Способ прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти Российский патент 2017 года по МПК G01V9/00 G01V1/00 

Изобретение относится к нефтяной разведочной геофизике с применением данных по сейсморазведке по методу "3D" для целей прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов независимо от глубины и сложности их залегания в сложнопостроенных залежах нефти.

Изобретение может быть также использовано для прямых поисков высокообильных зон пресной воды и высокоперспективных залежей на россыпных месторождениях алмазов.

Известен способ прямого прогнозирования нефтегазоносности статистическими методами, который описан па страницах 126-131 в книге "Комплексирование методов разведочной геофизики" (Справочник геофизика), издательства "Недра", Москва, 1984. Указанный способ принимаем за аналог.

Для реализации известного по аналогу способа прямого прогнозирования нефтегазоносности, включающего комплекс наземных и скважинных геолого-геофизических исследований, производят распознавание образов с обучением на эталонах со значительным расширением комплекса геолого-геофизических параметров, а именно построение прогнозных геологических разрезов на основе пробуренных скважин.

Однако известный по аналогу способ в большинстве случаев не обеспечивает возможности прямого прогнозирования нефтегазоносности, так как используется кинематические (скоростные) и динамические переменные сейсмических волн, которые имеют значительные вариационные изменения во времени от влияния внешних и внутренних факторов в очень больших пределах, вследствие чего эти переменные дают очень низкую разрешающую способность для прогноза.

Наиболее близким (прототипом) к заявляемому изобретению по совокупности сходных существенных признаков из числа известных средств того же назначения является изобретение под названием "Способ прямого поиска и разведки нефтегазовых залежей в тектонически осложненных структурах осадочной толщи" по патенту РФ №2108600, МПК G01V 1/00, 9/00, от 28 апреля 1997 г.

Для осуществления известного по прототипу способа прямого поиска и разведки нефтегазовых залежей в тектонически осложненных структурах осадочной толщи выполняют следующие операции: проводят сейсмические исследования в сложных геологических структурах, выделяют по данным сейсмических исследований тектонические образования в структурах, выявляют в тектонических образованиях локальные антиклинальные поднятия и неантиклинальные (неструктурные) ловушки, устанавливают границы локальных антиклинальных поднятий и неструктурных ловушек, прогнозируют их нефтегазоносность и проводят бурение разведочных скважин в локальных антиклинальных поднятиях и неструктурных ловушках до контура деформирования горных пород.

Однако известный по прототипу способ прямого поиска и разведки нефтегазовых залежей в тектонически осложненных структурах осадочной толщи не позволяет из-за низкой точности определять высокопродуктивные нефтяные пласты, находящиеся на различной глубине и со сложными условиями залегания, поэтому бурится очень большое количество нерентабельных для промышленной разработки скважин.

В известном способе по данным сейсморазведки по методу "3D" осуществляют трехмерную интерпретацию, а именно необходимо производить переход от раздельных определений глубин (структурных планов) и толщин к непрерывным определениям сопоставлений толщин к изменяющимся глубинам между всеми сейсмическими отражающими границами к отражающей поверхности кристаллического фундамента в изучаемой части осадочной толщи и осуществлять прямой поиск высокопродуктивных нефтяных пластов независимо от глубины и сложности их залегания в сложнопостроенных залежах нефти.

В целях повышения эффективности способа прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти производят непрерывное определение сопоставления толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса для склоновых условий определяют параметры изменения толщин песчаников, по которым в визейском ярусе выделяют песчаные тела независимо от глубины и сложности их залегания; по результатам соотношений предельных коэффициентов, определяемых по сопоставлению толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса и между поверхностью кристаллического фундамента и кровлей визейского яруса, для склоновых условий определяют параметры изменения толщин песчаников, по которым среди песчаных тел изучаемого визейского яруса определяют высокопродуктивные нефтяные пласты; по разности между произведением предельного коэффициента, определяемого путем сопоставления толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса и толщиной между поверхностью кристаллического фундамента и кровлей визейского яруса, и толщиной между кровлей и подошвой визейского яруса для сводовых условий определяют в визейском ярусе разностный параметр изменения толщин песчаников, а по наибольшим значениям параметра изменения толщин песчаников в визейском ярусе в пределах развития высокопродуктивных нефтяных пластов определяют местоположение для бурения первоочередной разведочной скважины.

