Математические методы моделирования в геологии

1.

КУРС ЛЕКЦИЙ
ЛЕКЦИЯ № 16(А+Б)
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
МОДЕЛИРОВАНИЯ В ГЕОЛОГИИ
Курамшин Ринат Мунирович
кандидат технических наук,
доцент кафедры,
Генеральный директор ООО «Технопром»

2.

ЗАДАЧИ
МАТЕМАТИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ

3.

ЗАДАЧИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
При разведке месторождений накапливается большое количество
информации:
геологическая документация разведочных работ;
данные опробования;
результаты геофизических исследований;
результаты геохимических исследований и др.
В дальнейшем информация перерабатывается с целью построения
геологических карт, разрезов и решения других вопросов.
До появления ЭВМ информацию обрабатывали вручную, что приводило
к значительным затратам труда и времени.
После появления ЭВМ, особенно персональных компьютеров, мощных
серверов и сетей, накопление и обработка геологической информации
значительно ускорилась, но и сейчас еще ряд технологических операций в
разведке месторождений осуществляется вручную.

4.

ЗАДАЧИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Одно из первых назначений компьютера при разведке месторождений
состоит в накоплении, систематизации, обработке и передаче
геологической информации.
Но главное направление при разведке месторождений заключается в
математическом моделировании месторождений, что позволяет решать
вопросы, касающиеся открытия залежи, оценки запасов, определения
качества углеводородов, геолого-экономической оценки месторождений.
На базе математического моделирования месторождений можно
проектировать
нефтедобывающие
предприятия,
планировать
и
управлять добычей углеводородов и решать многие другие прикладные
задачи.
Существует, по крайней мере, три направления моделирования
месторождений:
Геоинформационное;
Аналитическое;
Блочное.
Все они имеют между собой много общего.

5.

ЗАДАЧИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Геоинформационное моделирование предназначено в основном для
моделирования и построения карт любого назначения, в том числе
геологических карт земной поверхности и, как частный случай,
построения геологических карт месторождений.
Существуют специальные пакеты программ для построения карт,
такие как Petrel, Surfer и др. Пакеты позволяют редактировать и
преобразовывать полученную информацию, получать «слои» с
различной информацией и совмещать их на одном чертеже.
Аналитическое моделирование предназначено для построения
геологических карт и разрезов по данным геологической документации
разведочных работ. Для границ всех горных пород и залежей путем ряда
преобразований рассчитывают координаты пластопересечений в
разведочных скважинах.
Различные способы интерполяции позволяют получать геологические
границы объекта на планах и в разрезах, т.е. делать графическую модель
месторождения (или отдельной залежи).

6.

ЗАДАЧИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Блочное моделирование основано на разделении пространства, в
котором находятся объект (залежь), на блоки (ячейки) квадратной или
кубической формы одинакового размера.
Разбиение на блоки осуществляется созданием сети параллельных
линий и плоскостей. По данным разведочных работ путем различных
способов интерполяции в каждом блоке рассчитывают параметры
объекта (толщина пласта, его свойства и другие данные).
Задав шкалу значений параметров, можно раскрасить блоки
различным цветом и получить цветную модель месторождения в виде
множества кубиков.
Модель можно поворачивать в пространстве, изучая форму объекта и
параметров пласта в трех измерениях.
Для работы с подобными моделями месторождений создана серия
пакетов прикладных программ: Petrel и др. С помощью пакетов можно
рассчитывать запасы углеводородов.

7.

ЗАДАЧИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Во всех направлениях моделирования предусмотрены сбор данных, их
систематизация и обработка (моделирование геологических объектов),
хранение данных и представление итоговой информации в графическом
или табличном виде.
Информация чаще всего накапливается в бумажном виде. Ее
необходимо перенести на машинные носители вручную или с помощью
различных технических средств. Часть информации можно получить
сразу на машинных носителях.
ПРИМЕР: сканирование изображений или текста, с аэро- и космических
фотоаппаратов, в результате геофизических измерений физических полей
и др.
Как при ручном наборе информации, так и с применением технических
средств исходные данные обычно преобразуются в цифровую или
символьную форму и хранятся в виде файлов баз данных в Excel, dBASE,
Access, FoxPRO, Paradox, Word, MS DOS и др. База состоит из отдельных
банков однородных данных.
Каждая модель или пакет преобразует банки данных в удобную для
обработки форму с помощью специальных программ – конвертеров.

8.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ
ДЛЯ 3 Д МОДЕЛИРОВАНИЯ

9.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Геологическое
моделирование
является
синтезом
работы
специалистов (сейсмиков, геофизиков и др.), которые рассматривали
месторождение углеводородов с позиции своей специализации и
создавали составные части модели пласта.
Непротиворечивое (обоснованное законами физики) сочетание
исходных данных в статической геологической модели месторождения
является контролем их качества. Противоречия, требующие сложных
объяснений, свидетельствуют о плохом качестве информации или о
ложной концепции строения пласта.
Геолог, занимающийся построением цифровой геологической модели
пласта, должен обладать знаниями по каждому направлению работ,
предшествующих моделированию, позволяющими оценить качество
поступившей к нему информации.

10.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ
Геологическая модель представляется в виде трехмерных
объемных (ЗД) сеток, либо в виде послойных цифровых карт.
Трехмерная модель сопровождается осреднением параметров по
пластам или зональным интервалам и дополняется кратким набором
структурных карт и послойных карт осредненных параметров.
Зональный интервал может быть определен как седиментационный
цикл, несколько объединенных седиментационных циклов, пласт,
подсчетный объект, объект разработки.

11.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ
Состав выходных карт следующий:
структурные карты по кровле и подошве пласта с наложением
границ зон выклинивания и замещения;
структурные карты по кровле и подошве коллектора с наложением
границ зон выклинивания и замещения;
карты общих толщин пласта и коллектора;
карта эффективных толщин коллектора;
карта коэффициента песчанистости коллектора;
карты средних коэффициентов пористости и проницаемости
коллектора;
карта водонефтяного контакта;
карты общих газо-, нефте- и водонасыщенных толщин (по усмотрению
гидродинамиков);
карты эффективных газо-, нефте- и водонасыщенных толщин;

12.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ
карты коэффициентов песчанистости по нефтяной, газовой и
водоносной части пласта;
карты средних коэффициентов пористости и проницаемости по
газовой, нефтяной и водоносной части коллектора;
карты средних коэффициентов водонасыщенности по газовой,
нефтяной и водоносной части коллектора;
карты толщин непроницаемых перемычек между пластами;
карты линейных запасов нефти и газа по пласту;
карта плотности запасов нефти по пласту.
При построении послойной геологической модели, состоящей из
отдельных седиментационных циклов, составляется набор карт на
укрупненный горизонт, включающий все седиментационные циклы.

13.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ
Минимальный
состоит из:
набор
объемных
цифровых
геологических
куб литологии (минимально «коллектор – неколлектор»);
куб параметров, по которым рассчитывался куб литологии (по
сеток
усмотрению гидродинамиков), например αПС, ΔIНК и др.;
куб коэффициента пористости коллектора;
куб коэффициента проницаемости коллектора (в отдельных случаях
три куба проницаемости – КX, КY, КZ);
куб индекса насыщения (по усмотрению гидродинамиков);
куб водонасыщенности или нефтенасыщенности (газонасыщенности);
куб порового объема коллектора (по усмотрению гидродинамиков);
куб линейных объемов нефти (по усмотрению гидродинамиков).

14.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ
Объемная цифровая геологическая модель сопровождается набором
цифровых карт, определяющих структуру и параметры модели:
структурные карты по кровлям зональных интервалов;
карта поверхности водонефтяного контакта
Дополнительно предоставляются карты, полученные в результате
осреднения отдельных параметров:
карта эффективных нефтенасыщенных (газонасыщенных) толщин;
карта линейных запасов.

15.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МОДЕЛИ
В отдельных случаях может быть подготовлен набор карт или кубов,
определенных дополнительным техническим заданием:
карты или кубы динамических петрофизических параметров
(остаточной водо- и нефтенасыщенности, подвижной водо- и
нефтенасыщенности,
коэффициента
вытеснения,
фазовых
проницаемостей по воде и по нефти),
карты или кубы, определяющие неоднородность коллектора
(параметры
горизонтальной
и
вертикальной
прерывистости,
коэффициенты
горизонтальной
и
вертикальной
связности,
гидропроводности, различные зональные карты) и т.д.

16.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ 3Д МОДЕЛИ
I. Подготовка данных
параметрической модели.
для
построения
Основными исходными данными
геологической модели служат:
для
структурного
построения
каркаса
и
цифровой
1. Сейсмические данные:
структурные поверхности по основным отражающим горизонтам (в
шкале времен или глубин) с разрывными нарушениями;
временные или глубинные разрезы;
годографы вертикальных скважин;
сейсмические атрибуты, связанные корреляционными связями с
каким-либо фильтрационным параметром (например – акустическая
жесткость).
2. Координаты скважин, платформ (кустов). Траектории скважин, либо
пластопересечений на различные объекты.

17.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ 3Д МОДЕЛИ
3. Результаты обработки данных ГИС:
непрерывные параметры прослоев, такие как αПС, ГК, НКТ и другие;
параметры, определяемые только в прослоях коллекторов
(пористость, проницаемость, нефтегазонасыщенность);
дискретные параметры - индексы литологии, насыщения,
фациальная принадлежность;
детальная корреляция - принадлежность к стратиграфическому
горизонту.
4. Геолого-промысловые данные:
данные о флюидных контактах;
интервалы перфорации, привязанные ко времени проведения
работ;
результаты испытаний и эксплуатации (добыча и закачка);
гидродинамические исследования (КВД, КВУ) и их обработка;
кривые ГИС-контроля, заключения по обработке данных ГИС-
контроля.

18.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ 3Д МОДЕЛИ
5. Общие сведения:
контуры зон замещения;
контуры лицензионных участков;
экологические сведения.
Для построения 3Д геологической модели от соответствующих
специалистов передаются основные петрофизические зависимости
(табулированные, в виде уравнений или графические), модели
переходных зон для всех моделируемых пластов, трендовые карты
параметров,
определяющих
принципиальную
седиментационную
геологическую модель и др.

19.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ 3Д МОДЕЛИ
При загрузке данных могут выявляться ошибки:
неверные
координаты
(визуальное
сравнение
планов
рас
положения);
ошибки траектории скважин (немонотонное возрастание глубины,
пересечение траекторий различных скважин);
необоснованные аномалии в абсолютных отметках структурных
поверхностей;
ошибки расстановки корреляции (маркеры, соответствующие более
древним отложения стоят по отметке выше молодых - отрицательные
мощности);

20.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ 3Д МОДЕЛИ
необоснованное
изменение
мощностей,
несоответствующее
реальному положению - сравнение минимальных и максимальных
значений (единичные минимумы среди больших значений и наоборот), а
также средних величин;
нарушены
диапазоны
изменения
параметров
в
скважинах
и
единообразие единиц измерения;
несоответствия характера насыщения положению в плане и разрезе,
а также установленному уровню флюидных контактов (вода среди нефти
или выше нефти и наоборот в одном гидродинамическом объекте).

21.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ 3Д МОДЕЛИ
II. Построение структурного каркаса.
Процесс
структурных
построений
делится
на
два
этапа,
определяющих требования к скважинным материалам:
-
на
первом
этапе
строится
структурный
каркас
по
стратиграфическим поверхностям, которые по своей геологической
природе
являются
более
плавными,
чем
стратиграфические
поверхности по кровлям и подошвам коллекторов. По данным ГИС и
сейсморазведки создается стратиграфический структурный каркас;
-
на втором этапе на базе упомянутых поверхностей строятся
необходимые для подсчета запасов структурные карты по кровлям и
подошвам коллекторов.

22.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ 3Д МОДЕЛИ
Для построений структурных карт по кровлям и подошвам
коллекторов
используются
скважины,
участвовавшие
в
стратиграфических структурных построениях, скважины, в которых при
интерпретации ГИС установлены положения кровель и подошв
коллекторов.
В них определяются расстояния по вертикали от выделенных при
корреляции стратиграфических поверхностей до кровель и подошв
песчаных тел пластов.
Определённые приращения откладываются в точках положения
слоепересечений на стратиграфических структурных картах от
соответствующих
стратиграфических
структурных
поверхностей,
формируя дополнительные контрольные точки для структурных
построений.

23.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ 3Д МОДЕЛИ
Построение карт эффективных толщин по коллектору и по
продуктивной
части
коллектора
соответствует
литологическому
моделированию при построении трехмерной модели.
Карта эффективных толщин в целом по коллектору первична по
отношению к карте эффективных продуктивных толщин и определяет
общую концепцию геологического строения залежи.
Карты эффективных толщин не могут быть построены с
использованием
обычных
интерполяционных
алгоритмов
за
исключением зон с частой сеткой эксплуатационных скважин.
Построение цифровых сеток петрофизических параметров в
обязательном порядке включает построение сеток пористости,
проницаемости и насыщения.
Заключительный этап включает подсчет запасов в объектах и оценку
достоверности построенной модели.

24.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Пакеты геологического моделирования описывают любую карту в
виде сетки с равномерным шагом по X и У.
Частота и равномерность расположения по площади входной
информации влияет на результаты интерполяции структурных
горизонтов. С целью выбора окончательного шага построения
горизонтов, необходимо построить несколько вариантов карт. Чем реже
расположены скважины, тем больший шаг необходим для построения.
При 2Д-моделировании геологическая сетка сохраняет построенный
структурный каркас. Параметры строятся по выбранному методу
используемому в пакете моделирования и осреднение может
происходить как с учетом не коллекторов, так и в пределах только
коллектора. Недостатком такого способа построения является
автономность интерполяции каждого параметра. При неоднородных
отложениях это приводит к несоответствию одних параметров другим
между скважинами. Осреднение большого интервала, содержащего
самые различные типы коллекторов, сглаживает картину фильтрации.

25.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для адекватного отражения строения модели необходима детальная
дополнительная корреляция с целью разделения частей разреза,
содержащего преимущественно одинаковые типы коллекторов. Данная
процедура должна быть проведена
одновременно с типизацией разрезов.
на
более
ранней
стадии
ЗД-моделирование частично устраняет недостатки, существующие в
2Д- моделировании.
Структурный каркас, созданный на первом этапе превращается в
объемную сетку (грид). В данном случае детальное выделение
коллекторов различного типа при помощи детальной корреляции не
требуется. Достаточно чтобы структурные поверхности
пласты с различными условиями осадконакопления.
разделяли

26.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Размеры геологической сетки определяются характером внутреннего
строения отложений и количеством пробуренных скважин на
месторождении.
Выбор мелкой сетки при малом количестве скважин с большими
расстояниями между ними будет необоснованным.
При разбурености эксплуатационной сеткой обычно стандартный шаг
по площади 50х50 м.
На многопластовых месторождениях с несколькими объектами
разработки, пластопересечения скважин фондовых на различные объекты
может сближаться.
При использовании некоторых программных продуктов возникает
проблема - попадание скважин в одну ячейку. В этом случае необходимо
либо уточнение координат и перенос скважины в соседнюю ячейку, либо
измельчение сетки.
Размер ячейки по вертикали определяется расчлененностью,
неоднородностью разреза и минимальными толщинами прослоев,
которые необходимо сохранить в детальном геологическом гриде.
Размеры могут изменяться от 0,2 до 1 м.

27.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Существуют много типов сеток.
Для
геологического
моделирования,
предпочтительной
является
сетка, повторяющая форму структурных поверхностей - «угловой точки»
(«corner point»).
При отсутствии разломной тектоники ячейки могут быть повернутыми
по
простиранию
структуры,
но
быть
регулярными,
то
есть
прямоугольными по осям X, У и вертикальными по оси Z.
При наличии разрывных нарушений сетка строится с учетом их как в
плане, так и по вертикали. Геометрия таких сеток может быть описана в
первом случае координатами центра ячеек, во втором - координатами
углов.

28.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
При ЗД-моделировании разбивка сетки по вертикали производится в
соответствии с принятой моделью осадконакопления.
Варианты осадконакопления сводятся к трем основным группам:
согласное залегание относительно подошвы пласта (перерыв
осадконакопления сверху);
согласное залегание
осадконакопления снизу);
относительно
кровли
пласта
(перерыв
конформное залегание относительно кровли и подошвы (перерывы
отсутствуют).

29.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
В каждой из вышеперечисленных групп возможны усложнения, что
детально рассматривается на каждом месторождении при разработке
алгоритма построения на этапе палеотектонического анализа и детальной
корреляции. В соответствии с этими тремя группами объем между
структурными поверхностями делится на прослои равной толщины
относительно подошвы, прослои равной толщины относительно кровли
или на равное количество прослоев с пропорционально изменяющейся
толщиной.
Подготовка данных для построения основного структурного каркаса
начинается с увязки абсолютных отметок ВНК, установленных в
выбранном (тестовом) массиве скважин, со структурными отметками
кровли коллектора и абсолютными отметками ВНК по всему массиву
скважин.

30.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Корректировка абсолютных отметок пластопересечений основана на
следующем:
1. расчете инструментальных
инклинометрии;
и
методических
2. расчете максимально возможных
связанных с этими погрешностями;
подвижек
погрешностей
по
вертикали,
3. изменении абсолютных отметок (а.о.) пластопересечений в
соответствии с возможными подвижками для обеспечения
максимально гладких структурных поверхностей и максимальногоризонтальных поверхностей ВНК.
Величины подвижек (Δстр) являются одинаковыми для всех пластов,
входящими в область моделирования месторождения.
К измененным а.о. пластопересечений осуществляется привязка
сейсмических структурных поверхностей, они заносятся в базу данных и
используются для построений основного структурного каркаса залежи.

31.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Структурный каркас по стратиграфическим поверхностям строится как
при послойном моделировании, где параметры представляются в виде
послойных цифровых карт, так и при трехмерном моделировании, где
параметры представляются цифровыми значениями в ячейках
трехмерной сетки.
Структурный каркас строится по выверенным достоверным данным, в
которые включаются вертикальные скважины (с углом отклонения от
вертикали
менее
3°-5°,
удлинение
15...30м.)
и
скважины
с
гироинклинометрией.
Методика
выбора
скважин
для
построения
структурного
стратиграфического каркаса базируется на результатах корреляции ГИС по
стратиграфическим реперам и требованиях к точности определения
глубин, обеспечивающей построение структурных поверхностей со
среднеквадратической ошибкой ±5 м (изолинии карты через 10 м, что
соответствует 2σ).

32.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Погрешность определения абсолютных отметок складывается из
погрешности инклинометра (измерения угла отклонения ±30') и
погрешности за счет неконтролируемого растяжения кабеля.
При погрешности за счет растяжения кабеля ±1,6-2,5 м (при глубине
залегания пластов 1600...2500м.), допустимая погрешность за счет ошибки
инклинометра может быть равна ±2,8 м, что соответствует удлинению ±
30-33 м.
При структурных построениях скважины с удлинением менее 30-33 м
можно считать условно вертикальными.
При измерениях гироскопическим инклинометром погрешность
измерений глубины ниже принятой практически при любых реально
существующих удлинениях.
Скважины,
отобранные
для
структурных
стратиграфических
поверхностей,
должны
быть
распределены в пределах площади месторождения.
построений
равномерно

33.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для построений структурных карт по кровлям и подошвам коллекторов
используются все скважины для стратиграфического каркаса, а также
скважины, в которых по данным ГИС установлено положение кровли и
подошвы коллектора.
Для каждого пласта (цикла) готовится массив значений в скважинах
(контрольных точках - координаты пластопересечений со значением
параметра) для построения структурного каркаса и расчета объемов
нефти:
абсолютная отметка стратиграфической кровли;
абсолютная отметка стратиграфическая подошвы;
абсолютная отметка кровли коллектора;
абсолютная отметка подошвы коллектора;
Нобщ коллектора (изохора);
Нэфф коллектора (изохора);

34.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
индекс зоны отсутствия
выклинивание);
коллектора
(З
-
замещение,
В
-
Кпесч коллектора;
абсолютная отметка ГНК пласта;
абсолютная отметка ВНК пласта;
толщина глинистой перемычки между коллекторами двух соседних
циклов (пластов) по вертикали;
толщина глинистой покрышки в цикле (пласте) по вертикали.
Абсолютные отметки стратиграфической кровли и подошвы
выбираются из таблицы разбивок.
Кровля верхнего пласта или цикла строится по выборке
«вертикальных достоверных скважин».
Построение структурного каркаса проводится методом наращивания
мощностей с проверкой и обратной интерполяцией на точки со
значениями абсолютных отметок.

35.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Абсолютные отметки кровли и подошвы коллектора выводятся для
всех скважин, в которых может быть определена общая толщина
коллектора, т.е. скважина должна пересечь подошву коллектора или
пересечь ВНК. Допускается использование скважин, пересекающих
только кровлю коллектора пласта, как исключение.
За кровлю коллектора принимается а.о. кровли верхнего коллектора в
зональном интервале (цикле, пласте), за подошву коллектора - а.о.
подошвы последнего коллектора в зональном интервале.
Если коллектор в скважине отсутствует, то при выклинивании вместо
значения а.о. кровли и подошвы выбираются значения: для кровли середина цикла, для подошвы - середина цикла +0,1 м, при замещении
кровля и подошва отбивается по аналогам. Значения по наклонным
скважинам, включаются в массив данных если они увязаны по контактам
с массивом «вертикальных» скважин.

36.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Общая толщина коллектора - вертикальная толщина от кровли
верхнего коллектора в пласте до подошвы нижнего коллектора.
При наличии корреляции (т.е. абсолютных стратиграфических
отметок) и отсутствии данных по коллектору ставятся индексы
отсутствия коллектора в значения кровли и подошвы коллектора, общей
и эффективной толщины, коэффициента песчанистости.
Эффективная толщина коллектора всегда меньше или равна общей
толщине.
Индекс отсутствия значения ставится если скважина не вскрывает
пласт целиком (не пробурена до подошвы коллектора) или при
отсутствии данных по пласту (циклу) по скважине.

37.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Индекс зоны отсутствия коллектора определяется по следующей
методике:
1. Строится график (кросс-плот) зависимости Нэфф коллектора от Нобщ
коллектора.
2. На графике выделяются две области - зона выклинивания (Нэфф
уменьшается в соответствии с Нобщ) и зона замещения (Нэфф
уменьшается при сохранении примерно постоянной Нобщ).
3. Всем скважинам, попавшим в полигон зоны выклинивания,
присваивается индекс «В», скважинам, попавшим в полигон зоны
замещения - индекс «З».
4. При построении послойной модели анализируются индексы «зоны
отсутствия коллектора» в скважинах, расположенных вблизи скважин
с отсутствием коллектора и в которых коллектор есть. Если в
ближайшей окрестности «нулевых» скважин преобладает индекс «В»,
то данная зона отсутствия коллектора считается зоной выклинивания,
если преобладает индекс «3», - то зоной замещения. При дальнейшем
построении рисовка изолиний толщин в окрестностях этих зон
различаются.

38.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
График (кросс-плот) зависимости Нэфф коллектора от Нобщ коллектора.
Нэфф, м
22
Замещение
20
18
Выклинивание
16
14
12
10
8
6
4
2
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Нобщ, м

39.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Толщина глинистой покрышки необходима для построения кровли
коллектора.
В случае когда неколлектор занимает всю толщину цикла, то условно
следует толщину глинистой покрышки приравнивать половине толщины
цикла.
Толщина
глинистой
перемычки
вертикальная
толщина
непроницаемого интервала между подошвой коллектора данного цикла и
кровлей коллектора следующего цикла.
Толщину глинистой перемычки в точках, где имеется зона замещения,
следует приравнивать значению вертикальной толщины от середины
данного цикла до коллектора нижележащего цикла (если он есть в
нижележащем цикле) или до половины нижележащего цикла (если там
тоже находится зона отсутствия коллектора).
Коэффициент песчанистости в зонах замещения равен
а в скважинах, где нет данных - индекс отсутствия информации.
0,

40.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Абсолютные
отметки
ВНК
приписываются
всем
скважинам,
пробуренным в водонефтяной, чистонефтяной и водоносной зонах.
Каждая
зона
может
быть
поделена
на
несколько
подзон,
характеризующихся своим интервалом ВНК.
Подзоны могут быть разделены тектоническими нарушениями или
зонами глинизации.
В ЧНЗ ставятся абсолютные отметки ВНК, приписанной к данной зоне
и
представляющие
фиктивную
подстилающем глинистом прослое.
а.о.,
обычно
расположенную
в

41.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
В водонефтяных зонах абсолютная отметка ВНК определяется по
следующим принципам:
если
подошва
нижнего
нефтенасыщенного
коллектора
расположена выше отметки ВНК в данной зоне, а кровля верхнего
водонасыщенного коллектора ниже, то в качестве а.о. ВНК
выбирается наиболее вероятная отметка в данной зоне. В одной
зоне отметка ВНК задается в виде наиболее вероятного значения и
коридора отклонений (например: -1685 ±10м).
если кровля верхнего водонасыщенного коллектора расположена
выше а.о. наиболее вероятного значения, то она задается в
качестве отметки ВНК.
если
подошва
нижнего
нефтенасыщенного
коллектора
расположена ниже наиболее вероятной отметки ВНК, то она
задается в качестве а.о. ВНК.

42.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Абсолютные отметки газонефтяного контакта обычно задаются в виде
одной абсолютной отметки для одной литологически или тектонически
экранированной залежи.
В общем случае отметка ГНК может изменяться в узких пределах, а ГНК
представлять собой горизонтально-неровную поверхность.
При подготовке данных для загрузки в пакет геологического
моделирования необходимо проводить проверку на наличие ошибок,
например:
подошва цикла должна быть ниже кровли;
толщина равна разнице между кровлей и подошвой;
эффективная толщина меньше или равна общей толщине;
коэффициент песчанистости изменяется от 0 до 1;
суммарная толщина глинистой покрышки, общей мощности
коллектора и глинистой перемычки равна разнице между кровлей
коллектора n+1 цикла и стратиграфической кровлей n-го цикла и
т.д.

43.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для первичной проверке корректности значений абсолютных отметок
строятся предварительный структурные карты и оцениваются углы
наклона структурных поверхностей. При необходимости корректируется
абсолютные отметки в скважинах, в которых получаются резкие
«накрутки» изолиний в ту или иную сторону.
ПРИМЕР: Для условий Западной Сибири, при расстоянии между двумя
скважинами 400...600м, превышение составляет более 10...12 м, то
абсолютные отметки нуждаются в корректировке. Одновременно
проводится анализ ВНК.

44. ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Самостоятельно изучить тему:
«Построение каркаса газонефтяной
залежи», слайды № 31-35

45.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Данные по структурному каркасу нефтегазовой залежи:
Нобщ газовой части коллектора;
Нобщ нефтяной части коллектора;
Нобщ водоносной части коллектора;
Нэфф газовой части коллектора;
Нэфф нефтяной части коллектора;
Нэфф водоносной части коллектора;
коэффициент песчанистости газовой части коллектора;
коэффициент песчанистости нефтяной части коллектора;
коэффициент песчанистости водоносной части коллектора.

46.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Общая толщина газовой (нефтяной) части коллектора равна
вертикальной толщине от кровли верхнего продуктивного коллектора до
ГНК (ВНК), даже если контакт расположен в глинистом прослое.
Общая толщина продуктивного коллектора практически всегда не
равна вертикальной толщине от кровли верхнего продуктивного до
подошвы нижнего продуктивного пропластка.
Общая толщина водоносной части коллектора равна вертикальной
толщине от ВНК до подошвы нижнего водоносного коллектора.
Если скважина не пробурена (нет данных ГИС) до контактов (ГНК или
ВНК), то в этом случае ставится индекс отсутствия данного в значения
соответствующих толщин и коэффициентов песчанистости.

47.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Эффективные толщины по газовой, нефтяной и водоносной части
коллектора определяются по данным ГИС и приписываются всем
скважинам, вскрывших коллектор данной зоны целиком.
Коэффициенты песчанистости рассчитываются как отношение
соответствующих эффективных толщин к общим толщинам по газовой,
нефтяной и водоносной частям пласта (цикла).
Коэффициенты
песчанистости
практически
всегда
меньше
коэффициентов песчанистости из результатов обработки ГИС, где в
качестве общей толщины в нефтяной зоне принимается толщина от
кровли верхнего нефтяного до подошвы нижнего нефтяного коллектора.

48.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
При подготовке данных проверяется отсутствие ошибок:
сумма общих толщин газовой, нефтяной и водоносной частей
коллектора равна общей толщине коллектора;
сумма общих толщин газовой и нефтяной части коллектора равна
разнице а.о. ВНК и кровли коллектора в пласте;
сумма эффективных толщин газовой, нефтяной и водоносной
частей коллектора равна эффективной толщине коллектора;
эффективная толщина меньше или равна общей толщине в
соответствующей зоне;
коэффициенты песчанистости изменяются в диапазоне от 0 до 1;
скважины со значениями общих и эффективных газонасыщенных
толщин попадают внутрь внешнего газового контура и не
находятся с внешней его стороны;

49.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
скважины со значениями общих и эффективных нефтенасыщенных
толщин попадают внутрь внешнего нефтяного контура и не находятся
с внешней его стороны и внутри внутреннего газового контура;
скважины со значениями общих и эффективных водонасыщенных
толщин находятся с внешней стороны внутреннего контура
нефтеносности.

