КИЇВСКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

Косаченко Володимир Дмитрович

УДК 550.832:681.3

КОМП’ЮТЕРИЗОВАНА МЕТОДИКА ПОБУДОВИ ГЕОЛОГІЧНИХ

МОДЕЛЕЙ НАФТОГАЗОВИХ РОДОВИЩ

У ЗВ’ЯЗКУ З ПІДРАХУНКОМ ЗАПАСІВ ВУГЛЕВОДНІВ

Спеціальність 04.00.22 – геофізика

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

Київ 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Українському державному

геологорозвідувальному інституті (УкрДГРІ)

Науковий керівник доктор технічних наук, професор

Кулінкович Арнольд Євгенович,

головний науковий співробітник

Українського державного геологорозвідувального

інституту (УкрДГРІ), м. Київ

Офіційні опоненти: доктор геологічних наук

Жуков Микола Никанорович

професор кафедри мінералогії, геохімії та петрографії

Київського національного університету ім. Т. ШЕВЧЕНКА

кандидат геолого-мінералогічних наук

Колісніченко Володимир Григорович,

директор департаменту комплексної інтерпретації

та інформаційного забезпечення геолого-геофізичних

та промислових досліджень ЗАТ “Концерн “НАДРА”, м. Київ

Провідна установа: Національна академія наук України, Інститут

геофізики ім. С.І. Субботіна, відділ математичного

моделювання геофізичних полів, м. Київ

Захист відбудеться “ 10 ” квітня 2002г. о 15 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26. 001. 32 в Київському університеті

імені Тараса Шевченко за адресою: 01022, м. Київ-22,

вул. Васильківська, 90.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці

Київського університету імені Тараса Шевченко. 01017, м. Київ-17,

вул. Володимирська, 60.

Автореферат розісланий “ 7 ” березня 2002 г.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат геолого-мінералогічних наук Сухорада А.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Створення економічної незалежності України потребує наявності потужної сучасної паливно-енергетичної бази як основи народного господарства. Остання визначається ефективністю пошуково-розвідувальних робіт і технологією промислової експлуатації нафтогазових родовищ. Найбільш актуальним напрямком в області пошуків і розвідки вуглеводнів (ВВ) є створення комп’ютеризованих технологій збору, збереження, опрацювання й узагальнення геолого-геофізичної інформації.

У цьому зв'язку надзвичайно важливою є розробка методики комп'ютеризованої побудови моделей нафтогазоконденсатних родовищ на основі застосування сучасних інтелектуальних інтерпретаційних систем, які б забезпечували детальний аналіз первинних даних і побудову всіх документів, що визначають геологічну будову покладів ВВ.

Однією з найбільш складних і цікавих проблем геологічного моделювання є комплексне використання розрізів, профілів і карт як площинних зрізів для створення у всій повноті об'ємного уявлення про геологічне середовище. Геологічна модель необхідна для правильного вибору подальших пошуків корисних копалин, оптимізації розвідувальних робіт, підрахунку запасів нафти і газу й ефективного моніторингу промислової розробки покладів ВВ.

Цим задачам і присвячено дану дисертаційну роботу

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію підготовлено автором під час роботи в Українському державному геолого-розвідувальному інституті (УкрДГРІ) у відділі методичного та інформаційного забезпечення геофізичних досліджень в свердловинах (ГДС). Основою дисертації стали результати виконання державних програм і плани геологорозвідувальних робіт на нафту і газ в Україні.

Дослідження проведені відповідно до таких державних галузевих програм, планів і науково-дослідних тем: “Національна програма “Нафта і газ України до 2010р.” (НАН України,1993 р.), рішення науково-технічних рад Держкомгеології України за 95-99 рр. Автор був відповідальним виконавцем ряду науково-дослідних робіт в УкрДГРІ, що є базовими при написанні дисертації.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є розробка розгорнутої методики побудови об'ємних геологічних моделей родовищ вуглеводнів з використанням комп'ютеризованих технологій обробки й інтерпретації геолого-геофізичних даних і випробування створеної методики відповідно до складнопобудованих розрізів нафтогазових регіонів України.

Основні задачі досліджень:

- провести аналіз існуючих уявлень про геологічне моделювання з метою розробки адекватної концепції об'ємного геологічного моделювання нафтогазових родовищ з позиції новітніх комп'ютерних технологій обробки й інтерпретації геолого-геофізичних даних.

створення детальної методики побудови моделей родовищ вуглеводнів, що, зокрема, вміщувало б побудову базових графічних документів:

а) кореляційних геологічних розрізів з використанням ГДС і сейсморозвідки;

б) побудови структурних карт геологічних поверхонь та геофізичних полів.

відпрацювати комплекс ГДС на різних етапах геомоделювання;

провести апробацію створеної методики побудови геологічних моделей на прикладі складнопобудованих розрізів ряду нафтогазових родовищ України.

