Description:

"First Break том 24, июль 2006 техническая статья Картирование коллекторов высокочастотным ЭМ методом на примере месторождения нефти Таоб (Reservoir mapping using the high frequency EM method: Taob oil field case study) Чжаншань Хе, Хубен Вань, Чженьхуа Хе и Хайюнь Лю Введение В этой статье рассмотрены основы высокочастотного электромагнитного (ЭМ) метода и его применения. В методе используются различные источники и регистрируются пять электромагнитных тензоров. По аномалиям удельного электрического сопротивления (УЭС) и фазы, получаемым после обработки данных, можно установить границы коллекторов и рекомендовать места для бурения. Результаты применения метода на нефтяном месторождении Таоб приведены в этой статье. Удалось точно оконтурить нефтеносную область и выявить еще один перспективный участок. Многочисленные примеры успешного применения метода в Китае показали, что высокочастотный ЭМ метод можно использовать для выделения коллекторов и перспективных областей." "Постановка задачи Месторождение нефти Таоб расположено на северо-востоке Китая в бассейне Сонгляо (Songliao), по которому имеются данные 2D сейсморазведки. Продуктивный горизонт K12 залегает неглубоко (300-400 м) и в целом имеет падение на восток (рис. 1). Следует отметить, что обнаруженный недавно в западной части надвиг северо-восточного простирания является барьером для миграции нефти и газа из центральной впадины, и что нефть содержится в нескольких разбитых разломами структурных выступах, связанных с восточной частью надвига. Поэтому в этих местах возможна промышленная добыча нефти. Ловушки, выделенные в районе, в основном структурные. Исследование этих неглубоких коллекторов показало, что вероятно существование других, литологических и тектонических, ловушек, которые сложно обнаружить сейсморазведкой. Чтобы поиск неструктурных ловушек был экономически целесообразен, был применен высокочастотный электромагнитный метод, оказавшийся эффективным." "Идея метода Высокочастотный ЭМ метод использует поля источников с частотами от 1 Гц до 90 кГц. Сигналы с частотами 1-1024 Гц имеют естественное происхождение, на более высоких частотах слабое естественное поле дополняется полем искусственного источника. Искусственный источник состоит из двух петель с током, плоскости которых перпендикулярны друг другу и поверхности земли (рис. 2). Пара петель создает ЭМ поле с частотой 1 кГц и выше. Таким образом, регистрируемый сигнал не только содержит разные частоты, но и имеет большую амплитуду. Отношение сигнал-шум в этом методе выше, чем в обычных ЭМ методах, использующих природные поля." "Рис. 1 Положение месторождения Таоб и буровых скважин магнитотеллурического зондирования (МТЗ). Регистрация сигнала ведется аппаратурой Conductivity Imaging System EH4 (производство компании EMI Corporation, США). В аппаратуре используется крестовое расположение электродов и регистрируются взаимно перпендикулярные компоненты ЭМ поля - две горизонтальные и две перпендикулярные. Вид установки приведен на рис. 2. Полевые записи обрабатываются так же, как в МТЗ. В результате получаются амплитудные и фазовые кривые на 60 периодах. Камеральная обработка данных ведется по тому же принципу (Nabighian, 1988) с помощью программ, применяемых в МТЗ." "Электрические свойства коллекторов На каротажных диаграммах КС (рис. 3) видно, что нефтепродуктивные слои группы K12 имеют УЭС около 50-200 Ом·м, а УЭС перекрывающих алевролитов составляет в основном лишь 3-8 Ом·м. Таким образом, УЭС продуктивных слоев примерно в 10 раз выше, чем у перекрывающих пород. Это создает хорошие предпосылки для ЭМ исследований." "Работы выполнены по 13 профилям общей длиной 286 км с шагом по профилю 500 м при расстоянии между профилями 4 км (синие линии на рис. 5). Опытно-методический профиль E-991 проложен через все скважины (включая крупные и малые эксплуатационные). По этому профилю определены электромагнитные свойства (рис. 4)." "Рис. 2 Схема установки с аппаратурой Conductivity Imaging System EH4. Рис. 3 Каротажные диаграммы КС по скважинам 92, 102 и 90. На разрезах участки, расположенные вблизи эксплуатационных скважин характеризуются сравнительно высокими УЭС и минимумами фазы в диапазоне 100-500 Гц, а приповерхностные слои и вмещающие породы - сравнительно низкими УЭС и большими фазами. Это значит, что ЭМ атрибуты важны при выделении ловушек." "ЭМ атрибуты и скопления нефти Для определения ЭМ атрибутов разрезов крупных и малых эксплуатационных скважин проанализированы изменения кажущегося сопротивления и фазы по профилю E-991. На рис. 4a и 4b приведены разрезы кажущегося сопротивления и фазы (по вертикальной оси отложены частоты, от малых глубин к большим). Следует отметить очевидные различия электрических свойств нефтепродуктивных и непродуктивных участков." "Коллектора превышает 37 Ом·м, а УЭС перекрывающих пород здесь выше, чем в среднем по профилю. Высокие УЭС отмечаются также на путях миграции нефти и газа в подстилающих породах. Южнее скважины W97 наблюдаются совсем иные свойства." "По разрезам качественных и количественных характеристик сделаны следующие выводы. Зонам коллекторов, центрам скоплений нефти вблизи эксплуатационных скважин соответствуют высокие УЭС. Выше центров значения УЭС повышены, что может быть связано с просачиванием нефти и газа вверх. Под центрами имеются зоны высоких УЭС, сформировавшиеся, возможно, в ходе миграции нефти и газа." "Слои верхней части разреза (ВЧР) имеют низкие УЭС, что может быть связано с распадом углеводородов путем окисления в