50.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для всего пласта в целом готовится набор массивов значений со
средними петрофизическими параметрами:
коэффициент пористости по коллектору;
коэффициент пористости по газовой части коллектора;
коэффициент пористости по нефтяной части коллектора;
коэффициент пористости по водоносной части коллектора;
коэффициент проницаемости по коллектору;
коэффициент проницаемости по газовой части коллектора;
коэффициент проницаемости по нефтяной части коллектора;
коэффициент проницаемости по водоносной части коллектора;
коэффициент водонасыщенности по газовой части коллектора;
коэффициент водонасыщенности по нефтяной части коллектора.

51.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Геологическая модель обычно строится на начальное состояние
залежи. Для построения модели используются только данные, которые
не были подвержены влиянию процесса разработки или исправлены на
начальное состояние залежи.
Массив скважин для определения средних параметров формируется
по следующим признакам:
отсутствие в пласте явных признаков влияния
(искажений кривых ГИС в результате обводнения);
обводнения
отсутствие в пласте признаков влияния разработки соседних
скважин;
пласт вскрыт и исследован ГИС до подошвы (при определении
Нэфф.н пласт может быть вскрыт до ВНК);
в массив включены как вертикальные, так и наклонные скважины.

52.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Алгоритм
выбора
скважин
для
определения
пористости,
проницаемости и начального коэффициента водонасыщенности
базируется на критерии влияния на начальное значение Кн процесса
разработки месторождения (залежи).
Статистическими
методами
на
тестовом
массиве
скважин
устанавливается год (дата), после которого в областях интенсивной
разработки наблюдается снижение значений УЭС в скважинах
эксплуатационного и разведочного бурения. В тестовый массив
привлекаются скважины, в которых песчаные прослои имеют толщину не
менее 3 м и залегают значительно выше ВНК. Для каждого
эксплуатационного года (или другого периода) составляется выборка
значений Кн тестового массива прослоев. Статистика массивов должна
быть значимой и примерно одинаковой. Строятся интегральные кривые
распределения Кн и проводится их совместный анализ
года.
для каждого

53.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Пример интегральных распределений Кн нефтенасыщенных
коллекторов.
100,00
90,00
80,00
70,00
до 1978 г.
n/N, %
60,00
50,00
1978-1982 г.г.
1982-1984 г.г.
40,00
1984-1986 г.г.
с 1987 г.
30,00
20,00
10,00
0,00
0
20
40
60
80
100
Кн, %

54.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Граничный год (дата) определяется по кривой интегрального
распределения Кн, которая начинает смещаться в сторону меньших
значений Кн. Значимым смещением будет величина около 5 % абс. в
районе 50% накопленных частостей.
Для геологического моделирования параметров
скважины, пробуренные ранее установленной даты.
Процесс
отбора
скважин
применяется
только
используются
для
объектов,
находящихся в разработке. При отбраковке скважин учитывается время
их бурения, время начала закачки, расположение на структуре
относительно нагнетательных скважин.

55.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Выбор
скважин
для
оценки
начального
коэффициента
водонасыщения возможно осуществить только при сравнении диаграмм
электрометрии в изучаемой скважине и в скважине, в которой
достоверно установлено отсутствие влияния процессов разработки.
По выбранному массиву скважин проводится зональное осреднение
и рассчитываются средние значения пористости, проницаемости и
водонасыщенности по газовой, нефтяной и водоносной частям
коллектора.

56.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Средняя
пористость
рассчитывается
как
арифметически
средневзвешенная по нефтяному, газовому и водоносному коллектору.
Средняя проницаемость рассчитывается аналогично, либо как
арифметически средневзвешенная логарифмов проницаемости по
соответствующему
коллектору
с
последующим
обратным
преобразованием.
Средняя водонасыщенность рассчитывается как арифметически
средневзвешенная по поровому объему соответствующих коллекторов.
В некоторых случаях средняя водонасыщенность может быть рассчитана
по петрофизическим уравнениям исходя из средней пористости и
среднего УЭС.
Среднее
УЭС
рассчитывается
аналогично
пористости
арифметически средневзвешенное по толщине коллекторов.
как

57.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для трехмерного параметрического моделирования подготавливаются
непрерывные кривые геофизических, петрофизических фильтрационноемкостных параметров.
Все параметры привязываются в пространстве к стволу скважин.
Номенклатура
модели:
параметров
соответствует
параметрам
геофизические параметры (αпс, ΔIгк, ΔIнк, ρп и др.);
индекс литологии;
индекс насыщения;
пористость;
проницаемость;
водонасыщенность;
индекс зонального интервала.
послойной

58.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Результаты интерпретации данных ГИС могут быть представлены как
послойными кривыми параметров, так и поточечными с непрерывным
изменением их по стволу скважины.
Осреднение параметров проводится в процессе моделирования по
ячейкам сетки или интервалам, заданным при определении параметров
сетки самой модели. При осреднении по размерам ячеек или слоев в
модели
необходимо
проверять
соответствии
средних
параметров
послойному осреднению (рис.). Проверка требуется во всех случаях,
если размеры ячеек или слоев по вертикали больше стандартного шага
квантования при интерпретации ГИС.

59.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Определенной проблемой при подготовке данных для моделирования
является оценка ФЕС по ГИС в тонких пропластках.
В таких коллекторах целесообразно оценивать пористость не по ПС, а
по РК, оценивать величину нефтенасыщенности с использованием
зависимостей изменения величины Кн от расстояния до ВНК для
различных классов пород по пористости.
Относительная ошибка определения Кн с использованием данных
зависимостей составляет 7-10 %, что сравнимо с точностью определения
Кн в тонких пропластках стандартными способами.

60.

ПОДГОТОВКА ДАННЫХ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Гистограммы распределения пористости по скважинным данным,
осредненным на трехмерную сетку (а) и кубу пористости (б).
а)
б)

61.

ПОСТРОЕНИЕ
ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ
3Д - МОДЕЛИ

62.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
1. Построение структурных поверхностей и определение положения
контуров
Построение модели начинается с построения основного каркаса,
состоящего из структурных поверхностей по кровле и подошве пластов
(циклов), а также структурных поверхностей коллекторов каждого пласта
(цикла).
Для
построения
структурной
поверхности
пласта
(цикла)
используется обычно массив «вертикальных» скважин. Кровли и
подошвы пластов (циклов) рассчитываются конформно (согласно)
соответствующим границам пластов по сейсмическим структурным
картам с одновременной увязкой по контрольным точкам.
Структурный каркас строится методом наращивания мощностей или
сверху вниз или снизу вверх. Обязательно проводится обратная
интерполяция на значения абсолютных отметок в контрольных точках
структурных поверхностей.

63.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Невязки при обратной интерполяции цифровых структурных карт на
значения а.о. в контрольных точках не должны превышать ±0,2 м.
Предельное значение невязки может быть увеличено, если скважины с
существенно разными значениями а.о. находятся на расстоянии меньше
2-х ячеек цифровой сетки.
Проверяется согласованность модели во избежание возможных
пересечений (см. рис.).
Пересечения локализуются путем вычитания двух последовательно
расположенных
структурных
поверхностей.
Особое
внимание
к
пересечениям следует уделить в тех случаях, когда для построения двух
последовательных структурных поверхностей используются разные по
количеству скважин массивы данных.

64.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
При построении структурных поверхностей кровли и подошвы
коллектора следует различать зоны замещения коллектора и зоны
выклинивания коллектора. Сами границы зон замещения и
выклинивания обычно наносятся или корректируются вручную.
Границы могут определяться:
1.
С учетом предварительно рассчитанной неотредактированной карты
общих толщин по общепринятым правилам;
2.
После анализа карт сейсмических атрибутов или предварительных
трендовых карт принципиальной геологической модели.
Согласованность модели проверяется на разрезах, профилях,
вертикальных слайсах путем их последовательного просмотра.

65.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Пример совместного изображения поверхностей:
а) пересекающихся, б)откорректированных
а)
б)

66.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Поверхность
ВНК рассчитывается по значениям в контрольных
точках. Значения а.о. ВНК увязываются со структурными поверхностями
соответствующей гидродинамической системы.
Поверхности
ВНК
в
пределах
одной
зоны
могут
быть
горизонтальными, горизонтально-неровными, наклонными, наклоннонеровными. Неровности ВНК могут быть вызваны как капиллярными
явлениями, так и структурно-литологическими причинами. Тщательная
корректировка ВНК может быть проведена только с использованием
вертикальных
слайсов
и
профилей.
При
горизонтально-неровных
контактах приемлемым в пределах одной зоны считается разброс ВНК ±
10 м.

67.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Корректировка ВНК осуществляется следующими способами:
1. изменением абсолютных отметок пластопересечений (и соответственно
а.о. ВНК) на одну и ту же величину в пределах заданного интервала
разреза. Величина изменений определяется аппаратурной и
методической погрешностью инклинометрии для каждой конкретной
наклонной скважины;
2. изменением индекса насыщения в отдельных прослоях, когда эти
изменения не противоречат принятой петрофизической модели
коллектора (нефть+вода в некоторых классификациях индекса
насыщения).
Значения а.о. ВНК в ячейках цифровой сетки не должны выходить за
диапазон соответствующих значений по контрольным точкам.
Резкие изменения а.о. ВНК допускаются в районе тектонических
нарушений. Зоны с резко различными а.о. ВНК могут быть разделены
зонами замещения и выклинивания коллектора.
При дальнейшей детализации модели на основной структурный каркас
модели накладываются поверхности ВНК, которые разделяют слои,
представленные
коллектором,
на
нефтегазонасыщенную
и
на
водонасыщенную части.

