Description:

"Моделирование трещинных коллекторов: нерешенные задачи и новые решения Fractured reservoirs modelling: a review of the challenges and some recent solutions Б. Бурбио (B. Bourbiaux), Р. Баске (R. Basquet), Ж. М. Даниель (J.M. Daniel), Л. И. Ху (L.Y. Hu), С. Женни (S. Jenni), А. Ланж (A. Lange) и П. Расолофосаон (P. Rasolofosaon). Особенности течения жидкости в трещинных коллекторах известны и моделируются уже сравнительно давно (Barenblatt et al., 1960; Warren and Root, 1963), но до недавнего времени для эксплуатационного исследования коллекторов не существовало общепринятых методик и программ учета полевых данных о естественной трещиноватости. Решающую роль в развитии средств такого учета сыграло появление прямой информации о трещинах, в частности - внутрискважинных изображений. Непредсказуемые изменения уровня добычи на многих месторождениях, связанные с недоучетом эффектов трещиноватости, также усиливали потребность лучше характеризовать распределение трещин в разных масштабах и включать важные элементы этой информации в модели месторождений. Не так давно на гигантском месторождении Middle East Carbonate оказалось, что основные пути потока между нагнетательными и добывающими скважинами проходят по зонам трещиноватости и интервалу super-K, не выделяемым по данным сейсморазведки (Cosentino et al., 2001). Таким образом, современная тенденция в исследованиях трещинных месторождений состоит в интегрировании полной информации о трещинах в процесс моделирования течения жидкости. Далее на примерах моделирования трещиноватости по оригинальной технологии рассмотрены основные черты таких методик (Bourbiaux et al., 2002). Эта технология включает следующие этапы: определение строения сети трещин с ограничениями, вводимыми на основе анализа, интерполяции и экстраполяции данных о трещинах, полученных по скважинам и по данным сейсморазведки, а также по обнажениям; оценка гидродинамических свойств этой естественной сети. Построение геологической модели разломов и трещин Моделирование по предлагаемому методу, описанному в работе (Cacas et al., 2001) и излагаемому далее, начинается с тщательного геологического анализа информации о естественной трещиноватости, известной по скважинам, по данным сейсморазведки и по обнажениям. Общая схема процесса интеграции приведена на рис. 1. Хотя геологи дают детальную классификацию трещин на основе различных черт тектоники и механизмов напряжения и сдвига, инженерам по эксплуатации приходится игнорировать или объединять участки, имеющие малое или близкое влияние на течение жидкости. На практике это обычно заканчивается разделением на две основных категории: крупных трещин или разломов, видных в данных сейсморазведки, и мелких или рассеянных трещин, наблюдаемых в скважинах по результатам такого анализа в разных масштабах. Стохастическими методами, с учетом ограничений, налагаемых результатами измерений и общими закономерностями развития трещиноватости, строится модель трещиноватой зоны. На рис. 2 и 3 показаны типичные, включающие крупные и мелкие трещины, картины разномасштабной сети трещин, полученные по нашим программам моделирования трещиноватости. Крупные трещины (разломы). На практике наилучшие данные для построения таких моделей дает трехмерная сейсморазведка. Ее данные сначала используются для выявления разломов, рассматриваемых как "детерминированные" структуры. Кроме того, анализируя сетку трещин по данным о течении жидкости; выбор подходящих средств моделирования с учетом роли трещин и разломов разного масштаба и уточнение параметров модели путем калибровки геологической модели по данным о течении. Сейсмика Карта разломов Когерентность Атрибуты Структура Карта направлений Распределение длины Размеры областей Вероятностная Карта крупных разломов в масштабе месторождения моделирование особенностей течения жидкости в коллекторе на основе физических представлений о (реперы глубины складки) Анализ кривизны карта разломов Карта примыкание Законы минимальное поправок генезиса расстояние многофазных механизмах перехода жидкости из матрицы породы в трещины Далее эти шаги рассмотрены и проиллюстрированы на основе представительной модели. Также рассмотрены возникающие методики дальнейшего учета сложного Скважины Фации Типы трещин выделение и параметры (по фациям) Литология за густоту Модель трещин направление густота вероятность пересечения пла Локальные дискретные модели сети трещин строяния трещин и особенностей течения жидкости в трещинных коллекторах. Геологическая модель мощности пластов пористость длины трещин обнажения Рис. 1. Геологическое моделирование разномасштабных трещин (разломов и стыков): общая идея *Institut Francais du Petrole, 1 & 4 Avenue Bois-Preau, 92852 Rueil Malmaison CEDEX. E-mail: bernard.bourbiaux@ifp.fr Различные амплитудные сейсмические атрибуты, например когерентность, можно построить карты вероятности наличия более