Description:

"First Break том 25, Август 2007 Внимание к моделированию по методу аналогий Комплексирование данных обнажений со скважинными данными в целях улучшения моделей трещиноватого коллектора. Integration of outcrop with borehole data to improve fractured reservoir models Giovanni Bertotti,1 Jose Taal-van Koppen,2,3 Tijs Beek,2,4 Stefan M. Luthi,2 и Nico Hardebol1 Введение Знание моделей трещин в масштабе коллектора важно для оценки их физических свойств (например, связность трещин) и для ввода ограничений в цифровые модели. Это особенно справедливо в случае распространенных трещин, которые влияют на большие объемы пород, но вызывают деформации, которые лежат за пределами сейсмического разрешения. Самым распространенным способом моделирования полей трещин в масштабе коллектора - апскейлинг скважинных данных (например, Rawnsley et al., 1997; Wu and Pollard, 2002). Данные, получаемые в скважинах, обладают пространственным масштабом 10-2 до 10° м и требуется экстраполяция на несколько порядков для получения размеров, соответствующих размерам коллекторов, обычно достигающих 101-103 м, с помощью методов статистики (рис. 1). Этот процесс, однако, страдает от ограничений скважинных данных при корректной дискретизации популяций трещин (например, Peacock, 2006) и адекватности процедуры экстраполяции. Другим подходом моделирования поля трещин является даунскейлинг, при котором модели трещин в коллекторе предсказываются на основании полей напряжений и трещин в осадочном бассейне, в котором расположен коллектор (рис. 1). Поле напряжений, зависящее от времени обычно моделируется с помощью цифровой методики и ограничивается структурой и тектоникой бассейна. Знание о трещинообразовании в слоях и группах слоев (стратиграфия трещин) более трудно получить и их всегда получают из обнажений литологических разностей, сравнимых с теми же, что слагают коллектор. В настоящее время, однако, методики сбора данных и протоколы обработки требуют много времени и на выходе дают наборы данных, которые не полны или не полностью объективны. В этой работе мы представим новые разработанные нами методы сбора и обработки данных о трещинах, на основе результатов выполненной работы на трещиноватых месторождениях, затрагивающих пермскую систему конусов выноса дна бассейна формации Skoorsteenberg (суб-бассейн Tanqua-Karoo, Южная Африка) и комплексирования этих данных и сравнимых с ними данных, полученных в скважинах (детали смотрите в Bertotti et al., в печати; Taal-van Koppen, в процессе написания). Последовательность пород состоит из песчаников, имеющих структуру четырех наложенных конусов выноса, переслаивающихся с глинами (Hodgson et al., 2006), которые претерпели погружение и были вновь подняты в мезозое (Ransome & de Wit, 1992). В пределах области исследований слои имеют субгоризонтальное строение и только локально претерпевают неглубокие надвиги и характеризуются связанными с ними разрывными складками. Практически все породы претерпели распространенное трещинообразование (трещины в Ю направлении), которое часто организовано в скопления. Благодаря превосходному обнажению и семи исследовательским скважинам, пробуренным во время проекта NOMAD, финансируемого Евросоюзом (Luthi et al., 2006), область является идеальной природной лабораторией для исследований совокупной выгоды комплексных данных обнажений и скважин. Методики и результаты скважинного анализа. Данные по разрезу, получены по скважинным изображениям и керну, по трем скважинам большого (6 дюймов) и четырем скважинам малого диаметра (4 дюйма) (Рис. 2). Кривые электрических сопротивлений (FMI, марка Schlumberger) были получены по скважинам большого диаметра, а оптические и акустические данные (OBI и ABI, марка ALT) по скважинам малого диаметра. Анализ изображений дал детальную информацию по мощности слоев, а также ориентации скважин, средней глубине, наклону, глубине, и т.д., трещин, которые затем были соотнесены с наблюдениями по керну. Для получения плотности трещин, каждый стратиграфический слой был подвержен классификации по мощности, и общее число слоев в каждом классе было умножено на диаметр скважины с целью получения минимальной горизонтальной длины осадочного слоя. Путем деления числа пересекающихся трещин на длину осадочных слоев одного класса, получают минимальную интенсивность трещин по горизонтали (Taal-van Koppen, в процессе подготовки). Оказалось, что ориентация трещин по скважинам Tanqua-Karoo имеет СЗ-ЮВ направление с некоторой тенденцией ЗСЗ-ВЮВ (Рис. 2). Присутствует поднабор с ориентацией В-З. Интенсивность трещин имеет диапазон от 0,5 м-1 в слоях, мощностью менее 3 см, до >15 м-1 в слоях мощностью более 1 м. В противовес предыдущим работам, данные говорят об удивительной прямой пропорциональности между интенсивностью трещин и мощностью слоя (Рис. 3) (Taal-van Koppen, в процессе подготовки). Рисунок 2 Спутниковое изображение области исследований с ориентацией трещин (розы-диаграммы) по обнажениям (желтым) и скважинам (красным). 