Склоновые условия для сложнопостроенных залежей нефти представляют собой рост интенсивности геологических процессов, приуроченные к участкам периклинального замыкания изогипсы структуры и к участкам между сводом поднятия и периклинальным замыканием изогипсы структуры.

Сводовые условия для сложнопостроенных залежей нефти представляют собой локализацию интенсивности геологических процессов в узкой области на максимуме, примыкающей к сводовой части разреза с наибольшими толщинами песчаников.

Для прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти сначала используются два разработанных независимо друг от друга параметра для склоновых условий, где по первому - выделяют песчаные тела независимо от глубины и сложности их залегания, а по второму параметру определяют среди песчаных тел высокопродуктивные нефтяные пласты. Для практического решения прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов используется для сводовых условий третий параметр, по которому определяют местоположение для бурения первоочередной разведочной скважины.

Новым техническим результатом (целью) предлагаемого изобретения, при его осуществлении, является:

1. Прямой поиск высокопродуктивных нефтяных пластов независимо от глубины и сложности их залегания в сложнопостроенных залежах нефти как на этапе поисковых исследований и освоения залежей нефти, так и на этапе подготовки объектов к поисковому и разведочному бурению, так и на длительно эксплуатируемых нефтяных месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки.

2. Достижение максимальных значений коэффициента извлечения нефти (КИН) в условиях экологически сбалансированного недропользования за счет целевого поисково-разведочного и эксплуатационного бурения и целевой разработки.

Указанный технический результат при использовании предлагаемого "Способа прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти", включающего проведение сейсморазведки по методу "3D", выявление по данным трехмерной сейсморазведки в сложнопостроенных залежах нефти высокопродуктивных зон и участков с последующим бурением в них разведочных и добывающих скважин. В совокупности с вышеизложенными известными операциями нами предложено осуществлять указанные ниже новые операции, а именно непрерывное определение сопоставлений толщин к изменяющимся глубинам между всеми сейсмическими отражающими границами к отражающей поверхности кристаллического фундамента, а по разработанным по ним трем независимым друг от друга параметрам изменений толщин песчаников осуществляют прямой поиск высокопродуктивных нефтяных пластов независимо от глубины и сложности их залегания, в которых бурят разведочные и добывающие скважины.

Из общедоступных источников патентной и научно-технической информации нам не известны способы прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти, в которых, вместе с изложенными выше известными операциями, в совокупности были бы использованы указанные вышепредложенные нами новые существенные признаки способа, обеспечивающие заявляемому способу получение нового технического решения, изложенного в цели изобретения.

Предлагаемый нами способ в нефтепоисковой геологии не следует из существующего уровня техники, а его отличительные признаки по целому ряду теоретических и практических позиций являются пионерными.

Заявляемый способ прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов базируется на применении данных по сейсморазведке по методу "3D" для непрерывных определений сопоставлений толщин к изменяющимся глубинам, а именно между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса и между поверхностью кристаллического фундамента и кровлей визейского яруса по всей изучаемой части осадочной толщи для целей определения высокопродуктивных нефтяных пластов независимо от глубины и сложности их залегания в сложнопостроенных залежах нефти.

Заявляемый способ иллюстрируется чертежами, где на рис. 1 дана прогнозная карта распространения песчаников в визейском ярусе по Домнинской площади;

на рис. 2 дана прогнозная карта распространения продуктивных пластов в визейском ярусе по Домнинской площади;

на рис. 3 дана прогнозная карта заложения первоочередной разведочной скважины в визейском ярусе по Домнинской площади.

ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ ЗАЯВЛЯЕМОГО СПОСОБА

Заявляемый способ может быть реализован как на поисковом этапе исследований, то есть на стадии выявления объектов в сложнопостроенных залежах нефти, на этапе подготовки объектов к поисковому и разведочному бурению, так и на длительно эксплуатируемых нефтяных месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки.

