Корреляция разрезов

Следующим этапом работы по детальной корреляции является сопоставление разрезов каждой пробуренной на месторождении скважины с разрезом опорной скважины. Для сопоставления берут каротажные диаграммы, на которые нанесены результаты расчленения разреза по типам пород и реперы I и II категорий.

При выделении двух или  более опорных разрезов сопоставляемые скважины разделяют на группы, в каждую из которых включают скважины, разрезы которых наиболее полно отвечают тому или иному опорному разрезу.

По парное сопоставление начинают с совмещения реперов I и II категорий, выделенных на каротажных диаграммах. По поведению толщины между реперами, полноте и расчлененности разреза сопоставляемой скважины по сравнению с опорным разрезом судят о характере напластования. Решению этого вопроса помогает выделение на опорном и сопоставляемом разрезах реперов III категории.

Совмещая одноименные  реперы, устанавливают, какому проницаемому пласту опорного разреза в этом интервале  соответствует проницаемый пласт  сопоставляемого разреза. Одноименным  пластам присваивают индексы, принятые для пластов опорного разреза.

Затем приступают к последовательному  сопоставлению разрезов всех скважин  между собой в определенном порядке (например, по линии профиля или  по типам разрезов).

     В результате выясняется соотношение в продуктивном горизонте пластов-коллекторов и непроницаемых разделов между ними, выдержанность или прерывистость пластов-коллекторов и их частей и др.

Последовательное сопоставление  выполняют путем построения корреляционной схемы. Обосновывается выбор линии корреляции (привязки). В качестве этой линии принимают кровлю или подошву одного из наиболее надежных реперов I или II категории. Если в интервале продуктивного горизонта последовательность слоев не нарушена и границы пластов примерно параллельны, то положение в разрезе репера, принимаемого за линию сопоставления, не играет существенной роли. При веерообразном расположении границ пластов за линию привязки удобнее принимать кровлю или подошву репера, расположенного в средней части продуктивного горизонта.

Если изменение толщины  продуктивного горизонта связано с нарушением последовательности напластования (например, с размывом) в его верхней части, то за линию привязки принимают кровлю или подошву репера, расположенного ниже поверхности несогласия. При изменении толщины продуктивного горизонта за счет его нижней части (например, вследствие его несогласного залегания на подстилающих размытых отложениях) в качестве линии привязки выбирают репер, расположенный в верхней части продуктивного горизонта, как можно выше от границы несогласия.

После выбора линии привязки начинают непосредственно построение корреляционной схемы.

На листе бумаги проводят горизонтальную линию привязки, перпендикулярно к которой на произвольных равных расстояниях наносят оси коррелируемых разрезов скважин. Вправо от осей вычерчивают в вертикальном масштабе 1:200 привязанные к линии корреляции наиболее информативные геофизические диаграммы скважин. Порядок построения корреляционных схем показан на рис. 1. Во избежание громоздкости рисунка геофизические диаграммы заменены на их основе литологическими разрезами.

На оси каждого разреза  показывают интервалы залегания  реперов и их индексы, положение  кровли и подошвы проницаемых прослоев и пачек, а также непроницаемых пластов и прослоев (рис. 1, А).

Затем приступают к прослеживанию  одновозрастных (синхроничных) границ путем соединения прямыми линиями  кровли и подошвы каждого выделенного репера (рис. 1, б).

 

Вначале прослеживаются кровля и подошва реперов I категории, затем — II и III категорий. После этого проводят верхнюю и нижнюю границы горизонта — при согласном залегании прямыми линиями, при несогласном — волнистыми. При наличии внутри горизонта несогласия, связанного с размывом или перерывом в осадконакоплении, его поверхность также показывается волнистой линией. Линии дизъюнктивных нарушений выделяются вертикальными или наклонными прямыми линиями, проводимыми на половине расстояния между скважинами, находящимися по разные стороны нарушения.

Затем приступают к прослеживанию  границ проницаемых пластов и  прослоев. Положение кровли и подошвы  каждого из них показывают прямыми  линиями, примерно параллельными ранее проведенным линиям одновозрастных (синхроничных) границ (рис. 1, В).

Если в одной из скважин  пласт сложен породами-коллекторами, а в соседней скважине они замещены породами- неколлекторами, то на половине расстояния между скважинами вертикальной ломаной линией показывают условную границу фациального замещения. При фациальном замещении части толщины пласта вертикальной ломаной линией показывают, какая часть пласта замещена.

При детальной корреляции нередко используются так называемые геолого-статистические разрезы.

Геолого-статистический разрез (ГСР) представляет собой кривую вероятностей появления коллектора в интервале  продуктивного горизонта, построенную по данным разрезов скважин, пробуренных на изучаемой площади.

Геолого-статистический разрез горизонта может быть построен в пределах залежи в целом или для крупного фрагмента залежи при нормальном залегании пластов, подтверждаемом относительно небольшими колебаниями значений его общей толщины в скважинах, а также при нормальном залегании пластов, но с закономерным изменением толщины горизонта в некотором направлении.