74 © 2007 EAGE Экстраполяция до масштаба коллектора Скважинные модели трещин (ориентация и плотность) обычно экстраполируются до масштаба коллектора с помощью пакетов программ, которые требуют ввода предположений о числе и ориентации наборов трещин и их рассеяния. Тогда как ориентации отдельных трещин явственно определяются на скважинных данных, их статистическое распределение по стратиграфической колонке нет. Стандартные пакеты программ предлагают различные статистические функции для построения полей трещин в масштабе коллектора (одномодальный, полимодальный), но часто выбор является произвольным, что является разрушительным для устойчивости получаемых предсказаний. На рисунке 4 показан пример экстраполяции до масштаба коллектора трещин, наблюдаемых в скважинах на области исследований. Подход даунскейлинга Стратегия При подходе даунскейлинга, резервуар рассматривается как часть более крупной системы, а именно, осадочного бассейна, который на данной стадии своей истории испытывает трещинообразование. Предсказание типа, ориентации и пространственного распределения трещин подразумевает знание полей напряжений и деформаций по всему бассейну. Если структура и тектоника бассейна известны, поле напряжений можно смоделировать с помощью цифровых методов, на которых мы не будем останавливаться в данной работе. Мы лучше обратимся к тому, как будут образовываться трещины в различных породах (группах пород), и каковы будут получаемые интенсивности, интервалы, и пространственные распределения трещин. Это относится к последовательности осадков с хорошо различимой слоистостью, возможно с различным размером зерен, литологией, и т.д. Методы, используемые для получения данных по трещинам на обнажениях, часто не эффективны и априори предполагают, что группа осадков разделена на интервалы с постоянной интенсивностью трещин резкими переходами. Чтобы избежать подобных предположений, мы принимаем обратный подход, т.е. тот, при котором мы получаем и описываем объективно все трещины на обнажении и в последствии используем их для получения эмпирической схемы стратиграфии трещин обнажения (смотрите Underwood et al., 2003). Затем части этой схемы сравниваются со стратиграфией обнажения для получения зависимостей между моделями трещин и наблюдаемыми характеристиками, такими как мощности, литология, размер зерен, и т.д. Успех данного подхода в значительной мере зависит от доступности надежной и беспристрастной базы данных. Инновационные методы сбора данных и обработки данных о трещиноватости на обнажениях и представительные результаты. Для эффективного получения полных данных о трещиноватости, включая атрибуты, такие как положение, направление и апертура, мы разработали новый граф и соответствующее программное обеспечение, которое сокращает насколько возможно количество информации, измеряемой на обнажении явно, и дает возможность получать полностью цифровые данные. Оно также позволяет производить быструю и гибкую обработку данных. Сбор данных выполняется на субвертикальных обнажениях, обычно несколько метров в поперечнике, на которых обнажаются слои с различной литологией и мощностью и могут измеряться все трещины вне границ разрешения. Производится ориентированное фотографирование обнажения, фото загружается в настольный ПК, и в программу ГИС, таким образом, получают не только положение в пространстве, но также внутренний масштаб, по которому автоматически определяется положение всех объектов на фотографии. Затем видимые трещины на обнажении и ПК трассируют на экране, таким образом, определяя их высоту и положение без последующих измерений. Кроме того, атрибуты, такие как направление, пустоты, и пр., измеряются и связываются с каждой определенной трещиной. За менее чем два часа можно описать до 100 трещин. Рисунок 4 Пример модели трещин в коллекторе, полученный с помощью FracWorksXP (Golder Associates) по скважинным данным в бассейне Tanqua-Karoo." Ключевые слова: функция, предсказание, luthi, диаметр, масштаб коллектор, осадка, исследование, комплексирование, модель, получать, ориентация, метод, трещина, возможный, borehole data, трещина коллектор, сбор, август, область, анализ, turbidite, трещинообразование, результат, коллектор, даунскейлинг, скважинный дать, break август, taal-van, получение, koppen, группа, керн, tanqua-karoo, масштаб, обычный, абсолютный, peacock, знание, внимание, пространственный, поле напряжение, набор, поверхность, интенсивность трещина, break, wit, поле, бассейн, изображение, underwood, положение, дать, информация, слой мощность, fracture, netherlands, bertotti, pollard, получить, процесс, представительный, цель, цифровой, осадочный, мощность, набор дать, journal, стратиграфия трещина, август внимание, длина, скважинный, delft, наблюдать, слой, внимание моделирование, размер, данный, модель трещина, обработка, распределение, напряжение, трещина обнажение, поле трещина, порода, flint, интервал, благодарить, рисунок, taal-van koppen, экстраполяция, моделирование метод, boreholes, использовать, трещина наблюдать, моделирование, аналогия, дать обнажение, мощность слой, разрешение, программа, eage, koppen процесс, метод аналогия, стратиграфия, панель, характеризоваться, смотреть, осадочный бассейн, пересечение, скважина, drinkwater, полный, глубина, направление, интенсивность, полученный, обнажение, трещина масштаб, petroleum, подход