Наукова новизна одержаних результатів. Визначається такими розробками:

- створено методичне, програмно-алгоритмічне забезпечення побудови геологічних моделей нафтогазоперспективних об'єктів, куди ввійшли методики побудови профілів, розрізів, перетинів, структурних карт геологічних поверхонь та геофізичних полів, представлення геологічного розрізу в об'ємному (тримірному) зображенні;

- створено методику побудови кореляційних профілів нафтогазових структур за даними каротажу і сейсморозвідки;

розроблено у співавторстві алгоритм автоматизованого підрахунку запасів нафти;

результати моделювання знайшли застосування при підрахунку запасів нафти і газу, аналізі умов формування басейну осадконакопичення.

Практичне значення одержаних результатів. До найважливіших наукових і практичних результатів варто віднести таке:

створено методичне і програмно-алгоритмічне забезпечення площинної інтерпретації матеріалів каротажу, що дозволяє виконувати побудову геологічних розрізів, кореляційних профілів, перетинів, картопобудову, групову обробку свердловин в межах площі або родовища;

розроблено структуру бази даних у частині, що стосується побудови геологічних моделей;

виконано апробацію алгоритму автоматизованого підрахунку запасів вуглеводнів на ряді нафтогазоконденсатних родовищ ДДЗ, при цьому отримано добру збіжність результатів порівняно з традиційними методиками, спрощено процес обчислення і підвищено точність підрахункових параметрів;

проаналізовано й узагальнено інтерпретаційні моделі для різноманітних стратиграфічних ярусів нафтогазових родовищ ДДЗ;

удосконалено алгоритми геофізичних програм комп'ютеризованої технології, що зробило її універсальною і дозволило використовувати в різноманітних нафтогазоносних регіонах України.

комп'ютеризована методика обробки й інтерпретації матеріалів ГДС з метою геомоделювання є важливою ланкою в комплексній інтерпретації геофізичних матеріалів на нафтогазоперспективних площах (сейсморозвідки 3D, псевдоакустичного каротажу, сейсмопараметричного аналізу).

Особистий внесок здобувача: У процесі роботи над дисертацією автором особисто були виконані і розроблені такі положення:

1. Дано визначення геологічної моделі нафтогазового родовища з позиції вимог сучасних інтелектуальних систем обробки й інтерпретації геолого-геофізичних даних.

2. Розроблено методику комп'ютеризованої побудови геологічних моделей нафтогазових родовищ.

3. Розроблено у співавторстві алгоритм автоматизованого підрахунку запасів нафти і газу.

4. Проведено апробацію комп'ютеризованої методики побудови геологічних моделей на прикладі складнопобудованих розрізів родовищ нафти і газу України.

5. Проведено впровадження комп'ютеризованої методики геомоделювання у виробничих геолого-геофізичних підприємствах України.

Апробація результатів дисертації. Головні положення й висновки дисертаційної роботи доповідалися на науковій конференції “Теоретичні та прикладні проблеми нафтогазової геології та геофізики” 24-25 лютого 2000р (м. Київ), на 6-й Міжнародній науково-практичний конференції “Нафта і газ України -2000” 31 жовтня - 3 листопада 2000р, (м. Ів. Франківськ), на секції Вченої раді УкрДГРІ, з публікаціями відповідних тез у виданнях матеріалів.

Публікації. Автором за темою дисертації опубліковано 15 друкованих робіт. Дванадцять друкованих праць надруковані у фахових виданнях. Дві наукові роботи - це матеріали та тези доповідей на наукових конференціях, одна робота - Галузевий стандарт України.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 3 розділів основної частини, висновків, переліку використаних джерел. Загальний обсяг роботи 233 сторінок, ілюстровано 68 рисунками і таблицями у додатках на 18 стор. Перелік використаних джерел містить 244 назви на 27 стор.

Автор висловлює глибоку подяку науковому керівнику, доктору технічних наук, професору А.Є. Кулінковичу за постановку завдань, за постійну підтримку, наукові консультаціїі на всіх етапах роботи. Автор щиро вдячний канд. техн. наук М.Д. Красножону, за допомогу і поради при роботі над даною проблемою, провідним спеціалістам УкрДГРІ за наукові консультації та практичну допомогу під час виконання роботи.

Короткий зміст роботи

У вступі обгрунтовується актуальність проблеми, формулюється її мета та задачі, які розв'язуються.

Розділ 1

Типи і види моделей у нафтогазопромисловій геології

й автоматизовані системи їх створення

Даний розділ присвячений стислому огляду й аналізу різноманітних типів геологічних моделей, створюваних при вивченні нафтогазоперспективних об'єктів.

Термін геологічна модель добре відомий з літературних джерел та публікацій, його можна зустріти у Геологічному словнику (Т.1), у публікаціях Н.Н. Сохранова, Є.Ю. Миколаєвського, В.М. Курганського, Ю.В. Тимошина та ін, але різні автори вкладають достатньо широкий спектр поняття у цей термін. При вивченні нафтогазоперспективних структур, або об’єктів обов’язково будується геологічна модель, яка повинна відображати геологічну сутність басейну осадконакопичення, умови формування покладів, їх перспективи на одержання припливів вуглеводнів тощо. З літературних джерел відомі побудови дослідниками геологічних, седиментаційних, генетичних, фізичних, імітаційних, петрофізичних, петрогеофізичних, фільтраційних, магнітних і інших типів моделей. Маючи єдину мету – побудову геологічної моделі нафтогазових структур, використовуються різні методи, технології, комплекси геолого-геофізичної досліджень, часто ця робота проводиться за допомогою застарілих технологій.

