name: Методика моделирования упругих свойств терригенных битумонасыщенных пород на примере Нижне-Кармальской залежи Республики Татарстан
keyword_list: геофизические исследования скважин битумонасыщенный песчаник моделирование упругих свойств горных пород
abstract: Диссертационная работа посвящена созданию методики моделирования упругих свойств терригенного битумонасыщенного коллектора на основе комплексного анализа кернового материала и данных геофизических исследований скважин (ГИС). Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач диссертационного исследования: 1. Проанализировать эмпирические данные по исследованиям керна и научной литературы по моделированию упругих свойств пород. 2. Изучить литологические, петрофизические параметры и оценить их влияние на упругие свойства объекта исследования. 3. Построить объемную модель пород по результатам интерпретации геофизических исследований скважин и данных изучения керна. 4. Провести лабораторные исследования акустических свойств пород. Обработать полученные данные в специализированных программных пакетах. 5. Смоделировать упругие свойства по данным геофизических исследований скважин и керна. 6. Произвести оценку точности результатов моделирования. Объект исследования - Нижне-Кармальская залежь сверхвысоковязкой тяжелой нефти Черемшанского месторождения - географически расположен на юго-востоке Республики Татарстан в Черемшанском районе, который обеспечен энергетическими мощностями, путями сообщения и развитой инфраструктурой. Тектонически залежь приурочена к западному склону Южно-Татарского свода. Продуктивными являются отложения песчаной пачки уфимского яруса. Кровля песчаной пачки четко проводится по подошве пачки лингуловых глин байтуганского горизонта казанского яруса. Ограничивает песчаную битумонасыщенную пачку с подошвенной части песчано-глинистая пачка, которая залегает на отложениях сакмарского яруса. Научная новизна: 1. Разработан алгоритм исследований керна, анализа кернового материала и интерпретации данных ГИС, позволяющий оценить упругие свойства пород с учетом литолого-петрофизических особенностей изучаемых отложений. 2. Впервые выполнено моделирование упругих свойств горных пород по данным геофизических исследований скважин в терригенном битумонасыщенном коллекторе одной из залежей Республики Татарстан. 3. Впервые получены прогнозные характеристики изменчивости акустических свойств битумонасыщенных пород коллекторов и пород покрышки под воздействием высоких температур для Нижне-Кармальской залежи. Защищаемые положения: 1. Предложенные методы и подходы изучения керна, обработки и интерпретации данных геофизических исследований скважин, представленные в диссертации, позволяют получить необходимую информацию для проведения моделирования упругих свойств терригенных битумонасыщенных пород. 2. Проведение моделирования упругих свойств слабосцементированного песчаного коллектора, насыщенного сверхвысоковязкой нефтью Нижне-Кармальской залежи на основе самосогласованной модели (Self-Consistent), по сравнению с другими моделями, предоставляет возможность получения наиболее точных результатов. 3. Полученные результаты лабораторных исследований керна, интерпретации данных промысловой геофизики и петроупругого моделирования могут быть использованы для гидродинамического моделирования; более точной интерпретации данных промысловой геофизики на всех этапах эксплуатации залежи; при проектировании горизонтальных скважин. В работе использовались данные стандартных петрофизических исследований образцов пород. Кроме того, автором проводились дополнительные специальные исследования кернового материала для решения поставленных задач следующими методами: 1. Выполнение лабораторных измерений для оценки акустических характеристик в пластовых условиях и при нагреве терригенного битумонасыщенного коллектора и пород покрышки. 2. Выполнение лабораторных исследований по оценке литологического состава исследуемых отложений методом рентгенофазового анализа. 3. Измерение радиоактивности методом гамма спектрометрии на полноразмерном керне. Проведение комплексирования данных петрофизических исследований и каротажного материала проводилось с использованием следующих методов исследования: 4. Анализ и обобщение литературных данных, касающихся лабораторных исследований битумных пород и теоретического моделирования упругих свойств горных пород по данным ГИС. 5. Обработка данных кернового материала и интерпретация данных ГИС. Построение зависимостей типа «керн-керн» и «керн-ГИС». Для получения итоговых результатов работы использовались следующие методы: 6. Факторный анализ результатов керновых исследований. Синтез результатов факторного анализа с данными ГИС. 7. Моделирование упругих свойств по геофизическим данным на основе полученных результатов исследования. Работа выполнена с использованием следующих программных средств: Microsoft Excel, PowerLog (с подключением модуля RPM), Dirak. Предлагаемый методический подход к изучению Нижне-Кармальской залежи со стороны акустических свойств по данным керна, геофизическим данным и моделированию упругих свойств пласта позволит оценить коллекторские свойства пласта и их реакцию на нагрев. Возможность объединить скважинные и петрофизические данные при моделировании упругих свойств изучаемого объекта исследования позволяет повысить достоверность при интерпретации геофизических данных и спрогнозировать изменение акустических свойства пласта при парогравитационном методе разработки. Необходимость создания модели упругих свойств для изучаемого объекта заключается в следующем: - разработка месторождения осуществляется методом SAGD, что приводит к изменению свойств объекта в результате нагрева пласта, а