Для реализации заявляемого способа можно использовать исходную информацию по различным геофизическим методам, а именно результаты по сейсморазведке по методу "3D", определенные известными способами значения гипсометрических отметок по всем изучаемым сейсмическим отражающим границам, которые приурочены к кровле и подошве изучаемого структурного горизонта в сложнопостроенной залежи нефти, в подстилающих структурных подразделениях исследуемой части осадочной толщи, а также по отражающей поверхности кристаллического фундамента.

Значения гипсометрических отметок сейсмических отражающих границ имеют очень существенное преимущество перед кинематическими (скоростными) и динамическими переменными сейсмических волн, а именно значения гипсометрических отметок сейсмических отражающих границ не подвержены с течением длительного времени влиянию внешних и внутренних факторов. Совокупность различных значений гипсометрических отметок сейсмических отражающих границ, соответственно приуроченных к кровле и подошве изучаемого структурного горизонта в виде структурных планов, представляет собой сжатие информации, но при этом неизбежно теряется между ними большая часть информации.

Несоизмеримо большая и на более высоком уровне информация заложена в определении динамики взаимодействий между всеми сейсмическими отражающими границами, а именно путем сопоставления толщин к изменяющимся глубинам от кровли изучаемого структурного горизонта, подстилающих его структурных подразделений исследуемой части осадочной толщи до поверхности кристаллического фундамента. Динамика взаимодействий между всеми сейсмическими отражающими границами, а именно по сопоставлению толщин к изменяющимся глубинам в изучаемой части осадочной толщи всегда имеет простое однонаправленное в будущее поведение и состоит в существенной редукции (огромном сжатии) информации, но при этом информация совершенно не утрачивается. Динамика взаимодействий между всеми сейсмическими отражающими границами к отражающей поверхности кристаллического фундамента путем сопоставления толщин песчаников к изменяющимся глубинам подразделяют сложнопостроенные залежи нефти на структурные образования как с приподнятым, так и с опущенным положением отметок по гипсометрии, соответственно с уменьшенными и увеличенными толщинами песчаников.

В сложнопостроенной залежи нефти по всем сейсмическим отражающим границам и отражающей поверхности фундамента определяются граничные значения, предельные коэффициенты сопоставления толщин к изменяющимся глубинам между сейсмическими отражающими границами к отражающей поверхности кристаллического фундамента, соответственно приуроченные к участкам периклинального замыкания изогипсы структуры и сводам поднятий.

По данным сейсморазведки по методу "3D", определенные известными способами сейсмические отражающие границы, определяют значения гипсометрических отметок отражающих границ, приуроченных к кровле и подошве изучаемого структурного горизонта в сложнопостроенной залежи нефти, в подстилающих структурных подразделениях изучаемой части осадочной толщи и по отражающей поверхности кристаллического фундамента: максимальные значения - А_Пmax, минимальные значения - А_Пmin и изменяющиеся значения - А_Пi, соответственно приуроченные к участку периклинального замыкания изогипсы структуры, своду поднятия и участкам между сводом поднятия и периклинальным замыканием изогипсы структуры. А также значения толщин между всеми сейсмическими отражающими границами в изучаемом структурном горизонте, в подстилающих структурных подразделениях исследуемой части осадочной толщи до отражающей поверхности фундамента: максимальные значения - H_max; минимальные значения - H_min и изменяющиеся значения - H_i, соответственно приуроченные к участку периклинального замыкания изогипсы структуры, своду поднятия и участкам между сводом поднятия и периклинальным замыканием изогипсы структуры.

Индексация толщин и глубин: _{max, min, i} - соответственно максимальные, минимальные (глинистый пласт без песчаника) и изменяющиеся значения глубин и толщин горных пород.

Предельный коэффициент сопоставления толщин к изменяющимся глубинам между сейсмическими отражающими границами до отражающей поверхности кристаллического фундамента - К отдельно определяют для изучаемого структурного горизонта в сложнопостроенной залежи нефти, в подстилающих структурных подразделениях исследуемой осадочной толщи до отражающей поверхности кристаллического фундамента по уравнению (1)

безразмерный параметр.

