Інтегрована інтерпретація матеріалів геофізичних досліджень нафтогазових свердловин

 

 

У вступі обґрунтовується актуальність роботи, викладені основні завдання, визначена новизна і практична цінність та подана загальна характеристика роботи.

Розділ 1. Розвиток та сучасний стан інтерпретаційних технологій ГДС

Описана історія розвитку інтерпретаційних систем ГДС, наведений сучасний стан та визначені тенденції і напрямки подальших досліджень з розширення інтерпретаційної бази ГДС. На підставі проведеного аналізу в історії розвитку ГДС виділено три періоди (епохи), кожна з яких характеризується деякою домінуючою парадигмою, тобто тим колом наукових і технологічних ідей, які визначають характер, особливості та досягнення на окремих відрізках історичного періоду.

На першому етапі розвитку створено основні методи каротажу, закладено їх теоретичні основи, знайдені перші аналітичні рішення прямих і обернених задач по ряду методів ГДС. Зародження та становлення геофізичних методів досліджень нафтогазових свердловин розпочалось практично з початком буріння перших розвідувальних свердловин для пошуків нафти і газу. Ця епоха зв’язана з іменами таких видатних вчених як відомий російський геолог Д. В. Голубятніков, брати Конрад і Марсель Шлюмберже. Д. В. Голубятніков ще в 1906 р. розпочав робити в нафтових свердловинах Бакинського регіону термометричні дослідження з метою вирішення геолого-пошукових задач. Французькі інженери К. і М. Шлюмберже запропонували дуже ефективний з погляду досліджень геологічних розрізів свердловин метод каротажу – каротаж опорів (1927р.), що трохи пізніше (у 1931р.) був доповнений ще одним високоефективним методом – каротажем самочинної поляризації (“каротаж ПС”). Застосування комплексу двох методів каротажу, кожний з яких ніс “свою” інформацію про гірські породи, мало принципове значення, тому що відкривало можливість не тільки виділяти пористі породи (“колектори”) по каротажу ПС (цей метод каротажу спочатку так і називався “каротажем пористості”), але і якісно розділяти колектори на водоносні і продуктивні (за результатами каротажу КС).

Перші фундаментальні теоретичні дослідження належать В. А. Фоку, який у 1933р. опубліковав монографію, присвячену рішенню прямої задачі каротажу опорів для випадку пласта необмеженої потужності. З цієї роботи починається новий етап в історії промислової геофізики, який прийнято називати епохою аналітичних рішень або епохою “парадигми ручного підрахунку”. Слідом за виходом у світ роботи В. А. Фока були опубліковані статті В. Р. Бурсіана, а також Л. М. Альпіна і С. М. Шеймана, в яких розглядалися аналітичні рішення прямих задач каротажу ПС. Аналітичне рішення В. А. Фока для каротажу опорів було узагальнено А. І. Заборовським для випадку тришарового середовища (свердловина – зона проникнення – незмінена частина пласта) і Л. М. Альпіним на випадок необмеженого числа середовищ. Розраховані Л. М. Альпіним сімейства кривих залежності позірного опору від довжини зонда для різних геоелектричних розрізів одержали назву “палеток”. На основі отриманих Л. М. Альпіним палеток С. Г. Комаров пропонує метод бокового каротажного зондування для визначення питомого опору незміненої частини пласта, коли має місце проникнення фільтрату бурового розчину у пласт і утворюється зона проникнення.

Характерною особливістю даного періоду була відсутність засобів обчислювальної техніки, що суттєво стримувало теоретичні та методичні дослідження.

Для другого етапу розвитку промислової геофізики, як і для першого, характерне створення все нових методів каротажу. Були запропоновані такі нові методи як гамма-каротаж (1934р.) – В. А. Шпак, Г. В. Горшков і ін. ; газовий каротаж (1933р.) – В. А. Соколов, М. І. Бальзамінов, М. В. Абрамович; нейтронний каротаж (1941р.) – Б. М. Понтекорво. Ціла серія нових методів каротажу була розроблена в післявоєнні роки в США одним з головних фахівців фірми Шлюмберже Г. Г. Доллем: у 1949р. – індукційний каротаж, у 1950р. – мікрокаротаж; у 1951р. – боковий каротаж; у 1953р. – боковий мікрокаротаж. В п’ятидесяті роки одержав розвиток акустичний каротаж. У Радянському Союзі створюється принципово нова модифікація нейтронного каротажу – імпульсний нейтронний каротаж.

Велика кількість теоретичних рішень привела до того, що парадигма “ручного розрахунку” стала себе вичерпувати. Необхідно було знайти принципово новий шлях рішення прямих задач каротажу. Цей шлях був знайдений – широке використання аналогових обчислювальних пристроїв. Прекрасним прикладом високоефективних аналогових пристроїв є сіткові інтегратори, розроблені Л. М. Альпіним та А. Є. Кулінковичем. Аналогові моделі, зокрема, інтегратор ЕКСМ, широко використовувалися для вирішення прямих і зворотніх задач електричного каротажу, у першу чергу для інтерпретації даних БКЗ у випадку тонких прошаркіпрошаркіа'ee каротажу тощо.

Незважаючи на явні успіхи застосування аналогових моделей, як дискретних, так і суцільних, з часом ставало ясно, що використання аналогових обчислювальних пристроїв зіткнулося із серйозними труднощами. Це було зв’язано, по-перше, з різко спеціалізованим характером аналогових моделей. Створювалися все нові і нові методи та модифікації каротажу, кожен з яких мав свою фізико-математичну основу і, відповідно, було потрібне створення все нових і нових типів аналогових моделей, що було пов’язано з великими витратами часу і коштів. По-друге, обсяги одержуваного палеточного матеріалу росли настільки швидко, що методика їхнього використання ставала все більше громіздкою і важко виконуваною на практиці. З цих