68.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Внешний контур залежи получается на линии пересечения
поверхности ВНК с кровлей коллектора, внутренний контур – с подошвой
коллектора. В случае, когда контуры залежи проходят по зонам
замещения и выклинивания коллектора, там должны быть соблюдены
условия геометризации:
- к зоне выклинивания внешний и внутренний контур сходятся в одну
точку,
к зоне замещения внешний и внутренний контур не сходятся.
Аналогичные
построения
газонефтяного контакта.
проводятся
с
поверхностью
В результате этих операций должны быть получены полигоны:
чистонефтяных зон (ЧНЗ),
водонефтяных зон (ВНЗ),
чистогазовых зон (ЧГЗ),
газонефтяных зон (ГНЗ),
газонефтеводяных зон (ГНВЗ),
водоносных зон (ВЗ).

69.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Расчет цифровых сеток общих нефте- и водонасыщенных толщин
проводится совместно с получением контуров залежи.
Если
в
пакете
программ
для
моделирования
нет
специализированных
алгоритмов,
то
для
расчета
общих
нефтенасыщенных толщин Нобщ.н. могут быть использованы, например,
следующие выражения:
Нобщ.н. = max {0, min [(подошва — кровля), (ВНК — кровля)]}
(без ГНК)
или
Нобщ.н. = mах {0, min { ГНК, min [(подошва — кровля),(ВНК — кровля)]}}
(с ГНК)

70.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для расчета общих газонасыщенных и водонасыщенных толщин
могут быть составлены аналогичные выражения.
Рассчитанные поверхности общих нефте-, газо-, водонасыщенных
толщин проверяются путем обратной интерполяции на совпадение со
значениями
общих
нефтенасыщенных
(водонасыщенных,
газонасыщенных) в контрольных точках.
При послойном моделировании полученный структурный каркас
должен быть визуализирован на вертикальных слайсах или профилях с
целью проверки его корректности.

71.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
2. Построение послойных карт эффективных толщин и куба
литологии
Построение послойных цифровых карт эффективных толщин
является аналогией составления литологической модели при
трехмерном сеточном моделировании.
Существуют три основных способ к построению таких карт.
Первый способ:
при частой сети эксплуатационных и разведочных скважин
цифровые карты рассчитываются путем интерполяции по
скважинным данным.
Необходимо использовать трендовые карты, в которых заложена
основа седиментационной или принципиальной геологической модели.
Трендовые карты получают на этапе проведения корреляции разрезов
скважин и выделяют те геологические особенности, которые не могут
быть получены любыми методами интерполяции,
а
представляют собой знания и опыт геолога и геофизика, строящего
модель.

72.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
В пакетах по моделированию существуют опции и алгоритмы,
предусматривающие использование трендовых карт. При отсутствии этих
опций, полученная путем различных интерполяционных алгоритмов
цифровая карта эффективных толщин нуждается в тщательном
редактировании.
Редактирование может проводиться:
изменением значений в ячейках цифровой карты по
отдельности;
изменением значений по заданным полигонам с последующим
сглаживанием;
расчетом невязок между трендовой поверхностью и полученной
в результате интерполяции с дальнейшим учетом этих невязок.
При расчете цифровых карт эффективных толщин вблизи зон
замещения и выклинивания коллектора используются те же приемы, что
и при построении карт общих толщин.

73.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Второй способ построения цифровых карт эффективных толщин
использует:
карты сейсмических атрибутов;
статистический анализ связей эффективных толщин каждого
моделируемого слоя со значениями этих атрибутов.
Использование сейсмических атрибутов позволяет спрогнозировать
распространение коллектора в модели с достоверностью, по крайней
мере не хуже, чем только по данным ГИС. Способ наиболее эффективен
при наличии данных ЗД сейсморазведки и редкой сети разведочных
скважин, в то же время статистическая выборка для оценки связей
должна быть представительной.
С использованием сейсмических атрибутов обычно проводится
выделение зон распространения коллектора при наличии литологически
экранированных залежей и собственно расчет цифровых сеток
эффективных толщин. Расчет сеток эффективных толщин проводится
различными методами (по статистическим связям с учетом сетки невязок,
методом кокрайгинга, методом искусственной нейронной сети и др.).

74.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для анализа сейсмических атрибутов и их использования при
построении геологической модели обычно рассматривается несколько
видов атрибутов (амплитуда, акустический импеданс, неоднородность
отражения и др.) и их реализаций в различных временных окнах.
Для выделения зон распространения коллектора можно применять
как одиночный атрибут, отражающий геологическое строение пласта, так
и несколько атрибутов, используя методы дискриминантного анализа,
множественной регрессии, искусственной нейронной сети и другие
математические методы.
При использовании нескольких сейсмических атрибутов необходимо
сохранение физической и геологической осмысленности полученных
зависимостей. Оценка проводится путем их визуального сопоставления
с картами принципиальной геологической модели.
Оценка связи единичного сейсмического атрибута с эффективными
толщинами, определенными по ГИС обычно проводится на основании
расчетов коэффициента корреляции или коэффициента значимости
(индикатор Кендалл Тау), сопоставления вариограмм или другими
геостатистическими методами для оценки надежности зависимости.

75.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Использование индикаторов пространственной связи вместо
обычного коэффициента корреляции является предпочтительным.
Для проведения множественной регрессии, дискриминантного
анализа и других способов с использованием нескольких сейсмических
атрибутов отбираются атрибуты с наиболее высокими коэффициентами
связи с параметрами, определенными по ГИС.
Дискриминантный анализ по нескольким сейсмическим атрибутам
проводится для выделения зон отсутствия коллектора при построении
послойных карт эффективных толщин.
Все контрольные точки делятся на два («коллектор - неколлектор»)
или более классов и рассчитывается дискриминантная функция,
позволяющая с наибольшей вероятностью разделить область
построения модели на зоны с различной литологией.
По интегральным кривым распределения дискриминантной функции
определяются ее граничные значения для каждого литотипа.
По карте дискриминантной функции с учетом установленных
граничных значений проводится отрисовка этих зон.
Корректировка границ зон проводится с учетом скважинных данных.

76.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Множественная регрессия нескольких наиболее существенных
атрибутов позволяет улучшить статистические зависимости с
параметрами по ГИС, в частности с эффективными толщинами. Обычно
рассчитывается линейное регрессионное уравнение с несколькими
атрибутами, имеющими наибольшие коэффициенты статистической
связи, в виде:
COM _ ATR a0 a1 atr1 a2 atr2 ...,
где СОМ_АТR - комплексный сейсмический атрибут;
а0 - свободный член;
аi - коэффициенты уравнения регрессии;
аtri - i-тый сейсмический атрибут.
Вид уравнения может быть изменен.
По уравнению рассчитывается карта комплексного сейсмического
атрибута, которая стандартными методами пересчитывается в карту
эффективных толщин.

77.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
К картам эффективных толщин обычно применяется сглаживание
для
исключения
высокочастотных
составляющих
сигнала
сейсмического поля.
Степень сглаживания определяется субъективно геологом, строящим
геологическую модель.
Результаты статистического анализа представляются в виде таблиц,
графиков,
позволяющих
оценить
надежность
установленных
зависимостей.
Эффективность применения нескольких атрибутов для расчета
эффективных толщин пласта (цикла) должна быть оценена путем
сопоставления числовых характеристик достоверности прогноза.

78.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
После получения цифровых карт эффективных толщин проводится их
обратная интерполяция на контрольные точки с соответствующими
значениями.
Точность увязки в контрольных точках не должна быть меньше шага
квантования кривой ГИС (обычно 0,2 м).
Проверяется согласованность карты эффективных толщин с картой
общих толщин коллектора:
Нэфф =< Нобщ.
Рассчитывается цифровая карта коэффициента песчанистости по
коллектору:
Кпесч = НэффIНобщ.
Коэффициент песчанистости в пределах зон распространения
коллектора должен быть больше 0 и меньше 1, в зонах замещения и
выклинивания равен 0. При приближении к границе зоны выклинивания
коэффициент песчанистости должен плавно убывать до нуля, при
приближении к зоне замещения оставаться больше 0.

79.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Третий способ построения цифровых карт эффективных толщин
применяется при редкой сети разведочных скважин и отсутствии
сейсмических атрибутов и заключается:
в использовании методов стохастического моделирования с
заданием наиболее вероятной модели распространения различных
литотипов, включающей области их распространения по площади и
разрезу залежи и статистические характеристики распределения их
параметров.
Цифровая карта эффективных нефтенасыщенных толщин строится
с использованием карты эффективных толщин в целом по коллектору и
в пределах чистонефтяных зон должна находиться с ней в строгом
соответствии.
В первую очередь должна быть рассчитана карта коэффициента
песчанистости по нефтяной зоне коллектора. Алгоритм должен
предусматривать сохранение сеточных значений карты Кпесч
коллектора в пределах ЧНЗ, изменение сеточных значений Кпесч в ВНЗ,
ГНЗ и ГНВЗ.

80.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для расчета карты Кпесч по нефтяной зоне коллектора должны
использоваться:
контрольные точки, расположенные в ВНЗ, ГНЗ и ГНВЗ;
в пределах ЧНЗ - все значения Кпесч в ячейках сетки по коллектору
в целом;
полигон внешнего контура, заданный как изолиния, равная 1.
Для сохранения геологических особенностей строения коллектора в
ВНЗ, ГНЗ и ГНВЗ карта коэффициента песчанистости по нефти может
перестраиваться путем определения невязок в контрольных точках по
сравнению с картой Кпесч по коллектору, построению этой карты невязок
и дальнейшему ее учету.
Карта эффективных нефтенасыщенных толщин рассчитывается
путем умножения карты общих нефтенасыщенных толщин на карту
коэффициента песчанистости. Полученная карта Нэфф.н. путем обратной
интерполяции проверяется на совпадение с соответствующими
значениями в контрольных точках.