мелких разломов. Такие карты вероятности используются как ограничения при "экстраполяции" в ходе стохастического моделирования сети более мелких трещин. Другие ограничения на модель этого уровня берутся по карте "детерминированных разломов и представляют собой статистические оценки направления и фрактальные параметры их пространственного распределения. Мелкие трещины Важный начальный шаг состоит в анализе и выделении различных типов трещиноватости по изображениям скважин и по керну. Типы выделяются по среднему направлению, связанному с особенностями геологического и или тектонического строения. Другим параметром классификации является фациальный состав пород. Этот параметр выражает наличие трещиноватости в определенной фации или группе фаций, что связано с ее специфическими механическими свойствами. После выделения типов трещиноватости и фаций с определенной трещиноватостью строятся геологические модели, описывающие распределение параметров трещиноватости - направления и густоты для каждого типа в каждой фации; в качестве опорной модели используется модель матрицы. В нашем примере сеть рассеянных трещин образована двумя типами систематических разрывов и по трещиноватости в ней выделяется две фации. В одном из типов густота трещин определяется фациальным составом и искривленностью коллектора, а в другом - фациальным составом и расстоянием от разломов. В конце концов, для любого места коллектора на основе параметров модели трещиноватости можно составить модель сети мелких трещин. Трехмерная сеть трещин, показанная на рис. 2, построена для части пласта размером около 2 км и включает как крупные разломы, выделяемые по данным сейсморазведки, так и мелкие трещины. С такими программами, располагая достаточными данными по фациальному составу и строению, геолог может предоставить инженеру по эксплуатации близкую к действительности модель трещин и разломов различного масштаба. Но такая дискретная модель сети трещин (ДМСТ; Discrete Fracture Network DFN - model) не используется непосредственно при моделировании течения жидкости на месторождении; перед этим она будет упрощена с применением процедур гомогенизации, описанных ниже. Поэтому может возникнуть вопрос о ее ценности. На самом деле, как показано в следующем разделе, ДМСТ применяет для оценки гидравлических свойств трещин по имеющимся данным прямых измерений, например по скважинным испытаниям. Интерпретация этих данных и с использованием ДМСТ дает, по сравнению с обычными способами анализа (например, по анизотропии потока), дополнительную информацию о течении жидкости в коллекторе. Кроме того, в таких моделях сохраняется связь с геологическими представлениями, лежащими в основе модели трещиноватости. Такая связь необходима для оценки влияния типов трещиноватости на течение и для планирования дальнейшего сбора геологических данных, полезных для оценки процессов переноса жидкости. Нерешенные задачи Несмотря на достигнутый в последнее время прогресс все еще остается место для улучшения этих моделей, которые все еще часто плохо обусловлены. Причины этого, в' _ Ключевые слова: задача, дать, жидкость, развитие, fractured, матрица трещина, трещинный коллектор, модель, сейсмический, связанный, блок матрица, jeannin, daniel, высокий проницаемость, достигнутый, интеграция, масштаб, геологический модель, ячейка, значить, значение, процесс, дискретный, break сентябрь, пористость, переток матрица, petroleum, скважина, давление, barenblatt, расчёт, sengul, модель трещиноватость, многофазный среда, несколький, ошибка, учёт, эффект, эквивалентный, reservoir, модель месторождение, технический статья, разлом, сложный, среда, течение жидкость, трещинный, имеющийся, параметр, тип, представление, трещина, масштаб месторождение, метод, целом, root, блок, sabathier, моделирование трещиноватость, зона трещиноватость, sarda, инженер, поток, особенность, анизотропия, tech, размер, фациальный состав, момент, трещиноватый, трещина переток, ifp, свойство, направление, нерешенный, месторождение, eage, сеть, math, basquet, presented, связь, недавний, cacas, гидравлический, bourbiaux, модельный, lange, сеть трещина, многофазный, фация, conductive faults, hydraulic characterization, коллектор, проницаемость, simulation, включать, близкий, открытость, дмст, переток, break, нагнетательный, последний, spe presented, paper, крупный, обычный, подход, добыча, удаление, ограничение, моделирование, нерешенный задача, предположение, оценка, технический, информация, следовать, дать сейсморазведка, механизм, дать течение, трещина разлом, образ, густота, модель течение, частность, warren, трещиноватость, эксплуатация, переход, методика, геологический, сила тяжесть, разлом трещина, spe, сейсморазведка, практика, сентябрь, процедура, течение, трещиноватый среда, карта, матрица, программа, анализ, статья, прогресс, paper spe, van lingen, вопрос, зона, движение жидкость, основа