У цьому зв'язку надзвичайно важливо дати визначення геологічного моделювання нафтогазоперспективних об'єктів з позицій сучасного стану комп'ютеризованих технологій та розробити методику комп'ютеризованої побудови моделей нафтогазоконденсатних родовищ на основі застосування сучасних інтелектуальних інтерпретаційних систем, які б забезпечували детальний аналіз первинних даних і побудову всіх документів, що визначають геологічну будову покладів вуглеводнів. Вивчення родовищ корисних копалин, нафтогазоперспективних структур, покладів або пасток вуглеводнів передбачає побудову геологічних моделей досліджуваних об'єктів - абстрактного або речовинного відображення, що з максимальною вирогідністю показує параметри родовищ, імітованих у тривимірному середовищі. Практично на кожному етапі нафтопошукових робіт виконується побудова геологічної моделі об'єкта, яка удосконалюється в міру надходження нових даних. Геологічна модель, отримана на етапі пошуку нафтогазоперспективних структур є необхідною для керування процесом розвідки, оптимального закладення нових розвідувальних свердловин. Доповнена геолого-промисловими даними результатів дослідження і випробування у свердловинах вона буде використана для планування і коригування режимів розробки, буріння додаткових експлуатаційних свердловин, ремонтно-відбудовних робіт тощо.

Побудова геологічної моделі нафтогазових родовищ передбачае відображення якогось геологічного аспекту досліджуваного об'єкта, дае уявлення про характер осадконакопичення, або про гідродинамічні властивості порід-колекторів, або показ еволюції геосередовища в хронологічних параметрах.

Використання сучасних обчислювальних засобів для обробки величезного обсягу різнорідної геолого-геофізичної і промислової інформації і досконалого програмно-алгоритмічного забезпечення дозволяє створити геологічну модель нафтогазових родовищ, яка б могла охарактеризувати й узагальнити всі отримані відомості.

Виходячи з усього розмаїття типів і видів створюваних геологічних моделей при вивченні нафтогазоперспективних об'єктів, можна зробити таке визначення. Геологічна модель - це відображення геологічного середовища, подане у вигляді сукупності інтегрованої бази даних, програмного комплексу, який забезпечує побудову вертикальних геолого-геофізичних розрізів (перетинів), профілів і структурних карт геологічних поверхонь та геофізичних полів, що максимально відображують реальну дійсність: послідовність і характер залягання об'єктів дослідження, їх форму, структурні і тектонічні особливості і головні фізичні властивості, а також просторове положення у об'ємі резервуару колекторів і покришок. Це об'ємна імітація родовища, яка представлена в електронному вигляді, що дозволяє виконувати літофаціальный аналіз умов осадконакопичення, оцінювати запаси вуглеводнів, керувати процесом розвідки і прогнозувати процеси, що протікають при розробці покладу.

Аналіз автоматизованих комплексів по обробці й інтерпретації геолого-геофізичних і геолого-промислових матеріалів з метою геомоделювання розрізів нафтогазоперспективних об'єктів дозволив зробити висновок про необхідність створення комп'ютеризованої методики, що могла б вирішувати всі задачі нафтогазопромислової геології з врахуванням особливостей геологічної будови нафтогазоносних регіонів України, орієнтованої на апаратурний комплекс, що застосовується і спирається на існуючу інформаційну структуру і багатий досвід геологічної інтерпретації.

Простий механічний перенос готової технології, створеної в закордонних фірмах, або з Росії, не приведе до потрібного результату. Існуючі закордонні технології, маючи розвинуті сервісні функції і широкі можливості для обробки геологічної інформації мають свої вади. Вони надзвичайно дорогі для вітчизняного споживача, не враховують вітчизняних стандартів, не дозволяють виконувати обробку й інтерпретацію матеріалів, отриманих вітчизняними вимірювальними приладами. Російські технології позбавлені ряду вад, властивих західним, але вони адаптувалися до геологічної будови Західного Сибіру, Поволжя, Астрахані тощо і не дозволяють враховувати геологічні особливості розрізів нафтогазоносних регионів України.

Розділ 2

Розробка методології побудови геологічних моделей нафтогазоперспективних об’єктів

Розглянуто можливості вирішення геологічних завдань при використанні комп'ютерних технологій обробки й інтерпретації геолого-геофізичних матеріалів.

Побудова геологічних моделей нафтогазоперспективних структур може виконуватися на будь-якому етапі геологорозвідувальних робіт, починаючи від пошукового, до етапу експлуатаційної розвідки й освоєння родовища. Від ступеня вивченості і виконаного комплексу геофізичних досліджень залежить повнота і достовірність створеної моделі. Проте й у процесі розробки нафтогазового родовища геологічна модель, поповнюючись геолого-промисловими даними по експлуатаційним, нагнітальним, гідрогеологічним свердловинам, безупинно змінюється, відображуючи гідродинамічну систему флюїдоподіляючих контактів, ефективних потужностей, геометрії покладу тощо у розвитку. Для побудови геологічних моделей нафтогазоперспективних об'єктів України на різних етапах геологічної розвідки був розроблений і запропонований комплекс геофізичних досліджень у свердловинах (параметричних, пошукових, розвідувальних, експлуатаційних), що дозволяє з максимальною достовірністю і коректністю вирішувати поставлену задачу. Комплекс ГДС був оформлений як Галузевий стандарт України. Приклад комплексу ГДС у відкритому стовбурі розвідувальних свердловин показано у табл.1.

Підрахунок запасів вуглеводнів нафтогазових родовищ містить обробку великої кількості різнорідної геолого-геофізичної, геолого-промислової інформації, побудову графічних документів, що відображають особливості будови родовища або площі. Це найбільш складний і трудомісткий етап, що потребує автоматизації всього процесу, починаючи від одержання й аналізу вхідної інформації до обчислення кількості (цифр) запасів газу і нафти. Задачу вирішено таким чином, щоб представити всю сукупність наявної й оброблюваної інформації у вигляді, зручному для інтерактивного режиму обробки й інтерпретації, що дозволило з максимальною ефективністю використовувати програмно-обчислювальний комплекс.

На принципах програмно-алгоритмічної концепції створення геологічних моделей родовища складено технологічну схему підрахунку запасів вуглеводнів (рис. 1).

Вона у своїй основі містить наповнення інтегрованої бази даних матеріалами ГДС і результатами їх інтерпретації, даними петрофізики і випробування, результатами інтерпретації матеріалів сейсморозвідки. Запропоновано схему аналізу вхідної інформації, оцінки якості, наповнення бази даних отриманими результатами інтерпретації геолого-геофізичних матеріалів та

Комплекс ГДС в розвідувальних свердловинах Таблиця 1

(відкритий стовбур, детальні дослідження)

узагальнення інтерпретаційних моделей. Алгоритм обчислення підрахункових параметрів з використанням ЕОМ визначив весь технологічний ланцюжок, починаючи з розчленовування розрізу свердловин на літологічні різниці, виділення колекторів тощо до оцінки запасів вуглеводневої сировини. Створені бібліотеки геофізичних програм, що включають інтерпретаційні моделі визначення пористості, глинистості, нафтогазонасиченості, проникності як для різних районів і розрізів ДДЗ, так і для усяких стратиграфічних комплексів дозволяють використовувати їх в різних нафтогазоносних регіонах України.

При підрахунку запасів оперативно і з високим ступенем достовірності виконується побудова карт покрівлі, підошви, потужності, ефективної потужності, запасів газу або нафти, тобто всього необхідного пакета графічних побудов і додатків. Ці графічні документи дозволили повною мірою представити і зобразити геологічну модель родовища.

Рис.1 Технологічна схема підрахунку запасів вуглеводнів

Найкоректніше задача геомоделювання може бути вирішена шляхом спільної інтерпретації матеріалів каротажу, сейсморозвідки і петрофізики, блок-схема її показано на рис. 2.

Реалізовано побудову геологічних профілів нафтогазоперспективних площ за матеріалами ГДС з врахуванням даних сейсморозвідки, пропонуються три підходи до вирішення задачі: аналітичний (сплайн-апроксимація з використанням поверхонь-аналогів), локально-згладжуючий (приведення сейсмічної поверхні у відповідність із даними ГДС), а також комбінований.

Аналітичний підхід припускає побудову поверхні горизонту аналітичними методами, з урахуванням поверхні-аналога, у якості якого виступає завантажена сейсмічна поверхня. Функція f(x, y) повинна максимально точно описувати значення поверхні у відомих точках. Це означає, що відхилення значень функції від відомих параметрів у контрольних точках (зокрема, у

Рис.2 Технологічна схема створення геологічних моделей нафтогазових структур

свердловинах) повинне бути мінімальним. Розмір відхилень поверхні від точок zi виражається функціоналом

Оскільки обчислена поверхня повинна відповідати завантаженій сейсмічній поверхні, то необхідно, щоб побудована поверхня максимально близько повторювала форму завантаженої поверхні-аналога. Ступінь близькості до поверхні-аналога fa(x, y) можна записати у вигляді функціоналу

Локально-згладжуючий підхід передбачає використання перетворених сейсмічних поверхонь як основи для моделювання геологічних горизонтів. Завантажена сейсмічна поверхня з певною точністю описує поводження геологічного горизонту на всій площі спостереження, на відміну від даних геофізичних досліджень у свердловинах, що дають достовірну інформацію лише в точках розташування свердловин у вибої. Проте точність даних, отриманих при спостереженні в свердловинах, виявляється значно вищою точності, що можуть забезпечити дані сейсморозвідки. Тому будемо вважати, що побудована поверхня горизонту повинна приймати в точках перетину зі свердловинами значення, близькі (в ідеалі - збіжні) до значень, отриманих у забої свердловин методами ГДС.

Вирахувавши локальні поправки… для кожної свердловини P1,…,Pp, знаходимо результуючу поверхню у вигляді суми

Таким чином, ми локально привели значення глибин горизонту, отриманого на основі сейсмічної інформації, у відповідність даним ГДС, отриманим в місцях розташування свердловин.