Геолого-статистический разрез строят следующим образом. Разрезы продуктивного горизонта в его стратиграфических границах расчленяют по признаку коллектор — неколлектор и привязывают к корреляционной поверхности(кровле или подошве), принимаемой за горизонтальную плоскость.

По данным всех скважин определяют среднее значение

толщины горизонта Л и  разделяют ее на равные интервалы  с шагом Л* = 1 — 2 м. Затем толщину  горизонта в каждой скважине Л, расчленяют на то же количество интервалов. При этом шаг для каждой скважины Л* составляет:

л; = (л,. /л)л\

Границы между интервалами  являются точками наблюдения. В каждой точке наблюдения устанавливают, какой породой — коллектором или неколлектором — представлен разрез в скважине на данной палеоглубине. Данные по всем скважинам представляют в виде графика, на оси ординат которого откладывают палеоглубину от корреляционной поверхности, а на оси абсцисс — долю скважин (%), в которых разрез на данной палеоглубине сложен коллекторами (рис. 2).

В результате получают дифференцированную кривую, на которой максимумами отмечаются интервалы разреза, сложенные преимущественно коллекторами, и минимумами — интервалы, сложенные непроницаемыми породами.

На геолого-статистическом разрезе, представленном на рис. 2, четко выделяются три пласта-коллектора: а — в интервале палео-глубин 1 — 2 м; б — в интервале 4 — 6 м; в — в интервале 7 —14 м.

При значительном количестве скважин построение геолого-статистических разрезов — весьма трудоемкая работа и поэтому выполнять ее целесообразно с помощью ЭВМ.

Рассмотрим примеры использования  геолого-статистических разрезов при детальной корреляции.

При детальной корреляции важно установить, с чем связано начальное изменение общей мощности продуктивного горизонта. Достаточно уверенно решить эту задачу можно с помощью ГСР. Для этого разрезы скважин делят на несколько групп, различающихся общей толщиной продуктивного горизонта.

Для каждой выделенной группы строят ГСР, которые сравнивают между  собой. На групповых ГСР с повышенной толщиной обычно можно четко видеть, за счет какой части разреза происходит увеличение общей мощности продуктивного горизонта. На рис. 3 показаны групповые ГСР продуктивных отложений яснополянского над горизонта одной из площадей Арланского месторождения.

Рис. 3. Групповые геолого-статистические разрезы продуктивных отложений яснополянского надгоризонта Арланского месторождения.

Групповые разрезы по скважинам  с толщиной продуктивных отложений, Ï: ‡ - 42-49, · - 38-41,9, _‚ - 31-37,9; „ - Ò‚Ó‰Ì˚È „ÂÓÎÓ„Ó-статистический разрез

 

Здесь выделены три группы скважин с толщиной продуктивного горизонта 42 — 49 м (24 ÒÍ‚‡ÊËÌ˚), 38-41,9 м (39 ÒÍ‚‡ÊËÌ) Ë 31-37,9 м (37 скважин). В качестве линии привязки принята кровля продуктивных отложений.

Отчетливо видно, что в  верхней части продуктивного  горизонта кривые ГСР имеют одинаковую конфигурацию и изменения толщины здесь не отмечается. В нижней части конфигурации кривых существенно различаются, причем можно видеть, что увеличение общей толщины происходит в результате увеличения толщины нижнего песчаного пласта (залегающего на размытой поверхности подстилающих турнейских отложений).

Другой важный вопрос, который позволяют решать ГСР, — это выяснение степени выдержанности по площади проницаемых прослоев и разделов между ними. При детальной корреляции не всегда бывает ясно, прослеживаются отдельные прослои по всей площади или представляют собой ограниченные по размерам и не связанные друг с другом линзы.

С точки зрения разработки объекта продуктивный горизонт или отдельные его интервалы могут соответствовать одной из следующих основных моделей.

Модель 1 — монолитный пласт-коллектор с линзовидными прослоями непроницаемых пород. Каждый непроницаемый прослой имеет ограниченную площадь распространения и поэтому не может коррелироваться между разрезами соседних скважин. Эти прослои не могут служить гидродинамическими экранами, и поэтому пластовое давление при его изменении в любой части продуктивного разреза хорошо перераспределяется как по вертикали, так и по горизонтали.

Модель 2 — переслаивание выдержанных по площади проницаемых прослоев и в такой же степени выдержанных по площади непроницаемых разделов между ними. Такие непроницаемые прослои могут служить гидродинамическими экранами, и при изменении пластового давления в одном проницаемом прослое его перераспределение между другими прослоями сильно затруднено либо совсем не происходит. Хорошо перераспределяется пластовое давление лишь по простиранию данного прослоя.

Модель 3 — продуктивный горизонт, сложенный преимущественно непроницаемыми породами с линзообразно залегающими разобщенными проницаемыми прослоями. Проницаемые прослои имеют прерывистый характер и между соседними скважинами не прослеживаются. При такой модели

разработка может происходить  без перераспределения пластового давления между отдельными линзовидными проницаемыми прослоями и частями разреза.