ВЧР (He Zhanxiang, 2001). Далее были установлены закономерности проявления целевых объектов в электромагнитных атрибутах, для чего были рассчитаны электромагнитные атрибуты слоев. Корреляция электромагнитных параметров оценивалась с учетом нормализации и данных по углеводородам." "Рассчитаны следующие параметры: Фоновое кажущееся сопротивление: K_41.2 Ом·м (среднее значение в статистическом смысле), нормализованная аномалия кажущегося сопротивления Y_mK. Фаза: A_45° - фоновое значение, нормализованная аномалия фазы Y_Am) УЭС по результатам инверсии: УЭС областей с промышленным содержанием нефти превосходит 37 Ом·м, поэтому это значение принято за фоновое 0, нормализованная аномалия УЭС Y_0i0. Мощность коллектора: мощность нефтеносной зоны превышает 48 м, это значение принято за фоновое. Нормализованная аномалия мощности Y_HHiH0. Первые два параметра являются качественными." "Поскольку кажущееся сопротивление и фаза дают одинаковые отклики, по ним рассчитывается следующий параметр: Y1_Y где Y1 - качественный параметр, представляющий свойства коллектора. Суммарная аномалия от коллектора в точке определяется путем суммирования с весами." "Добывающих скважинах (W92, W102 и W87) отмечаются высокие кажущиеся сопротивления и малые фазы, а на пустых скважинах (W97, W90 и W5) - наоборот. На рис. 4c приведен геоэлектрический разрез по результатам 2D инверсии с учетом данных сейсморазведки." "Y (j)_aY1(j)+bYi(j)+cYH(j) где Y(j) - полная аномалия в точке или на скважине j, а a, b, и c - весовые коэффициенты. Значения коэффициентов a, b, и c определялись так." "Сначала были выбраны три продуктивных скважины; для них известны Y1(j), Yi(j), YH(j). Величине Y(j) придан смысл нормализованного дебета нефти, равной 1 при максимальном дебете и 0 для пустой скважины." "Рис. 4 Разрезы по профилю E991. a. кажущегося сопротивления; b. фазы; c. геоэлектрический разрез по результатам 2D инверсии." "Подставив соответствующие значения этих четырех параметров, Y(j), Y1(j), Yi(j) и YH(j) для трех скважин в уравнение (1), получим систему уравнений относительно коэффициентов a, b, и c. Затем Y(j) вычисляется для всех точек площади работ. При различном выборе скважин значения a, b, и c могут меняться." "После нескольких попыток мы остановились на варианте, при котором Y(j)>0.5 для всех продуктивных скважин: a_0.48, b_0.33 и c_0.19. Область, где Y(j)>0.5, включает все продуктивные скважины и названа перспективной областью №1. Для непродуктивных скважин Y(j) не превосходит 0.1." "На общей карте аномального параметра (рис. 5) видна еще одна перспективная зона. Таким образом, опытным путем определены константы a, b, и c. В других районах их значения могут быть иными." "Общая карта аномального параметра (рис. 5) получена путем комплексной обработки и интерпретации данных по всем профилям участка. На ней выделяется две перспективные зоны, показанных красным: зона №1 на северо-западе и зона №2 на юге. Все промышленные скважины находятся в пределах зоны №1, а все скважины с малым дебетом находятся вне перспективных зон." "Желтая область вокруг зоны №1 рассматривается как малопродуктивная или содержащая тяжелые сорта нефти. В зоне №2 скважин нет, но наблюдается благоприятное сочетание электрических свойств, что наряду с большой площадью делает эту зону привлекательной для добывающих компаний." "Анализ свойств коллекторов Структурные особенности перспективных зон. Зона №1 связана с крупным надвигом северо-восточного простирания и тянется на северо-восток вдоль хребта структурного выступа. В пределах зоны находятся скважины W92 и W87, распо" Ключевые слова: общий карта, уэс, высокочастотный электромагнитный метод, нормализовать, целевой, область нефтенакопление, насыщенность, электромагнитный метод, выступ, область, миграция, ловушка, электромагнитный, иной, связанный, кажущийся сопротивление, точка, структурный, малый, хребет, частота, нефть, перспективный зона, тяжёлый минерал, значение, корреляция, данные сейсморазведка, пористость проницаемость, пористость, продуктивный, перпендикулярный, сопротивление фаза, скважина, проба, результат, структурный выступ, углеводород, кс, пример, песчаный тело, кажущийся, нефтепродуктивный, омм, порода, диаграмма, перекрывать, искусственный, искусственный источник, технический статья, поле, ом·м, разлом, приведенный, северо-запад, инверсия, газ, количественный характеристика, каротажный, параметр, целевая горизонт, применение, высокоомный, непродуктивный, превосходить, мощность, наоборот, пустая скважина, участок, предел, глубина, минерал, нормализовать аномалия, промышленный, работа, следующий, очевидный, сопротивление, каротажный диаграмма, свойство, тяжёлый, направление, нефть газ, надвиг, гц, месторождение, аппаратура, такая образ, аномалия, мтз, эксплуатационный, друг, эм, атрибут, аномальный параметр, уэс пористость, коллектор, проницаемость, сигнал, основный, профиль, водонасыщенность, высокочастотный, эксплуатационный скважина, разрез, юго-восток, технический, продуктивный скважина, электромагнитный атрибут, электрический, высокоомный слой, перспективный, электрический свойство, коэффициент, северо-восточный простирание, мочь, нормализованный аномалия, таоб, центр, образ, обработка, часть, фаза, горизонт, компания, основное, перекрывающий порода, простирание, естественный, направление север-юг, значение принятый, проницаемость насыщенность, нефтенасыщенность, июль, дебет, фоновый, сейсморазведка, перспективный область, источник, карта, статья, русло, слой, район, следующий параметр, зона, путь