данные изменения отражаются на акустических параметрах; - информация о степени изменения акустических характеристик в результате разработки может послужить базовым элементом при контроле за разработкой месторождения; - недостаточное количество акустических исследований может быть компенсировано данными, полученными в результате моделирования, и стать дополнительной информацией об объекте; - наличие лабораторных измерений по влиянию температуры на акустические свойства и восстановленные модельные акустические кривые позволят наглядно представить прогноз по эксплуатации месторождения выбранным способом разработки. Результаты проведенного исследования, полученные при решении задач диссертационной работы, стали частью учебного курса «Современные технологии интерпретации данных геофизических исследований скважин», читаемого в КФУ для студентов магистрантов по направлению «геология». Проведенные в ходе работы над диссертацией исследования свойств образцов пород терригенного битумонасыщенного коллектора Нижне-Кармальской залежи позволили подтвердить ряд особенностей изучаемого объекта. В ходе работы были получены следующие результаты: 1. Проведен анализ литературных данных, касающихся лабораторных исследований битумных пород и теоретического моделирования упругих свойств горных пород по данным ГИС. По результатам анализа были выделены две петроупругие модели, которые по своей структуре наиболее близки для изучаемых отложений. Первая - самосогласованная модель (Jason Self-Consistent) для которой характерно использование в случае высоких пористостей пород. Вторая модель - с использованием уравнения Ciz и Shapiro, которое получено на основе исследований свойств битума. 2. Для получения необходимой и недостающей информации о петрофизических свойствах изучаемого объекта были разработаны алгоритм исследований керна, методика комплексного анализа кернового материала и данных ГИС, которые позволяют оценить упругие свойства пород с учетом литолого-петрофизических особенностей и восполняют необходимые данные для моделирования упругих свойств. Выполнены лабораторные исследования литологического состава исследуемых отложений методом рентгенофазового анализа на 50 образцах. Проведен анализ и создана база данных всех лабораторных исследований кернового материала. Проведена обработка данных кернового материала (350 образцов) и интерпретация данных ГИС (172 скважины). 3. Проведено моделирование упругих свойств горных пород целевого горизонта в 10 скважинах. Анализ модельных данных с данными геофизических исследований скважин по опорным скважинам показал, что для петроупругого моделирования пород Нижне-Кармальской залежи более благоприятно использование самосогласованной модели (Jason Self-Consistent). По результатам моделирования приведено обоснование коллекторских свойств и характеристик пласта в межскважинном пространстве, основанное на упругих параметрах изучаемого разреза. 4. Выполнены лабораторные измерения акустических характеристик в условиях нагрева терригенного битумонасыщенного коллектора и пород покрышки на 176 образцах. После дополнительной обработки данных лабораторных исследований получены зависимости изменения скоростей продольной и поперечной волн для песчаника, «спириферового известняка» и «лингуловых глин». Данные зависимости могут быть использованы для прогноза изменчивости упругих свойств изучаемой залежи при разработке методом парогравитационного дренажа. Полученные результаты могут быть использованы для проектирования горизонтальных скважин, гидродинамического моделирования, при интерпретации данных промысловой геофизики и наземной сейсморазведки на этапе эксплуатации залежи, что поможет увеличить рентабельность и эффективность разработки методом парогравитационного дренирования.
chairman_dissertation_council.name: Данис
chairman_dissertation_council.surname: Нургалиев
chairman_dissertation_council.patronymic: Карлович
chairman_dissertation_council.position: Председатель
chairman_dissertation_council.degree: Доктор геолого-минералогических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: S-1142-2016
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6507640079
chairman_dissertation_council.rinc_id: 17321
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-4269-0962
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Дмитрий
organization_supervisor.surname: Таюрский
organization_supervisor.patronymic: Альбертович
organization_supervisor.position: Врио ректора
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 38.57.25
rubrics.name: Геофизические исследования в скважинах
oecds.code: 01.05.GC
oecds.name: GEOCHEMISTRY & GEOPHYSICS
speciality_codes.name: Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
speciality_codes.code: 25.00.10
supervisors.fio: Хасанов Д. И.
supervisors.scientific_degree: Кандидат геолого-минералогических наук
supervisors.speciality_code: Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Баюк И. О.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Чудинова Д. Ю.
opponents.scientific_degree: Кандидат геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ", ФГАОУ ВО КФУ, КФУ, КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1021602841391
protection_organization.supervisor_name: ИЛЬШАТ
protection_organization.supervisor_surname: ГАФУРОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: РАФКАТОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ", ФГАОУ ВО КФУ, КФУ, КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1021602841391
author_organization.supervisor_name: ИЛЬШАТ
author_organization.supervisor_surname: ГАФУРОВ
author_organization.supervisor_patronymic: РАФКАТОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения