ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 681.518:622.24 © Р.А. Шипенков, В.М. Яремкив, А.В. Рощин, 2015
Методические особенности использования программного комплекса Geonаft при решении задач геонавигации
Р.А. Шипенков, В.М. Яремкив, А.В. Рощин
(ООО «СИАМ-Инжиниринг»)
Адрес для связи: rshipenkov@integra.ru
Ключевые слова: бурение, геонавигация, каротаж, геология, разрез.
Methodical aspects of Geonaft software implementation in the geosteering projects
R.A. Shipenkov, VM. Yaremkiv, A.V Roschin (SIAM-Engineering Ltd., RF, Tomsk)
E-mail: rshipenkov@integra.ru
Key words: drilling, geosteering, log types, geology, vertical section.
This paper concerns the features of Geonaft software in geosteering. It can be considered as an overview of geosteering software. Geological basement of this program is analysed as well as correspondent features. Based on their experience in Geonaft implementation, authors describe their vision of its applicability and a list of methodics which makes geosteering in Geonaft software more effective.
Геологическое сопровождение бурения или геонавигация - комплекс работ, заключающийся в анализе оперативной информации, которая поступает во время бурения скважины, с целью управления режимом бурения, траекторией ствола скважины и др. Применение геонавигации снижает технологические риски строительства и эксплуатации скважин, повышает экономическую эффективность их работы.
Геонавигация в скважинах с горизонтальным окончанием может быть обеспечена разной информацией и включать различные работы, но в базовом варианте представляет собой следующее. Входящие данные содержат результаты каротажа во время бурения, в том числе данные инклинометрии, и геолого-технологических исследований (ГТИ). При этом активная фаза геонавигации охватывает этапы бурения участка набора зенитного угла и горизонтального участка. Цели геонавигации на участке набора угла включают позиционирование ствола скважины относительно разреза, упреждающее соотнесение с глубинами горизонтов, представляющих риски для бурения, прогноз глубины точки входа в целевой пласт. На горизонтальном участке цели геонавигации - позиционирование относительно разреза, управление траекторией ствола для снижения геологических рисков, максимизация проходки по коллектору с наилучшими фильтрационно-емкостными свойствами. Набор данных каротажа во время бурения может быть различным. Нередко геофизические исследования скважин (ГИС) включают только гамма-каротаж, чаще - гамма-каротаж и электрокаротаж, в более сложных случаях - нейтронный, плотностной каротаж и азимутальные модификации.
Одновременно с развитием геонавигации отмечено появление программных продуктов, облегчающих решение возложенных на нее задач. Различные программные продукты геонавигации основаны на разных моделях среды, но, как правило, для всех программ ключевыми являются следующие понятия:
- синтетический разрез - разрез в вертикальной плоскости, проходящей через рассматриваемую скважину, дающий представление о строении пласта, которое основывается на данных по имеющимся скважинам и обновляется по мере бурения;
- синтетическая кривая - расчетная каротажная кривая, соответствующая синтетическому разрезу и траектории; является инструментом, позволяющим оценить правдоподобность представлений о пласте путем сравнения синтетической и фактической кривых во время бурения (своеобразная адаптация).
Некоторые программы по геонавигации являются дополнительными модулями, появившимися в последние годы в рамках пакетов геологического моделирования. