данных. Современная техника позволяет быстро получать данные на обнажении с небывалой точностью по густой сети (см. Pringle et al., 2004b; McCaffrey et al., 2005). Далее приводится обзор современных средств цифрового сбора данных (табл. 1) и некоторые полевые примеры. Способы создания цифровых поверхностей малого и среднего разрешения Цифровая аэрофотограмметрия (Pringle et al., 2004b for detail) дает для сравнительно большой территории цифровую сетку местности, в которую можно включить данные других полевых методов (напр. описания разрезов, данные о палеоруслах, положения других объектов, важных для стратиграфии и тектоники). Методами фотограмметрии в полуавтоматическом режиме создается 3D цифровая модель местности (ЦММ; Digital Terrain Model - DTM), для чего используются стереопары из перекрывающихся аэрофотоснимков (АФС) и наземные контрольные точки. Например, на участке размером 8 x 12 км в районе Шампзор (Champsaur) во Французских Альпах на поверхность выходит серия шампзорских песчаников (Gres du Champsaur) - отложений мутьевых потоков олигоценового возраста. Для создания ЦММ с разрешением 4 м, с верной передачей углов и с цветовыми заливками (рис.1) потребовалось 14 АФС масштаба 1:17,000 и несколько наземных контрольных точек. По этой модели, на создание которой ушло несколько дней, можно быстро и без выезда на место проследить основные элементы стратиграфии и тектоники. Положение выделенных границ поздне подтвердилось при детальных полевых работах. В ЦММ были интегрированы данные о строении и составе разреза (Brunt, 2003). ЦММ создавалась с помощью стандартных программ моделирования месторождений, поэтому ее можно непосредственно сравнить с моделями разреза. В дальнейшем модель можно дополнять другими цифровыми данными и или использовать в ходе "виртуальных выходов в поле". Главным недостатком цифровой аэрофотограмметрии является разрешение, обычно недостаточно высокое для детального изучения обнажений (табл. 1). Кроме того, этим методом плохо выделяются детали на крутых склонах. В ходе полевых работ запись данных в единой координатной системе xyz можно осуществлять с использованием приемников GPS. До недавнего времени ручные приемники давали относительно невысокую точность, особенно по высоте. Новые разработки - системы поправок WAAS (США), EGNOS (Европа) и MSAS (Япония) - позволили улучшить спутниковый сигнал, что значительно (до 1-5 м) улучшило точность привязки в плане (см. http: www.esa.int esaNA egnos.html; www.tracklogs.co.uk) и повысило эффективность простых недорогих ручных приемников. Следует отметить, что точность по высоте все еще низка (обычно хуже 10 м). Это, однако, не является большой проблемой при создании ЦММ (например, такой, как ЦММ района Шампзор с разрешением 4 м - рис. 1) или если при построении модели используются данные по стратиграфии, а не высоты (см. ниже). Большей точности можно добиться, используя дифференциальные GPS (dGPS), в которых базовый приемник остается на одной опорной точке на протяжении всей съемки. Дрейф базовой станции вычитается из данных полевого приемника. Поправки dGPS могут вводиться в ходе работы по радиоканалу (realtime kinematic - RTK) или при камеральной обработке. Эти методы позволяют очень точно (0.05-0.1 м в зависимости от условий в районе работ и положения спутников) определять положение на местности. Новое поколение двухчастотных (L1 и L2) систем dGPS с RTK позволяет выполнять измерения с миллиметровой (после обработки) точностью и получать отсчеты непрерывно в реальном времени, через заданные интервалы времени или расстояния и или в заданных точках. Так, на участке размером 20х40 км в районе Танква (Tanqua Depocenter) в юго-западной части бассейна Кару (Karoo), ЮАР, в составе формации Скорстенберга (Skoorsteenberg Formation) пермского возраста мощностью 400 м на поверхность выходят пять богатых песками погребенных речных дельт (Hodgetts al., 2004). Основные стратиграфические (кровля и подошва дельтовых отложений) и тектонические (разломы) элементы были привязаны с помощью dGPS с RTK в ходе пешеходной съемки." Ключевые слова: glennie, технический статья, склон, clark, великий, привязка, hodgetts, малый, outcrop, сравнение, расстояние, связь, использовать, участок, система dgps, получение, аналог, break март, дать грл, получить, turbidite, цмм, жидкость, сбор, свойство, процесс, geoscience, течение жидкость, break, благодарить, цифровой модель, мост росс, geology, поверхность, результат, создание цмм, bryant, высота, ход, сейсморазведка, статья, реальный, дать обнажение, publication, фация, позволять, смотреть, участок размер, крутой, eage, каротаж, топографический привязка, trinks, положение, состав, интеграция, залежь, сбор дать, flint, floris, полевой, система, basin, съемка, reservoir, параметр, обычный, journal, study, съёмка, структура, определение, зависимость, bouma, london, использоваться, обработка, сведение, jervey, vissa, pringle, использованный, прямой, точный, амплитуда, опорный, изучение, моделирование, облако точка, точность, использование, future, отложение, включить, geological, special, модель залежь, получение цифровой, eds, координата точка, спутник, дать, westerman, peersmann, обнажение проводиться, bristow, larue, dgps, dgps rtk, фотоснимок, задача, бурение, petroleum, крутой склон, наземный, грл, размер, geological modelling, геологический, rtk, координата, staggs, точка, цифровой, масштаб, лазерный, разрешение, sedimentology, метод, стратиграфия, март, модель обнажение, интерпретация, осадочный, технический, gpr, sedimentary, песчаник, программа, высокий, коллектор, holdsworth, объем, низкий, горизонт, jol, текстурный заливка, ringrose, фотограмметрия, цифровой аэрофотограмметрия, сравнивать, объект, поле, измерение, разрез, обнажение, drinkwater, поток, современный, высокий разрешение, малоглубинный геофизика, gps, строение, petroleum geoscience, mccaffrey, фациальный состав, length distribution, society, slatt, создание, special publication, pickering, press, набор, исследование, hodgson, детальный, место, петрофизический параметр, модель, нужный, review, howell, modelling, brunt, табла, геолог