Ідея комбінованого метода полягає в тому, що поверхня, побудована винятково за даними промислової геофізики, максимально точно описує поведінку горизонту в точках його перетину із свердловинами (у так званих контрольних точках). По мірі ж віддалення від контрольних точок точність поверхні зменшується, а її форма визначається властивостями апроксимуючої функції й особливостями методу, використаного при її побудові. З іншого боку, решітка значень, отриманих у результаті сейсмічної розвідки і приведених до значень глибин, має приблизно рівну похибку у всій області вимірів. Тому з віддаленням від свердловин, вага сейсмічної поверхні повинна зростати. І, навпаки, у точках, близьких до контрольних, вага сейсмічної поверхні повинна бути мінімальною, значно меншою від ваги каротажної поверхні. Тому результуюча поверхня обчислюється як середньозважене промислово-геофізичної і сейсмічної поверхонь, з використанням спеціальної вагової поверхні ??(x, y), значення якої в контрольних точках рівні 1 (100%), і за визначеним законом зменшуються з віддаленням від контрольних точок до нуля.

Значення результуючої поверхні обчислюються в цьому випадку за формулою

де - поверхня, побудована аналітичним способом з використанням промислово-геофізичних даних; - сейсмічна поверхня, переорієнтована відповідно до системи координат базі даних по свердловинах; - вагова поверхня.

Комплексна інтерпретація даних ГДС і сейсморозвідки дозволила значно уточнити будову міжсвердловинного простору, характер латерального поширення продуктивних горизонтів, флюїдоупорів і, в цілому, геологічної моделі родовища.

Сучасний комплекс ГДС містить об'ємну і різнобічну інформацію про досліджуване середовище. Крім вирішення питань по виявленню колекторів і оцінці характеру їх насиченості в нафтогазорозвідувальних свердловинах, важливою особливістю методів каротажу є можливість встановлення властивостей осадконакопичення. Передумовою цьому є високий ступінь інформативності методів каротажу, що розширює можливості одержання даних у зв'язку з появою нових комп'ютерних технологій опрацювання й інтерпретації комплексу наявних геолого-геофізичних даних. Крім того, каротаж - це безперервна інформація по вертикалі про умови осадконакопичення басейну, формування пасток вуглеводнів, покришок, літофаціальних заміщень.

Використання комп'ютеризованої методики геомоделювання і літофаціального аналізу дозволяє встановити характер і послідовність процесу осадконакопичення, закономірності зміни речовинного складу породно-пластових асоціацій, гідродинамічні характеристики палеоструктур. Побудова геологічних розрізів свердловин, вертикальних перетинів досліджуваної структури, кореляційних профілів досліджуваних горизонтів, структурних карт дозволяє відтворити достовірну геологічну модель нафтогазоперспективних структур.

Розділ 3

Апробація комп'ютеризованої методики побудови геологічних моделей нафтогазових родовищ

У розділі показана апробація комп'ютеризованої методики обробки й інтерпретації матеріалів для вирішення геологічних задач.

Встановлення особливостей осадконакопичення нафтогазоперспективних структур з використанням літофаціального аналізу дозволяє побудову кореляційних профілів, геологічних розрізів, перетинів, що характеризують досліджуваний розріз. Такі дослідження є особливо цінними для пошуків покладів вуглеводнів у свердловинах з обмеженим комплексом ГДС у відкладах, що раніше вважались безперспективними.

Важливе місце комп'ютеризована методика геомоделювання займає при підрахунку запасів нафти і газу. Оскільки це заключна стадія нафтопошукових робіт, вона пов'язана з великими об’ємами обробки й узагальнення всієї геолого-геофізичної і геолого-промислової інформації, з переінтерпретацією десятків, а іноді навіть сотень, свердловин родовища, створенням значної кількості графічних додатків і документів, що характеризують геологічну модель покладів. Практична реалізація автоматизованої методики підрахунку запасів нафти і газу була виконана в єдиному системному, програмному й інформаційному середовищі. Її апробація була здійснена на ряді нафтогазоконденсатних родовищ ДДЗ і Західного Сибіру, де попередньо оцінювалися запаси на стадії розвідувального буріння. Аналіз матеріалів ГДС, виконаний з використанням пакета оперативної інтерпретації комп'ютеризованої технології, дозволив уточнити в ряді випадків підрахункові параметри досліджуваних площ. Побудова кореляційних схем і геологічних розрізів дозволила уточнити межі продуктивних горизонтів, їх потужність і область поширення. Кореляція продуктивних горизонтів між свердловинами, скоригована в міжсвердловинному просторі за даними сейсморозвідки, значною мірою уточнила об'ємну геологічну модель родовища.

Підрахунок запасів вуглеводневої сировини, виконаний по різним горизонтам родовищ ДДЗ з застосуванням комп'ютеризованої методики геомоделювання показав хорошу збіжність Вона дозволила виконати трудомісткий і складний процес підрахунку запасів нафти і газу в оперативному режимі, підвищити точність одержуваних підрахункових параметрів, виконати кореляційні побудови продуктивних горизонтів з використанням даних каротажу і сейсморозвідки.

Контроль розвитку геологічних процесів, прогноз їх розвитку, здійснення профілактичних і захисних заходів набули в даний час характер актуальніших задач галузевого і державного масштабу. Під контролем за експлуатацією об'єктів розуміється його моніторинг. Моніторинг – система постійних спостережень, проведених по заздалегідь наміченій програмі, для оцінки, прогнозу і керування геологічним середовищем чи якою-небудь її частиною.

Комп'ютеризована методика геомоделювання дозволила використовувати інформацію по всіх свердловинах родовища, як ту що вже існує, так і щойно отриману. Такий аналіз важливий на етапі контролю розробки родовища, коли, у зв'язку з видобутком, змінюються підрахункові параметри (ефективна потужність, пластовий тиск, площа покладу). Також вона дозволяє уточнювати отримані раніше оцінки запасів, деталізувати існуючі відомості про розподіл запасів по площі і розрізу покладу, обґрунтовувати і реалізовувати ефективні програми дорозвідки родовищ.

Моделювання геологічного розрізу, підрахунку і перерахування запасів ВВ дозволяють вирішувати не тільки задачі оцінки і вивчення просторового розподілу початкових запасів нафти і газу в надрах, але і моделювати поля щільності залишкових запасів розроблюваних покладів. Моделювання полів щільності залишкових запасів базується на трансформації моделей щільності початкових запасів, що витягаються, з часом. У цьому випадку модель повинна враховувати інформацію про зміну положення водонафтового контакту в свердловинах у результаті роботи нагнітальних свердловин при експлуатації нафтогазового родовища.

У дисертаційній роботі змодельовані умови зміни запасів газу і нафти з послідовним зменшенням ефективної потужності продуктивного горизонту при незмінених інших підрахункових параметрах, що входять у формули підрахунку запасів. Така ситуація може виникнути при обводненні підошовної частини продуктивного горизонту в результаті накачування вод у нагнітальних свердловинах, чи прориву пластових вод у пласт-колектор фронтального чи язикового характеру, а також змодельований стан зменшення площі газонасиченості з якої-небудь причини (заводнення ділянки площі, одержання додаткових даних, що характеризують цю ділянку як ущільнену тощо) з перерахунком запасів газу при цьому.

Таким чином, використання комп'ютеризованої методики геомоделювання дозволяє відобразити просторовий розподіл нафтогазових покладів, їх початкові і залишкові запаси нафти і газу. Це дає можливість більш об'єктивно оцінювати застосовувані системи і технології розробки, що є однієї з важливих передумов оптимізації керування процесами видобування.

ВИСНОВКИ

Робота за темою дисертації завершилася такими результатами:

Проведено аналіз існуючих уявлень моделювання нафтогазових родовищ і на цій основі дано визначення геологічної моделі з позицій сучасного стану комп'ютеризованих технологій. Геологічні моделі нафтогазових об'єктів будуються на основі інтегрованої бази даних, геолого-геофізичної інформації, а також програмного комплексу, який забезпечує побудову базових графічних документів в інтерактивному режимі.

Розроблена концепція алгоритмічної реалізації геомоделювання є основою створеної детальної методики побудови моделей родовищ вуглеводнів. Ця методика, зокрема, включає автоматизовану побудову:

а) кореляційних геолого-геофізичних розрізів (профілів) з використанням матеріалів ГДС і сейсморозвідки;

б) структурних карт геологічних поверхонь та геофізичних полів.

Сформульовано вимоги до автоматизованої методики побудови графічних документів, розроблено послідовність процедур, які реалізують різні етапи процесу обробки. Розроблено оригінальні алгоритми візуалізації і аналізу графічних побудов, показано значно вищу ефективність порівняно з досягнутим рівнем подібних алгоритмів.

Показано можливість інтегральної комп'ютеризованої обробки даних ГДС і сейсморозвідки при площинному (об'ємному) геомоделюванні; це дозволило одержати істотно уточнені моделі в порівнянні з використовуваною у виробничій практиці лінійною інтерполяцією даних ГДС у міжсвердловинному просторі. Реалізовано побудову продуктивних горизонтів за даними методів промислової геофізики з урахуванням поверхні-аналога шляхом мінімізації функціоналу для обраної апроксимуючої функції. Запропоновані різні підходи до вирішення задачі: аналітичний, локально-згладжуючий, а також комбінований. Розроблено структуру інтегрованої бази даних для побудови геологічних моделей нафтогазових об'єктів, визначені її функції. Розроблено і досліджено комплекс засобів забезпечення оперативної взаємодії користувача з системою. Створено ефективний спеціалізований апарат інформаційного забезпечення користувачів геолого-геофізичною інформацією. Передбачена можливість підключення пакету програм до комп'ютеризованої технології для вирішення спеціальних геологічних задач .

Результатами апробації розробленого у співавторстві алгоритму підрахунку запасів нафти і газу на матеріалах нафтогазоконденсатних родовищ Дніпровсько-Донецької западини показано, що досягається необхідна точність одержуваних підрахункових параметрів і підтверджується збіжність отриманих результатів з даними традиційної обробки. Про це свідчать результати інтерпретації матеріалів ГДС і підрахунку запасів вуглеводнів низки родовищ не тільки здобувачем, але і фахівцями організацій, в яких проводилась апробація та впровадження комп'ютеризованої методики геомоделювання.

Доведено, що методика геомоделювання може бути використана з метою контролю розробки родовищ нафти і газу, забезпечуючи оперативний промислово-геологічний моніторинг процесу видобутку. Запропоновано аналіз геолого-промислової інформації про зміну положення водонафтового (газонафтового) контакту в свердловинах при експлуатації родовища, що дозволяє відобразити просторовий розподіл покладів вуглеводнів, їх початкові і залишкові запаси нафти і газу.

Розроблену методику геомоделювання нафтогазових родовищ впроваджено в ряді українських державних геологічних підприємств, про що свідчать акти впровадження. Розроблений комплекс ГДС, за участю здобувача, впроваджено у вигляді галузевого стандарту України.

Публікації за темою дисертаційної роботи:

Геофізичні дослідження та роботи в нафтогазових свердловинах. Основні вимоги. Галузевий стандарт України. 2000. - 41 с. (Співавт. Красножон, М.Д, Семінський В.С, Тарасенко В.К.)

Графическое представление результатов интерпретации при моделировании геологогического разреза. // Теоретичні та прикладні проблеми нафтогазової геології. Київ, Ін-т геол. наук НАНУ, Т. 2., 2000. - С.162-169. (Співавт. Тульчинський В.Г.)

Система “Геопошук” та її використання при оперативній та зведеній інтерпретації матеріалів ГДС. // Тези на 6-й Міжнародній науково-технічній конференції “Нафта і газ України - 2000”. Ів. Франківськ, 2000. - С. 280-281. (Співавт. Красножон М.Д, Тульчинський В.Г.)

Система керування базами даних “Мікропошук” як базова основа комп'ютеризованої технології оперативної та зведеної інтерпретації матеріалів ГДС // Тези на 6-й Міжнародній науково-технічній конференції “Нафта і газ України - 2000”. Ів. Франківськ, 2000. - С. 278. (Співавт. Красножон М.Д)

Компьютеризированная технология геологического моделирования нефтегазовых месторождений // НТВ “Каротажник”. Тверь: Изд. АИС. 2000. - Вып. 74. С. 80-83.

Апробація комп'ютеризованої технології підрахунку запасів // Нафтова і газова промисловість. Київ 2000. - № 6. - С. 5-7.

Комп'ютеризована технологія складання геологічних моделей рудних родовищ // Мінеральні ресурси України. - 2000. - № 4.- С. 36-39. (Співавт. Красножон М.Д).

Побудова геологічних моделей нафтогазоперспективних родовищ за матеріалами ГДС і сейсморозвідки // Нафтова і газова промисловість. Київ. 2001. - № 1. - С. 8-10.

Геометризація покладів при підрахунку запасів ВВ // Мінеральні ресурси України. - 2001. - № 1 С. 38-39.

Створення геологічної моделі Личківського родовища за матеріалами ГДС. - //Теоретичі та прикладні проблеми нафтогазової геофізики. Київ: УкрДГРІ, Изд. “Карбон Лтд”- . 2001. - С. 181-186.

Комп'ютеризована технологія підрахунку запасів вуглеводнів за матеріалами ГДС. //Теоретичні та прикладні проблеми нафтогазової геофізики. Київ: УкрДГРІ, Изд. “Карбон Лтд”- . 2001. - С. 85-92. (Співавт. Красножон М.Д).

Розробка і впровадження програмного пакета побудови геологічних моделей нафтогазових покладів // Геофизический журнал. Київ. 2001. № 4. Т. 23 – С. 55 - 60 (Співавт. Красножон М.Д., Коломієць О.В.).

Встановлення особливостей осадконакопичення нафтогазоперспективних структур // Нафтова і газова промисловість. Київ. 2001. № 4. - С. 10-14. (Співавт. Бурманова С.Н., Головцина Л.Г.).

Палеогеографічні реконструкції та локальний прогноз розвитку пісковика С-20н на Личківській площі // Нафтова і газова промисловість. Київ. 2001. № 5. – С. 8–12 (Співавт. Бурманова С.Н., Головцина Л.Г., Вандер О.В.).

Вивчення нафтогазових структур з використанням сучасних комп'ютеризованих технологій // Нафтова і газова промисловість. Київ. 2001. № 6. – С. 21 – 24. (Співавт. Бурманова С.Н.).

АНОТАЦІЯ

Косаченко В.Д. Комп'ютеризована методика побудови геологічних моделей нафтогазових родовищ у зв'язку з підрахунком запасів вуглеводнів. - Рукопис

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.22 - геофізика. Київський університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2002.

У дисертації розглядається побудова геологічних моделей нафтогазоперспективних об'єктів з використанням комп'ютеризованої методики. Геомоделювання - інформаційноємкий і трудозатратний процес, що полягає в побудові геологічних розрізів, кореляційних профілів, вертикальних перетинів, структурних карт, геометризації покладів. Тільки цілісна комп'ютеризована методика дозволяє виконувати всі перерлічені задачі в єдиному замкнутому технологічному циклі з максимальною вірогідністю і коректністю та істотно полегшує цей процес.

