Description:

"First Break том 26, Март 2008. Газ в плотных породах. Специальная тема Применение межскважинной сейсморазведки для изучения высоконеоднородных плотных коллекторов газа. Crosswell seismic applications to highly heterogeneous tight gas reservoirs. Peter C. Leary1* и Larry A. Walter1 Геологическая неоднородность можно хорошо изучить вблизи скважины, но в латеральном направлении дискретизация точек наблюдения весьма редкая. Неоднородность не только сложно предсказать, но и трудно закартировать при использовании наземной сейсморазведки МОВ, а высокопродуктивные направления в плотных коллекторах газа могут быть эффективно выделены с использованием высокоточных межскважинных сейсмических мониторинговых данных кинематики. Геофизическая и геологическая неоднородность Хорошо известно, что точные геологические модели коллекторов не всегда приводят к точным предсказаниям потока флюида, ни вблизи, ни вдали от скважин. Невозможность точного предсказания потока флюида коллектора на основе геологических моделей коллекторов вызвана общим, но необоснованным предположением о том, что геологические фации имеют однородную пористость и проницаемость, которая зафиксирована путем пробоотбора в масштабе скважины. Подобный апскейлинг скважинных данных с редкой дискретизацией особенно необоснован в свете изменения плотности трещин, которые систематически влияют на пористость и проницаемость в масштабе расстояний от мм (зерна) до км (сам коллектор). Низко пористые, слабопроницаемые плотные газовые коллектора, путей дренажа которых сложены преимущественно трещинами, особенно чувствительны к пространственной неравномерности трещин. Эффективной добыче газа из плотных коллекторов способствует забуривание уплотняющей сетки скважин в коллекторах, богатом трещинами, а не в коллекторах обедненных трещинами. Традиционные построения сейсмических изображений методом МОВ неспособны различать два этих типа. Имея целью идентификацию трендов, богатых трещинами в плотных месторождениях газа, мы моделируем кинематические данные межскважинных периодических наблюдений для получения реалистичных моделей неоднородности трещин на основе исследований явлений образования трещин, которые в неявном виде содержаться в каротажных данных. Неоднородность трещин In situ Каротажные данные и данные керна дают нам устойчивые картины неоднородности, близко связанные с трещинами in situ. В качестве обобщения основных моментов скважинных каротажных данных и данных керна: (i) Пространственные флуктуации спектра мощности каротажной кривой имеют обратный масштаб с пространственной частотой k, S(k) 1/k, в масштабах длин от мм до км. (ii) Спектральный тренд S(k) 1/k большинства геофизических каротажных кривых (скорость звука, массовая плотность, пористость по данным НК, гамма активность, химическая распространенность, электрическое сопротивление) возможно вызваны пространственными флуктуациями плотности в перколяционных трещинах в масштабе зерна. (iii) Спектральный тренд S(k) 1/k показывает, что геофизические флуктуации пространственно коррелированны на всех масштабах с мм по км (пространственно некоррелированные флуктуации, обозначаемые плоским спектром мощности S(k) const, необходимы для надежного предсказания свойств в масштабе коллектора по свойствам образцов из скважин). (iv) Пористость обломочных коллекторов по керну и пространственные флуктуации каротажа (проницаемость) имеют корреляцию 80-85%, log(). (v) Уравнение флуктуации ФЕС log() математически связывает трещины в масштабе зерна и просачивание флюида благодаря плотности расположения трещин гидроразрыва если n, n _ число трещин на объем, а проницаемость пропорциональна комбинаторике каналов просачивания, n!; формула Стерлинга приводит log(n!) к математическому соотношению log(). Пространственная корреляция геофизических флуктуаций, идентифицированная по спектру каротажных кривых S(k) 1/k форма льно считает несостоятельным практику построения предсказывающих геологических моделей коллектора с использованием квазиоднородной пористости и проницаемости по скважинным данным. Эта форма льная несостояте льность, ведет , прежде всего, к тому, что типичные предсказания модели течения коллектора не работают ввиду некорректной статистической оценки геофизической неоднородности. Если скважинные данные по керну недостаточны для построения точных предсказывающих моделей коллектора, требуются новые данные. Нефтепромысловая деятельность все больше признает этот аргумент де факто, инвестируя в наблюдения структур течения в масштабе коллектора, используя периодические сейсмические изображения кол л е кт ор а. Мы применяем детальную форму этого общего аргумента к добыче газа из плотных пород путем (1) описания в явном виде коллектора в терминах in situ флуктуации плотности трещин (2) построения неоднородностей трещин в масштабе коллектора, путем применения моделирования межскважинного сейсмомониторинга кинематических характеристик в целях выявления зон где происходит быстрое уменьшение давления газа. Модель плотного коллектора газа На рисунке 1 иллюстрируется типичная модель разреза коллектора 2D на основе пространственно коррелированных флуктуации свойств in situ, наблюдаемых на каротажных кривых и в керне. Пространственные флуктуации на рисунке 1 воплощают вышеозначенные физические характеристики (i)-(v) с некоторыми дополнительными предположениями. Каждая точка представляет собой плотность трещин. 