81.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Требования к точности построения такие же, что и для построения
карты эффективных толщин коллектора.
Аналогичная методика применяется для расчета цифровых сеток
эффективных
газонасыщенных
и
эффективных
водонасыщенных
толщин.
Построение куба литологии при трехмерном моделировании может
основываться
на
двух
способах:
стохастическом
или
детерминированном.
Использование
стохастического
(вероятностного)
способа
заполнения объема предпочтительно на разведочной стадии бурения,
особенно при моделировании русловых отложений и баров.
При стохастическом
моделировании
необходимо
провести
на
месторождении фациальный анализ и создать в скважине колонку
ГИС - фациальный каротаж.

82.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
В процессе анализа необходимо прогнозировать размеры,
простирание, извилистость песчаных тел и другие параметры, которые
необходимо задать при построении.
Метод требует многократного перестроения для получения
удовлетворительного результата. Интерполяция производится на
основе построения вероятностных вариограмм для различных
литотипов. Метод требует изучения специальной литературы,
посвященной геостатистике подбора настроечных параметров. Из
нескольких реализаций выбирается наиболее реалистичный.
Разбуривание
эксплуатационной
сеткой
предполагает
детерминированный подход.
Первым этапом является создание
литологической модели или выделение в объеме пород различных
типов. Используются те же геофизические параметры, что и для
обработки ГИС (αпс, ΔIгк, ΔIнкт), но теперь они интерполируются в
объеме при помощи математических способов интерполяции.

83.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
При
трехмерной
интерполяции
основными
настроечными
значениями являются радиусы влияния и угол поворота осей. Линии
сетки имитируют слоистость. Полученные распределения параметров
становится основой для выделения литотипов в объеме, которое
проводят аналогичным же образом, как и при обработке ГИС (используя
критические значения).
Возможно выделение нескольких литотипов
выделение различных генетических разностей в
(например, углей или карбонатов).
коллекторов и
не коллекторах
Переходы одного литотипа в другой должны соответствовать
законам осадконакопления.
Простым случаем является разбиение
объема на «коллектор-неколлектор» по критериям, обоснованным при
обработке ГИС (см. рис.).

84.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Пример построения непрерывного куба коэффициента пористости
(вверху) и полученного из него дискретного куба литологии (внизу)

85.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Важно оценить соотношение в объеме различных типов пород и
закономерности их распределения в плане и в разрезе.
Максимальное
количество
ошибок
может
возникать
в
межскважинном пространстве, которые определяются не исходными
данными, а интерполяционными эффектами.
Пример:
среди
поля
коллекторов
отдельные
ячейки,
определяющиеся, как «неколлектор» и наоборот. Требуется тщательное
изучение результатов построений (см. рис.).
Зоны распространения участков коллекторов и неколлекторов
должны
вырисовываться
в
физически
реальную
картину,
соответствующую концепции строения отложений. Для приближения к
реальному объекту необходимо искать способы влияния на
интерполяцию и, особенно, экстраполяцию.
ПРИМЕР ТАКИХ СПОСОБОВ: введение искусственных скважин для
правильного оконтуривания зон замещения или выклинивания,
создание трендовых или иных параметров.

86.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Сопоставление данных по скважинам с результатами построения куба
литологии

87.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Выбор между алгоритмами построения ФЕС в межскважинном
пространстве производится геологом исходя из общих представлений об
условиях осадконакопления с учетом сравнения количественных оценок
результатов построения с данными по скважинами. В качестве одного из
критериев сравнения можно использовать величину коэффициента
песчанистости Кпесч, рассчитанного по результатам интерпретации ГИС и
рассчитанного по построенному кубу литологии.
Использовать
построение
куба
литологии
низкопесчанистых
разрезах
через
построение
рекомендуется
куба
αпс,
в
в
высокопесчанистых разрезах - интерполяцией дискретного параметра
«литология».

88.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Параметрическое моделирование
Построение моделей распределения статических петрофизических
параметров - пористости, проницаемости и водонасыщенности
проводится как по коллектору в целом, так и по его продуктивной части.
При построении сеточных моделей пористости и проницаемости может
применяться как прямое построение по их средним значениям, так и
путем петрофизической интерпретации цифровых сеток геофизических
параметров, например параметра αпс.
Особенностью расчета моделей распределения петрофизических
параметров является невозможность использования одинаковых
операций интерполяции для всех параметров в силу их нелинейных
связей между собой.
Даже при прямом пересчете петрофизических сеток по уравнениям
связи между моделируемыми параметрами, полученными на этапах
интерпретации ГИС, необходимо сопоставлять полученные значения в
узлах сетки с данными по керну.

89.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Значения параметров, получаемые в ячейках или узлах сеток при
интерполяции меж скважинном пространстве, и результаты прямого
пересчета сеток по уравнениям, применяемым при интерпретации ГИС,
должны сопоставляться с данными анализов керна.
Это необходимо, в связи с тем, что при построении сеток
петрофизическая интерпретация проводится не отдельно для каждого
интервала скважины (прослоя), а в ячейках модели по всему объему
коллектора. Проверка и настройка петрофизических уравнений при
интерпретации ГИС обычно проводится путем сопоставления с
полученными лабораторными значениями.
При петрофизической интерпретации по сеточной модели конечная
проверка проводится на этапе гидродинамического моделирования и
сопоставления с распределениями давлений, объёмов добычи и закачки.
Корректировка петрофизической модели проводится до тех пор, пока
распределение параметров будет в состоянии воспроизвести историю
разработки месторождения.

90.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Современные подходы к построению моделей распределения
петрофизических параметров залежей предполагают последовательное
использование данных интерпретации сейсморазведки, в частности
распределение сейсмических атрибутов в ячейках геологической сетки,
сопоставление атрибутов с интервальными осредненными значениями
параметров по скважинам, которые в свою очередь получены для
конкретной
модели
строения
коллектора
с
использованием
зависимостей ГИС - керн.
Ошибки, возникающие при таком подходе переноса петрофизических
параметров по керну на значения параметров в ячейке, носят названия
ошибок масштабирования.
Объемная или послойная визуализация сеток петрофизических
параметров позволяет проанализировать распределение свойств
коллектора
в
пространстве,
опираясь
на
обобщенную
седиментационную (принципиальную) геологическую модель и
обоснованно откорректировать результаты расчетов.

91.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Построение сеточной петрофизической геологической модели
предполагает расчет в каждой ячейке сетки пористости, проницаемости
и водонасыщенности.
Построение цифровых сеток пористости проводится по методике,
близкой к методике построения цифровых сеток эффективных толщин
коллектора. Оценивается наличие статистических связей средней
пористости с сейсмическими атрибутами (при наличии данных ЗД) или
используются принципиальные седиментационные модели.
Возможно использование единичных и комплексных атрибутов,
полученных в результате применения множественной регрессии или
других методов улучшения статистических связей. Средние значения
пористости в ячейках сетки в коллекторе должны превышать граничное
значение Кп в коллекторе, определенное по данным ГИС.

92.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
При приближении к зонам замещения, средняя пористость должна
плавно уменьшаться до граничного значения путем преобразования
полигонов, ограничивающих зоны замещения, в изолинии равные
граничному значению Кп. В зонах замещения значения Кп в ячейках
сетки принимаются условно равными 0 или приравниваются значению
меньше Кп.гр..
Общепринятой методики масштабирования значений проницаемости
в
ячейках
сетки
и
расчета
цифровых
сеток
проницаемости
не
существует.
При
расчете
цифровых
сеток
проницаемости
использовать
стандартные алгоритмы интерполяции по значениям Кпр некорректно.
Для определения проницаемости обычно используются двухмерные и
многомерные
корреляционные
зависимости.
Пористость
проницаемость связаны зависимостью, близкой к логарифмической.
и

93.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Использование
таких
же,
как
и
для
пористости,
алгоритмов
интерпретации, приведет к тому, что карты пористости и проницаемости
будут согласованы только в ближайших окрестностях контрольных
точек. Прямой пересчет карт пористости в карты проницаемости по
петрофизическим уравнениям геофизика-керн и керн-керн
может
привести к ошибкам из-за особенностей осреднения.
В связи с тем, что точность определения проницаемости по
данным ГИС является низкой, наложение ошибок масштабирования в
ячейках
сетки
может
привести
к
существенному
распределения проницаемости по сравнению с реальным.
искажению

94.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
При определении проницаемости по данным ГИС используются
двухмерные корреляционные зависимости ее от αпс или от Кпор,
а также 3-х мерные зависимости проницаемости от пористости и
глинистости. Эти зависимости задаются численными выражениями или
табулируются.
Нельзя рассчитывать значения коэффициента проницаемости в
ячейках сеточной модели независимо от исходных петрофизических
параметров, так как связь Кпр с этими параметрами нелинейная.
При построении сеток, расчет значений проницаемости следует вести
по петрофизическим зависимостям, используемым для интерпретации
данных ГИС. Такой способ расчета значений коэффициента
проницаемости в ячейках сетки применим только в том случае, если в
ячейку входит один прослой или несколько слабоконтрастных по
проницаемости прослоев. Прямой способ пересчета проницаемости по
αпс может применяться, если отношение проницаемостей прослоев в
коллекторе меньше 10.

95.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
В случае, если ячейка содержит контрастные по проницаемости
прослои коллектора, то средневзвешенное значение пористости не
может быть пересчитано по принятой для интерпретации ГИС
зависимости Кпр=f(Кп). Коэффициент проницаемости, рассчитанный этим
способом,
оказывается
заниженным
по
сравнению
со
средневзвешенным.
При построении сеток проницаемости могут также использоваться
зависимости Кпр=f(Кп, Сгл), модифицированные по средним значениям
для каждого седиментационного цикла и средневзвешенные значения
проницаемости в контрольных точках данного цикла. По средним
значениям пористости, глинистости и проницаемости определяется
корреляционная двухмерная или многомерная зависимость между
этими параметрами для каждого седиментационного цикла в
отдельности.
Определенные зависимости
аппроксимируются
выражениями,
совпадающими по форме с петрофизическими зависимостями, но
отличающимися коэффициентами. Коэффициенты различаются для
каждого цикла, их вариации зависят от строения коллектора каждого
конкретного цикла.

96.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
По значениям коэффициента пористости и других параметров в
ячейках сетки, по которым определяется проницаемость при
петрофизической интерпретации, в каждой ячейке рассчитываются
значения коэффициента проницаемости.
Полученное
пространственное
распределение
проницаемости
используется как трендовое для окончательного расчета проницаемости
в ячейках сетки. Для этого в контрольных точках определяются
величины невязок между значениями проницаемости по результатам
поинтервального
осреднения
и
значениями
проницаемости
в
соответствующих ячейках на трендовых цифровых сетках.
С помощью стандартных алгоритмов интерполяции рассчитываются
послойные или объемные распределения невязок в ячейках модели.
Анализ цифровых карт этих невязок свидетельствует, там, где
невязки малы, дифференциация проницаемости в разрезе скважины по
конкретному циклу незначительна, т.е. интервал коллекторов в ячейке
характеризуется примерно одинаковыми значениями Кп и αпс; где
невязки достигают больших значений, коллектор представлен
переслаиванием низко- и высокопроницаемых прослоев.

97.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Итоговые цифровые сетки проницаемости исправляются с учетом
сеток невязок. После этих исправлений, в ближайшей окрестности
скважины значения проницаемости в ячейках сетки цифровой модели и
определенные по промыслово-геофизическим данным совпадают.
Дальнейшая редакция значений проницаемости в ячейках модели
проводится после визуализации модели. Послойная визуализация
позволяет надежно проверить распределение проницаемости и провести
корректировку значений.
Обычно незначительная корректировка проводится в ближайших
окрестностях зон замещения и выклинивания коллектора. Корректировка
проводится с целью более плавного изменения проницаемости к
границам зоны замещения до граничных значений.
Вместо корректировки значений проницаемости можно проводить
корректировку невязок, обеспечивая плавное их уменьшение до нуля к
границам зон замещения и выклинивания. При этом корректности сетки
пористости,
значения
проницаемости
в
ячейках
получаются
автоматически.

98.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Цифровые карты пористости и проницаемости рассчитываются в
целом по коллектору и отдельно по газовой, нефтяной и
водонасыщенной частям коллектора.
В пределах ЧНЗ цифровая карта по нефтяному коллектору должна
совпадать с картой этих параметров в целом по коллектору.
В пределах ГНЗ цифровая карта по газовому коллектору должна
совпадать с картой этих параметров в целом по коллектору.
Карты
или
горизонтальные
(стратиграфические)
слайсы
проницаемости обязательно анализируются визуально.
При необходимости, проводится корректировка сеточных значений.
Возможен расчет также прогнозных значений динамических
петрофизических
параметров
(остаточная
и
подвижная
нефтенасыщенность,
коэффициент
вытеснения,
фазовые
проницаемости по нефти и воде, а также другие параметры, которые
могут быть рассчитаны по петрофизическим уравнениям).

99.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Сетки водонасыщенности рассчитываются отдельно по нефтяной и
по водоносной частям коллектора и являются взаимосвязанными.
Обязательно учитываются граничные значения коэффициента
водонасыщенности на контуре залежи. Плотная сеть скважин позволяет
строить карты водонасыщенности по значениям в контрольных точках.
Для придания достоверности значениям в ячейках, на контуре залежи
ставят искусственные (мнимые) контрольные точки со значениями Кв
равными граничному значению. Дальнейшая интерполяция при расчете
цифровых сеток проводится по всем контрольным точкам – реальным
и мнимым. Однако способ не позволяет корректно учитывать изменение
водонасыщенности в зависимости от пористости и высоты залежи.
Построение сеток водонасыщенности ниже водонефтяного контакта,
где значения по скважинам часто не рассчитываются затруднено.
При построении моделей с использованием сейсмических атрибутов,
цифровые сетки водонасыщенности, пористости и проницаемости
оказываются по разному дифференцированы и зачастую не
соответствуют друг другу, особенно в условиях редкой сети
разведочных скважин.

100.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Значения коэффициента водонасыщенности в сеточной геологической
модели рекомендуется рассчитывать по методике, основанной на
построении модели переходной зоны.
Методика включает:
установление абсолютной отметки уровня зеркала воды для каждого
пласта;
построение модели переходной зоны для каждого пласта залежи,
заключающееся в получении зависимостей водонасыщенности от
коэффициента пористости и высоты интервала относительно уровня
зеркала воды;
расчет значений в ячейках геологической сетки в зависимости от
значения пористости и высоты ячейки относительно УЗВ;
определение невязок в контрольных точках между средними
значениями по скважинам и значениями по модели переходной зоны;
расчет сеточных значений невязок отдельно для нефтяной зоны
коллектора, отдельно для водоносной;
введение невязок в значения коэффициента водонасыщенности,
полученных по модели переходной зоны.

101.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Уровень зеркала воды (УЗВ) представляет собой горизонтальную
поверхность, ниже которой коэффициент водонасыщенности равен 1.
При отсутствии движения пластовых вод УЗВ является горизонтальной и
всегда расположен ниже поверхности среды, дающей в процессе
опробования чистую воду. УЗВ определяется в процессе интерпретации
данных ГИС при сопоставлении коэффициентов водонасыщенности с
абсолютными отметками прослоев в ВНЗ и законтурных зонах.
Часть коллектора, в пределах которого наблюдается переход от
чистой воды к предельно нефтенасыщенной зоне, представляет собой
переходную зону. Высота зон довольно значительна – от 10 до 40 м.
В литологически неоднородных продуктивных пластах, увеличение
нефтенасыщенности вверх по пласту необязательно и может
уменьшаться, снова возрастать скачком в соответствии со структурой
порового пространства и поверхностными свойствами пород слоев.
В этом случае на контактах слоев капиллярные силы не испытывают
скачка, скачком меняется их водонасыщенность. Поверхность,
принимаемая за водонефтяной контакт, делит переходную зону на две
равные части.

102.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Понятие ВНК имеет различные трактовки:
ВНК – условная поверхность, выше которой обеспечивается
рентабельная добыча нефти.
Условный
ВНК
проводится
по
отметке,
соответствующей
обводненности продукции на уровне 1 %.
ВНК – такая граница переходной зоны, на которой ее удельное
сопротивление или коэффициент водонасыщенности становится
равным критическому.
Водонефтяной контакт в пределах залежи представляет из себя
криволинейную поверхность, причем ее отметка в каждой ячейке
определяется фильтрационно-емкостными свойствами коллектора.
Значения величины Кн в ячейках ниже поверхности ВНК можно
задавать равными 0, величине остаточной нефтенасыщенности Кно (для
терригенных коллекторов 0,2...0,25), среднему значению между 0 и Кн.кр.

103.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
При построении цифровых геологических моделей: все послойные
сетки параметров, а также полигоны внешнего и внутреннего контуров
являются взаимосвязанными, изменение значение одного параметра в
ячейке приводит к изменению других параметров.
Для расчета значений коэффициента водонасыщенности в ячейках
геологической модели необходимо установить зависимости Кв от
коэффициента пористости (и/или проницаемости) коллектора и его
высоты от уровня зеркала воды (модель переходной зоны).
Зависимости строятся по тестовому массиву опорных вертикальных
скважин, в который включаются не затронутые разработкой скважины с
достоверной инклинометрией и равномерно расположенные по всей
площади залежи, а также законтурные скважины, где установлено
присутствие нефти с Кн ниже критического. Коллекторы, включаемые в
анализ, должны перекрывать весь диапазон пористости коллекторов
данного пласта залежи.

104.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для этого на кросс-плот в координатах ΔНУЗВ↔Кв наносятся точки,
которые затем группируются по значениям коэффициента пористости,
например через 1 % его изменения.
Для
каждой
группы
точек
находится
аппроксимирующая
зависимость Кв=f(ΔHУЗВ), которая может быть задана уравнениями вида:
К в К в о (1 К в о ) e ( a h ) ;
К в К в о b e ( a h ) ;
К в К в о (1 К в о ) e[ a ( h c )] ;
К в К в о b e[ a ( h c )] ;
где Н - высота коллектора от УЗВ;
Кво- коэффициент остаточной водонасыщенности в предельно нефтенасыщенной
части коллектора для анализируемого коэффициента пористости;
а, b, с - эмпирические коэффициенты, либо табулируется.

105.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Модели переходных зон пластов для расчета цифровых сеток
водонасыщенности (кросс-плот)

106.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Значение Кво может быть определено по левой вертикальной
асимптоте
статистической
зависимости
при
ΔНУЗВ→∞,
или
по
эмпирической зависимости Кво=f(Кп).
Могут быть использованы многомерные зависимости вида
Кв=f(ΔНУЗВ, Кп, Кпр, Кгл,...). Может быть проведено районирование залежи
по типам переходных зон.
Исходными
данными
для
расчета
цифровых
карт
водонасыщенности являются следующие поверхности – кровля и
подошва нефтенасыщенного коллектора седиментационного цикла,
цифровая карта пористости (дополнительно могут быть привлечены
карты других петрофизических параметров), абсолютная отметка УЗВ.
Алгоритм геологических программ построения цифровых карт Кв
основан на определении интервала залегания коллектора в каждой
ячейке
модели
и
расчете
по
модели
переходной
зоны
среднеинтегрального значения водонасыщенности в зависимости от
петрофизических параметров этой ячейки.