Специальными исследованиями установлено, что к моделям 1 относятся интервалы ГСР с долей скважин, вскрывших коллектор, более 70 %. В пределах этих интервалов непроницаемые прослои, выделенные в разрезах соседних скважин, не коррелируются и изображаются в виде изолированных линз.

Интервалы ГСР  с долей скважин, вскрывших коллектор, 30 — 70 % относятся к модели 2, и в их пределах все проницаемые и непроницаемые прослои, вскрытые соседними скважинами, должны коррелироваться между собой.

Если доля скважин, вскрывших  в рассматриваемом интервале коллектор, менее 30 %, то этот интервал ГСР относится к модели 3. В его пределах проницаемые прослои соседних скважин не коррелируются между собой, так как представляют собой несвязанные изолированные линзы.

В реальных продуктивных горизонтах и эксплуатационных объектах иногда весь разрез соответствует одной схеме модели. Например, на Мухановском месторождении I объект разработки (пласт C-I) целиком соответствует модели 1 (рис. 3), и при его разработке вытеснение нефти водой происходит за счет подъема ВНК практически по всей площади залежи.

До последнего времени  детальная корреляция продуктивных разрезов скважин в основном проводилась "вручную". К сожалению, промысловым геологам не всегда удавалась с ее помощью проводить достаточно надежную корреляцию при большой макронеоднородности продуктивных горизонтов. В таких случаях нередко утверждалось, что изучаемый горизонт детальной корреляции не поддается. Соответственно фактически не обеспечивалась возможность составления адекватной модели залежи, что приводило к ошибкам выбора системы разработки и организации управления процессами разработки.

Наряду с этим даже при  владении методикой детальной корреляции физически не удавалось выполнить  ее "вручную" по крупным месторождениям, где пробурены тысячи и десятки тысяч скважин.

Поэтому в последние годы некоторыми специалистами — В.Ф. Гришкевичем, И.С. Гутманом, В.А. Бадьяновым, Т.А. Боха-новым и другими велись исследования по созданию автоматизированных методов расчленения и детальной корреляции продуктивных разрезов скважин с помощью ЭВМ.

Расчленение геофизических  разрезов скважин с помощью ЭВМ. 

Представляется, что разрез состоит  из подразделений нескольких уровней - крупных, однородных в определенном смысле интервалов, каждый из которых  имеет более мелкие интервалы, а  те, в свою очередь, еще более мелкие. При этом мощности интервалов в разрезе  содержат группы характерных для  каждого уровня, предпочтительных значений. Нужно описать разрез в несколько  этапов, сначала грубо, без подробностей, затем детализировать его, расчленяя  каждый из выделенных на предыдущем уровне интервалов по такому же принципу. В  практике этому соответствует разбивка разреза на толщи, пачки, пласты, пропластки.

Алгоритм  в первую очередь отделяет на геофизической  кривой интервалы с повышенными  значениями амплитуд от интервалов с  пониженными. Положительные и отрицательные аномалии амплитуды рассматриваются относительно ее скользящего среднего значения, определяемого в каждой точке кривой как средняя величина отсчетов амплитуд в соседних точках на заданном интервале глубин. Интервал осреднения выбирается достаточно большим, например в одну треть длины очередного интервала расчленения. После того, как на исследуемом участке геофизической кривой f(x) проведена скользящая средняя линия f (х), строится функция расстояний каждой точки кривой от соответствующего ей значения скользящего среднего. В результате ось х разбивается на N интервалов с постоянными знаками этой функции (a₁⁺ , a₂^-, a₃⁺ ,..., a_m^-). Пусть минимальная длина интервала из этой разбивки l_j и l_j<=L, где L зафиксировано. Исключим интервал a_j. Для этого у a_j меняется знак и он объединяется с соседними a_j-1 и a_j+1 в один интервал разбивки. Выбор минимального интервала и процедура его исключения из разбивки с объединением интервалов повторяется до тех пор, пока длины всех оставшихся интервалов не окажутся больше L. Полученное расчленение охарактеризуем числом N(L) оставшихся интервалов и вновь повторим процедуру объединения с большим L. Так, изменяя L, получаем функцию N(L). Эта функция монотонна (с увеличением L число интервалов не возрастает). Она характеризует степень организованности кривой. описанные алгоритмы позволяют автоматизировать расчленение и корреляцию разрезов в достаточно простых случаях, а в более сложных - помогают выбрать наиболее обоснованный вариант корреляции. Возможны случаи, когда алгоритмы не дадут удовлетворительных результатов. Это будет означать, что строение исследуемых разрезов не соответствует модели, заложенной в основу алгоритмов. Рассмотренные алгоритмы позволяют оценить надежность полученных результатов по степени отклонения от принципов похожести, упорядоченности и перспективного соответствия.