1 Geospace Engineering Resources International, 7007 Pinemont Drive Houston TX 77040, USA. Corresponding author, E-mail: pcleary1@blueyonder.co.uk. (c) 2008 EAGE www.firstbreak.org Рисунок 1 Пространственно коррелированный случайный шум распределения плотности трещин с частотнозависимым спектром мощности S(k) _ 1/k. Холодные цвета — более высокая плотность трещин, теплые цвета — более низкая плотность трещин. Белые линии обозначают азимутальные сектора центральной скважины. Красные кружки обозначают зоны быстрого уменьшения давления в скважинах, вызванного высокой плотностью и связностью трещин. n _ число трещин масштаба зерна на объем, с флуктуациями плотности трещин n, коррелированных пространственно в соответствии со спектром мощности S(k) 1/k, и проницаемости коллектора, связанной с плотностью трещин соотношением nlog(n!). Дополнительные предположения: 1. Разрез коллектора 2D является слайсом куба 3D; 3D флуктуации можно пренебречь на малых расстояниях по нормали к разрезу. 2. Флуктуации плотности трещин n физически пространственно коррелированны с флуктуациями скорости звуковых волн, -n. 3. Коллектор имеет одну фазу флюида. 4. Вариация акустической скорости связана с вариацией давления флюида как GP, где G эмпирически задается в виде (d ) dP 1/6ГПа. В противовес пространственно неравномерному разрезу коллектора на Рис 1, Рис 2 иллюстрирует разрез коллектора, основанный на некореллированных пространственных флуктуациях. Все другие особенности модели коллектора на Рис 2 остаются такими же, как в модели на Рис 1. Визуальный осмотр Рис 1 и 2 говорят о наличии принципиальных статистических различий между коррелированными и некоррелированными пространственными флуктуациями. Хотя визуально можно подумать, что мало-масштабные отсчеты на пространственно некоррелированном разрезе Рис 2 отражают флуктуации во всех других масштабах (т.е., S(k) const), мало-масштабные отсчеты на пространственно коррелированном разрезе рис 1 не ограничивают пространственные флуктуации на каком либо участке разреза. Плотность трещин как основа неоднородности потока в коллекторах Корреляция пористости обломочных коллекторов по керну и пространственные флуктуации каротажа (проницаемость) имеют корреляцию 80-85%, log(). На рис 3 и 4 приведены спектры каротажных кривых в билогарифмической форме для трех геологических обстановок. Степенные флуктуации для каждого спектра соответствуют прямой линии в билогарифмической области для получения экспоненты как в спектральной форме S(k) 1/k. Рисунок 2 Пространственно некоррелированный случайный шум с частотно независимым спектром мощности S(k) _ const. Отклонение флуктуаций на Рис 2 такое же, как отклонение флуктуаций на Рис 1. На рис 3 приведен спектр каротажных кривых в билогарифмической форме для трех геологических обстановок. Степенные флуктуации для каждого спектра соответствуют прямой линии в билогарифмической области для получения экспоненты как в спектральной форме S(k) 1/k. Среднее значение спектра отсчетов на рис 1 равно 1.08 ± 0.17. Среднее значение отсчетов по нескольким сотням экспоненциальных спектров имеет 1.02 ± 0.1 (Leary 2002; cf. Goff & Holliger 2002). Таблица 1 Данные ФЕС по керну, соответствующие данным, иллюстрированным на Рис 4. Положение коллекторов соответственно относятся к наземным и морским месторождениям газа. Каждая из 13+16 разрезов керна скважин дает последовательность пористости и кривые (п'_) Ключевые слова: break, неявный, удаление, показанный, явный, crust, газ, радиальный удаление, март, масштаб, хороший, пространственно коррелированный, связанный, несколький скважина-источник, ????log, отклонение, изображение, признавать, leading, газ плотный, goff, межскважинный, последовательность, использование, радиальноазимутальная сектор, спектр, рисунок, eage, давление, плотный, радиус, месторождение газ, пространственный, скорость, добыча, месторождение, диапазон, красный, international, геологический, тема, эффективный, мониторинговый, производительность скважина, firstbreak, фес, коллектор газ, пробег, акр, соответствие, firstbreak org, датчик, кривая, break март, специальный тема, плотный порода, март газ, волна, коррелированный, км, показать, critical, разрез, leading edge, модель, неоднородность, ????log ?, сейсмический, walter, мощность, сетка, радиально-азимутальный, порода, мониторинг, продуктивность скважина, edge, значение, плотность трещина, приемный скважина, пространственно, специальный, каротаж, приход, связность трещина, источник, флюид, плотность, пространственный флуктуация, продуктивность, каротажный, флуктуация, флуктуация плотность, основа, неоднородный среда, точка, образцовый, стандартный, средний, сектор, объем, путь, наблюдение, коллектор, org, кинематический, мов, плотный коллектор, приведенный, binney, распределение, пористость, наблюдать, проницаемость, глубина, маломасштабный, изменение, seismic, log, газовый, указывать, высокий, корреляция, демонстрировать, leary, давать, physical model, поток, продемонстрированный, скважина, скважинный, керн, интервал, трещина, дать, situ, некоррелированный, добыча скважина, участок, al-kindy