Предельный коэффициент сопоставления толщин к изменяющимся глубинам между сейсмическими отражающими границами до отражающей поверхности кристаллического фундамента - К_скл для склоновых условий отдельно определяют в частях (координатные точки сейсмопикетов) изучаемого структурного горизонта, в подстилающих структурных подразделениях исследуемой осадочной толщи до отражающей поверхности кристаллического фундамента по уравнению (2)

безразмерный параметр.

Предельный коэффициент сопоставления толщин к изменяющимся глубинам между сейсмическими отражающими границами до отражающей поверхности кристаллического фундамента - К_свод для сводовых условий отдельно определяют в частях (координатные точки сейсмопикетов) изучаемого структурного горизонта, в подстилающих структурных подразделениях исследуемой осадочной толщи до отражающей поверхности кристаллического фундамента по уравнению (3)

безразмерный параметр.

Образование сложнопостроенной залежи нефти определяется двумя конкурирующими необратимыми процессами. Первый процесс - отождествляется с изменением седиментационной составляющей - (ΔН), второй процесс - отождествляется с изменением структурного фактора - K*(ΔА_Пi), эти процессы представлены следующим уравнением (4):

Практический интерес для решения задач нефтепоисковой геологии представляет разностное выражение уравнения (4) в виде параметра изменения толщин горных пород, определяемое следующим уравнением (5):

где К - предельный коэффициент сопоставления толщин песчаников изменяющимся глубинам между подошвой и кровлей визейского яруса.

В уравнениях (4, 5) выражение - (ΔН) - связано с изменением толщин горных пород и определяется следующим выражением - (H_i-H_min), а выражение - K*(ΔА_П) в уравнениях (4, 5) связано с изменяющейся глубиной и определяется следующим выражением - K*(А_Пmах-А_Пi).

В сложнопостроенных залежах нефти между подошвой и кровлей визейского яруса, по вышеразработанным выражениям, для склоновых условий определяются значения параметра изменения толщин песчаников по следующему уравнению (6):

где К - предельный коэффициент сопоставления толщин к изменяющимся глубинам между подошвой и кровлей визейского яруса.

По разностному выражению (6) в изучаемом в визейском ярусе выделяются песчаные тела с различными толщинами.

По значениям параметра изменения толщин - Δh_скл построена прогнозная карта распространения песчаников в визейском ярусе по Домнинской площади (рис. 1).

В сложнопостроенных залежах нефти между подошвой и кровлей визейского яруса по результатам соотношений предельных коэффициентов, где по сопоставлению толщин к изменяющимся глубинам соответственно между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющейся глубине подошвы визейского яруса и между кровлей визейского яруса и поверхностью кристаллического фундамента для склоновых условий определяют между между кровлей и подошвой визейского яруса параметр изменения толщин песчаников по следующему уравнению (7):

где К_Σ, К, определяемые по уравнению (1) в целом, отношение толщин к изменяющимся глубинам соответственно между поверхностью фундамента и кровлей визейского яруса и между кровлей и подошвой визейского яруса;

K_l, К_i, определяемые по уравнению (2), по части (по каждой координатной точке сейсмопикета) определяется отношение толщин к изменяющимся глубинам соответственно между поверхностью фундамента и кровлей визейского яруса и между кровлей и подошвой визейского яруса.

[(К_i/К)]_V - соотношение предельных коэффициентов, определяемых путем сопоставления толщин к изменяющимся глубинам, в визейском ярусе;

[(К_i/К_Σ)]_F - соотношение предельных коэффициентов, определяемых путем сопоставления толщин к изменяющимся глубинам, между поверхностью фундамента и кровлей визейского яруса.

Σ - суммарный индекс - между поверхностью фундамента и кровлей визейского яруса, V - визейский ярус и F - кристаллический фундамент.

В изучаемом визейском ярусе по величинам параметра изменения толщин - ΔН_скл среди песчаных тел определяются высокопродуктивные нефтяные пласты.

По параметрам изменения толщин - ΔН_скл построена прогнозная карта распространения продуктивных пластов в визейском ярусе по Домнинской площади (рис. 2).

