Методика отображения в цифровой геологической модели литолого-фациальных особенностей терригенного коллектора

В.П. Мангазеев, В.Б. Белозеров, И.Н. Кошовкин, А.В. Рязанов

Терригенные коллекторы нефтяных месторождений Западной Сибири характеризуются высокой неоднородностью и слабой согласованностью фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС). В статье рассматривается апробированная на некоторых месторождениях Томской области методика анализа и прогноза ФЕС на основе концепции гидравлических типов коллектора, позволяющая делить и классифицировать породы с близкими характеристиками порового пространства. В основе лежит процесс анализа всей совокупности геолого-геофизической информации с привлечением математического аппарата, предусматривающий моделирование условий формирования и фильтрационных возможностей песчаных резервуаров исходя из представлений об их внутренней структуре. С учетом того, что структура коллектора предопределяет динамику движения в жидкой фазы, построение геологических моделей месторождений нефти на основе пространственного распределения гидравлических типов коллектора позволяет существенно повысить эффективность и адекватность компьютерного моделирования резервуара.

Актуальность проблемы.

Внедрение компьютерных технологий построения моделей месторождений, расчет по ним показателей эксплуатации и разработка геолого-технических мероприятий требуют построения корректных геологических моделей продуктивных резервуаров. Отображение геологического строения в цифровую форму должно учитывать все многообразие ФЕС коллектора. Такая постановка предполагает создание процедур формализованного описания неоднородностей резервуара, обусловленных литологическими особенностями пласта и проявляющихся как в его внешних, так и внутренних свойствах. Внешние свойства отражают фациальную неоднородность строения коллектора, формирование которого связано, как правило, с конкретными обстановками осадконакопления. Каждая обстановка имеет свое пространственное развитие, где ФЕС коллектора могут быть охарактеризованы индивидуальной зависимостью пористости и проницаемости. Границам раздела фациальных обстановок свойственно формирование непроницаемых барьеров, представленных прослоями глин и карбонатизированных песчаников, выполняющих роль фронтальных экранов для залежей нефти и газа. К внешним свойствам коллектора можно отнести его макрофильтрационную неоднородность по разрезу и площади. В разрезах это отражается в последовательном увеличении или уменьшении гранулометрических разностей, влияющих на проницаемость, от подошвы к кровле пласта, либо в однородном, градационном, распределении зернистости. Каждой фациальной обстановке свойственна своя последовательность гранулометрического распределения по разрезу, влияющая на положение и величину интервала притока углеводородов в объеме коллектора.

Внутренние свойства пласта проявляются в его текстурных особенностях, формирующих микрофильтрационную неоднородность коллектора и характеризующих неравномерность притока углеводородов в скважину по площади. Наблюдаемые разновидности косослоистых текстур, связанные с проявлением ряби (течений, волнений, луноподобной, волнистой, линзовид-ной), можно объединить в две большие группы: упорядочение слоистые и хаотичные. Для упорядоченной группы свойственны хорошая выдержанность прослоев в одном направлении и частое их чередование в перпендикулярном. В хаотично косослоистых коллекторах выдержанность прослоев в каком-либо направлении отсутствует. Вследствие этого в упорядоченной группе проявляется пространственная анизотропия фильтрации, в хаотичной - она отсутствует.

Поскольку структура коллектора предопределяет динамику движения в нем жидкой фазы, построение геологических моделей месторождений нефти с учетом строения резервуаров может существенно повысить эффективность и адекватность компьютерного моделирования резервуара. Вследствие тесной связи неоднородности ФЕС коллектора с условиями его формирования отображение геологических особенностей формирования резервуара в компьютерной геологической модели предполагает создание адекватных методов и процедур, позволяющих получить наиболее полный объем информации о строении резервуара. Процесс построения статической геологической модели резервуара с учетом его литолого-фациальной структуры предполагает следующие этапы:

- построение литолого-седиментационной модели (выделение литофаций и литотипов) по данным геофизических исследований скважин (ГИС), исследований керна, данным сейсморазведки;

- выделение типов коллектора (гидравлических единиц потока), участвующих в строении продуктивного пласта месторождения, расчет индикатора для каждого типа коллектора по данным исследований керна;

- построение петрофизической модели с учетом стохастического распределения гидравлических единиц потока в пределах каждой фациальной обстановки.

Построение литолого-седиментационной модели.

Построение модели предусматривает детальное макро- и микролитологическое описание, изучение кернового материала и результатов ГИС для:

- выделения объекта изучения в осадочной толще и диагностики условий его формирования на уровне фациальной группы;

- анализа неоднородности строения коллектора по площади (выделение литотипов) и разрезу (выделение литофаций);

- построения предварительной литолого-фациальной модели коллектора;

- подбора типа седиментационной модели из семейства альтернативных;

- детализации литолого-фациальной модели в соответствии с седиментационной;

- анализа по