Запропонована комп'ютеризована методика побудови геологічних моделей нафтогазоперспективних об'єктів орієнтована на вітчизняний апаратурний комплекс, враховує специфіку геологічної будови нафтогазоносних регіонів України, має розвинуту інформаційну структуру і використовує багатий досвід геологічної інтерпретації українських нафтогазоконденсатних родовищ.

Розроблена методика побудови геологічних моделей нафтогазоперспективних об'єктів випробувана при встановленні особливостей осадконакопичення на ряді структур і об'єктів з використанням літофациального аналізу, а також при автоматизованому підрахунку запасів вуглеводнів нафтогазоконденсатних родовищ ДДЗ. У даний час проводитися впровадження комп'ютеризованої методики обробки й інтерпретації геолого-геофізичної інформації і побудови геологічних моделей у виробничих геологічних організаціях.

Ключові слова: Геологічна модель, інтегрована база даних, комп'ютеризована методика, алгоритм, програмне забезпечення, Дніпровсько-Донецька западина.

Косаченко В.Д. Компьютеризированная методика построения геологических моделей нефтегазоносных месторождений в связи с подсчетом запасов углеводородов. – Рукопись

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.22 – геофизика. Киевский университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2002.

Диссертационная работа посвящена созданию компьютеризированной методики построения геологических моделей нефтегазовых месторождений и нефтегазоперспективных объектов. Геомоделирование – необходимый процесс как на этапе поисков и разведки нефтегазовых залежей, так и при разработке и эксплуатации месторождений углеводородов. Традиционные методы геологического моделирования основаны на корреляции и интерполяции пластовых характеристик. Основными методическими элементами такого моделирования являются: геометризация залежи, типизация коллекторов и количественное наполнение модели геологическими параметрами. Построение геологической модели нефтегазовой залежи или месторождения на этапе его разведки предполагает изучение литофациальных и палеогеологических условий осадконакопления, определения гидродинамического режима региона, установления возможных русел палеорек, построения карт распространения коллекторов, покрышек, литофациальной характеристики площади и т. д. По своей сути геологическая модель представля-ет собой упорядоченную совокупность разнородной геолого-геофизической и геолого-промысловой информации, рассматриваемых как единое целое. Ее создание – информационно-емкая и трудозатратная процедура, требующая автоматизации всего процесса. Практическая реализация геомоделирования предусматривает наличие информационного обеспечения, графических способов представления информации и развитого сервисного обслуживания.

В отличии от известных технологий стран ближнего и дальнего зарубежья, в работе предложена отечественная компьютеризированная методика построения геологических моделей нефтегазоперспективных объектов, ориентированная на отечественный аппаратурный комплекс, учитывающая специфику геологического строения нефтегазоносных регионов Украины, опирающаяся на существующую информационную структуру и богатый опыт геологической интерпретации украинских нефтегазоконденсатных месторождений. Она включила в себя алгоритм по подсчету запасов нефти и газа с использованием ЭВМ на всех ее этапах.

Разработанная методика построения геологических моделей нефтегазоперспективных объектов опробована при установлении особенностей осадконакопления на ряде структур и объектов с использованием литофациального анализа, а также при автоматизированном подсчете запасов углеводородов нефтегазоконденсатных месторождений ДДВ. В настоящее время проводится внедрение компьютеризированной методики геомоделирования в производственных геологических организациях.

Ключевые слова: Геологическая модель, интегрированная база данных, компьютеризированная методика, алгоритм, программное обеспечение, Днепровско-Донецкая впадина.

Kosachenko V.D. The computer methodology of constructing geological models of oil and gas fields based on the evaluation of hydrocarbon reserves - Manuscript

Thesis on competition of a scientific title of the candidate of sciences on a specialty 04.00.22 - geophysics. Кyiv Т. Schevchenko University, Kyiv, 2001.

The thesis is investigating the construction of geological models of oil-and-gas-perspective objects using the computer technique. Geomodelling is a process requiring a lot of information and working efforts and means construction of geological slits, correlation profiles, vertical intersections, structural maps, geometrization of fields. Only the completely computer aided technology allows to perform all listed tasks in the single technological cycle with maximum reliability and correctness and essentially facilitates this process.

The proposed computer technology of constructing geological models of oil-and-gas-perspective objects, oriented on a domestic hardware base, takes into consideration the specifics of geological structure of oil-and-gas-bearing regions of Ukraine, has a developed informational structure and considers the reach experience of the geological interpretation of Ukrainian oil-gas-condensate fields.

The developed methodology of constructing geological models of oil-and-gas-perspective objects has been tested by determining the specific features of accumulation of sediments on a number of structures and reservoirs with use of litofacia analysis, and also during the automated counting of hydrocarbon reserves of oil-gas-condensate fields DDh. Currently the introduction of computer technology for processing and interpretation of the geological and geophysical information and construction of geological models in industrial geological organizations is being carried out.

Keywords: Geological model, integrated data base, computer technique, algorithm, software, Dnipro-Donetsk hollow.