107.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
В ячейках, в которых находятся контрольные точки - точки с
координатами пластопересечений и приписанными средневзвешенными
значениями Кв для данного интервала, по опции обратной интерполяции
определяется невязка и рассчитывается карта невязок. Предварительная
цифровая сетка водонасыщенности по модели переходной зоны
корректируется с учетом невязок и итоговая сетка Кв включается в
послойную геологическую модель. Расчет повторяется для каждого
выделенного седиментационного цикла.
Это способ построения карт и расчета сеточных моделей
водонасыщенности более корректен, чем интерполяция с введением
«искусственных контрольных точек», особенно при редкой сети скважин
или в приконтурной области залежи, где разбуренность существенно
ниже.
При плотной сети скважин анализ карты невязок по Кв позволяет
выделить области, где модель переходной зоны существенно
отличается от принятой и, следовательно, провести районирование
коллекторов.

108.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Представленный способ расчета сеточных моделей Кв может быть
реализован во многих пакетах построения цифровых моделей,
например, Tigress (PGS), DV (ЦГЭ), IRAP (Roxar) и др.
При построении моделей нефтегазовых залежей величину
остаточной нефтенасыщенности выше ГНК рекомендуется принимать
по данным исследований керна, оценив толщину зоны наличия
остаточной нефтенасыщенности выше ГНК по комплексу методов
электрического, радиоактивного каротажа, спец.ГИС, а также по данным
капиллярометрии и кривых ОФП для трехфазной системы.
Статическая геологическая модель представляет собой сеточный
структурный каркас, каждая ячейка которого характеризуется набором
взаимосвязанных между собой и со структурой петрофизических
параметров.
Изменение структурного каркаса в процессе корректировки
модели влечет за собой изменение значений этих параметров.

109.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Особенности параметрического трехмерного моделирования.
Для различных типов коллекторов при трехмерном параметрическом
моделировании
желательно
использовать
различные
способы
заполнения.
Наличие
в
используемом
пакете
моделирования
инструмента для произведения математических операций с любыми
параметрами увеличивает возможности специалиста наиболее адекватно
воплотить свой замысел по созданию модели того или иного
месторождения.
При отсутствии такового инструмента используется интерполяция
каждого
параметра
в
отдельности.
Возникает
необходимость
контролировать диапазоны изменения значений параметров, их средние
величины, т.к. могут появиться несоответствия: ячейки с низкой
пористостью имеют высокую проницаемость и наоборот. Это связано с
различными диапазонами изменения параметров, вследствие разных
законов их распределения (для пористости - нормального, для
проницаемости – логнормального).

110.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Для интерполяции параметра проницаемости лучше использовать
логарифм
проницаемости.
Способ
интерполяции
применяется
стратиграфический, то есть вдоль линий сетки.
В ячейках неколлекторов для удобства, можно задавать одинаковые
значения пористости и проницаемости. Если при подсчете запасов или
при процедуре осреднения параметров на гидродинамическую сетку
значение в ячейках неколлекторов нельзя исключить, то необходимо
пористость задавать равной нулю.
Величину проницаемости в неколлекторах нежелательно задавать
равную нулю и должна иметь значение заведомо ниже критического.
В отличие
от пористости
и проницаемости,
на распределение
величины нефтенасыщенности, помимо коллекторских свойств, влияют
силы гравитации и капиллярного давления.
Наиболее
интерполяция
приемлемым
по
способом
горизонтали.
построения флюидного контакта.
Большое
интерполяции
значение
имеет
является
способ

111.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Возможны несколько вариантов:
контакт интерпретируется как горизонтальная «кровля воды», все
слабонефтенасыщенные коллектора за счет ухудшенных свойств
включаются в переходную зону,
ухудшенные коллектора интерпретируются как водонасыщенные тогда контакт нефть-вода приобретает рельеф.
Наиболее
приемлемым
вариантом
является
использование
закономерности изменения нефтенасыщенности в зависимости от
высоты над контактом и свойств коллектора в каждой залежи.
В этом варианте необходимо в ячейках, через которые проходят
траектории скважин и в их ближнем окружении корректировать значения
Кн в соответствии со значениями нефтенасыщенности по результатам
обработки
ГИС.
Диапазоны
изменения
и
средние
значения
контролируются по данным скважин.
В ячейках неколлекторов нефтенасыщенность задается равная нулю,
соответственно водонасыщенность – 1.
По скважинам в прослоях
неколлекторов лучше всего задавать значение, воспринимаемое пакетом
моделирования как отсутствие данных.

112.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Оценка достоверности построения геологической модели
Оценка достоверности прогноза структурных отметок, общих и
эффективных толщин и петрофизических параметров может быть
проведена только последующим бурением скважин в пределах области
построения модели.
Предварительные оценки достоверности можно сделать исходя из
следующих принципов:
провести учет всех аппаратурных, методических, интерпретационных,
интерполяционных погрешностей на разных этапах прохождения и
преобразования
данных,
используемых
для
геологического
моделирования; способ наименее разработан, но более предпочтителен,
точность
и
достоверность
прогноза
принимаются
равными
соответствующим величинам по аналогичным объектам, где они были
установлены последующим бурением; предполагается, что методика
построения геологической модели оставалась прежней,
точность
и
достоверность
прогноза
устанавливается
путем
проведения многовариантного моделирования по одним и тем же
исходным данным.

113.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Многовариантность модели может начинаться с этапа обработки
сейсмического и каротажного материала или с начала построения
цифровых геологических сеток. Методика построения цифровых сеток
может различаться алгоритмами интерполяции, использованием разных
сейсмических атрибутов, субъективным вкладом исполнителей проекта
и т.д.
Принимая равновероятность всех полученных моделей, может быть
рассчитана погрешность каждого отдельного параметра модели.
Оценить ошибку построения трехмерной модели можно, например,
построив
гистограммы распределения ошибок
построения
по
результатам сравнения параметров модели и данных ГИС в точках
скважин. Возможно построение карт разности параметров, построенных
в двумерном и в трехмерном вариантах, в первую очередь – карт
эффективных нефтенасыщенных толщин Нэфф.н

114.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Оценка ошибки построения трехмерной модели

115.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Точность и достоверность прогноза может устанавливаться путем
исключения части данных из построения и оценки правильности
геологической модели в области исключенных данных.
Этот способ
эффективен при использовании большого количества скважин. При
редкой сети разведочных скважин исключение одной скважины может
привести к существенно другой модели.
Достоверность геологической модели устанавливается на этапе
гидродинамического
моделирования
путем
адаптации
истории
разработки залежи с учетом данных контроля за разработкой (ГИСконтроль).

116.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Оценка запасов
Оценка запасов нефти проводится дифференцированно по каждому
седиментационному циклу. Карта равных линейных объемов (линейных
запасов)
для
каждого
цикла
рассчитывается
как
произведение
Нэфф.н•Кп•Кн в соответствующих ячейках с учетом граничных значений
(для исключения низкопористых, низкопроницаемых, водонасыщенных
пропластков). В целом по пласту также рассчитывается карта линейных
запасов в м3/м2 или плотности запасов в т/га.
Интегрирование полученных значений линейных запасов по площади
в пределах границ ВНК позволяет оценить объемы нефти в блоке пород
ограниченном уровнем контакта и кровлей пласта.

117.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Подсчет запасов проводится раздельно для ЧНЗ, ГНЗ, ГНВЗ и ВНЗ.
По каждому полигону рассчитывается:
площадь полигона S,
объем нефтенасыщенного коллектора VNRT,
объем порового пространства нефтенасыщенного коллектора VNPT,
объем линейных запасов нефтенасыщенного коллектора VNFPT.
С целью повышения точности расчета в ячейках, через которые
проходят
полигоны
контуров
и
зон
замещения
и
выклинивания,
проводится локальное измельчение сетки в 25-50 раз. В этом случае
погрешность определения площади любого полигона при подсчете
запасов должна быть не более 100-500 м2.

118.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Средние параметры по каждому полигону рассчитываются по формулам:
Нэфф.н.ср. = VNRT /S;
Кп ср. = VNPT /VNRT;
Кн ср. = VNFPT /VNPT.
Расчет средних параметров таким способом эквивалентен способу
расчета средних взвешиванием по объему (объемный метод) и позволяет
исключить
систематические
ошибки,
связанные
с
наличием
корреляционных связей между подсчетными параметрами и приводящие
к занижению или завышению параметров.
При оценке запасов в трехмерной модели объем породы ячеек
коллекторов выше флюидного контакта умножается на коэффициент
пористости и нефтенасыщенности.
Полученный объем продукта пересчитывается из пластовых условий
в поверхностные, в соответствии с существующими на каждом
месторождении коэффициентами.
Результаты расчетов сводятся в таблицы утвержденной формы.

119.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
В качестве инструментов анализа
геологической модели целесообразно
использовать
статистический
анализ
параметров модели. В качестве примера
на
приведен
некоторый
аналог
российского
геолого-статистического
разреза (ГСР), построенный по кубу
литологии, который позволяет оценить
выдержанность по площади коллекторов
и непроницаемых разделов. Вместе с
оценкой дифференцированности разреза
по
проницаемости,
такой
анализ
позволяет
принять
решение
об
объединении «геологических» пластов в
«гидродинамические»
слои,
которые
используют
при
гидродинамическом
моделировании.

120.

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
Гидродинамики осуществляют процедуру «загрубления» модели, так
называемый «upscaling», которая заключается в объединении «тонких»
геологических пластов в более крупные «толстые» гидродинамические
слои.
Необходимо
участие
геологов,
которые
строили
модель,
для
совместной выработки решений о количестве «толстых» слоев, какие
именно «тонкие» слои следует объединять в один гидродинамический
слой.