В визейском ярусе для сводовых условий по разности между произведением предельного коэффициента и изменением толщин, соответственно определяемые между подошвой и кровлей визейского яруса и между поверхностью фундамента и кровлей визейского яруса и толщиной между подошвой и кровлей визейского яруса, определяют разностный параметр изменения толщин песчаников - ΔН_свод по следующему уравнению (8):

где К - предельный коэффициент сопоставления толщин к изменяющимся глубинам для изучаемого визейского яруса;

ΔН=(H_i-H_min) - изменение толщин горных пород между поверхностью фундамента и кровлей визейского яруса;

Δh=(h_i-h_min) - изменение толщин песчаников между кровлей и подошвой визейского яруса.

В визейском ярусе по значениям разностного параметра изменения толщин песчаников - ΔН_свод построена прогнозная карта для заложения первоочередной разведочной скважины по Домнинской площади (рис. 3).

Объемы сейсморазведки по методу "3D" в процессе реализации заявляемого способа не превышают тех объемов работ, которые выполняются в настоящее время известными способами, при этом не требуется проведение каких-либо новых или дополнительных исследований, а также не требуется привлекать какие-либо новые исследовательские приборы.

Заявляемый способ может быть реализован всеми нефтегазодобывающими предприятиями РФ уже в настоящее время.

Предлагаемый способ относится к области бездефектных технологий и гарантирует экологически сбалансированное недропользование, как в терригенных, так и в карбонатных сложнопостроенных залежах с дифференцированными (неоднородными) запасами жидких углеводородов (УВ).

Источники технической информации, упомянутые в описании предлагаемого изобретения:

1. "Комплексирование методов разведочной геофизики". Справочник геофизика. Под ред. д-ра геол.-мин. наук В.В. Бродового, д-ра физ.-мат. наук А.А. Никитина. - М.: "Недра", 1984, с. 126-131 - аналог.

2. "Способ прямого поиска и разведки нефтегазовых залежей в тектонически осложненных структурах осадочной толщи", патент РФ №2108600, МПК G01V 1/00, 9/00; от 28 апреля 1997 г. - прототип.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти. Сущность: по сейсморазведке по методу "3D" осуществляют непрерывное определение сопоставлений толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса. Для склоновых условий определяют параметры по изменению толщин песчаников, по которым в отложениях визейского яруса выделяют песчаные тела независимо от глубины и сложности их залегания. Определяют предельные коэффициенты по сопоставлению толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса и между поверхностью кристаллического фундамента и кровлей визейского яруса. По результатам соотношения указанных предельных коэффициентов для склоновых условий определяют параметры изменения толщин песчаников, по которым среди песчаных тел визейского яруса определяют высокопродуктивные нефтяные пласты. По разности между произведением предельного коэффициента и толщиной между кровлей и подошвой визейского яруса определяют для сводовых условий значения параметра изменения толщин песчаников в визейском ярусе. По наибольшим значениям параметра изменения толщин песчаников в пределах развития высокопродуктивных нефтяных пластов определяют местоположение для бурения первоочередной разведочной скважины. Технический результат: повышение эффективности прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти. 3 ил.

Способ прямого поиска высокопродуктивных нефтяных пластов в сложнопостроенных залежах нефти, характеризующийся тем, что по сейсморазведке по методу "3D" осуществляют непрерывное определение сопоставлений толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса, для склоновых условий определяют параметры по изменению толщин песчаников, по которым в отложениях визейского яруса выделяют песчаные тела независимо от глубины и сложности их залегания; по результатам соотношения предельных коэффициентов, определяемых по сопоставлению толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса и между поверхностью кристаллического фундамента и кровлей визейского яруса, для склоновых условий определяют параметры изменения толщин песчаников, по которым среди песчаных тел визейского яруса определяют высокопродуктивные нефтяные пласты; по разности между произведением предельного коэффициента, определяемого по сопоставлению толщин между кровлей и подошвой визейского яруса к изменяющимся глубинам подошвы визейского яруса и толщиной между поверхностью кристаллического фундамента и кровлей визейского яруса, и толщиной между кровлей и подошвой визейского яруса определяют для сводовых условий значения параметра изменения толщин песчаников в визейском ярусе, а по наибольшим значениям параметра изменения толщин песчаников в пределах развития высокопродуктивных нефтяных пластов определяют местоположение для бурения первоочередной разведочной скважины.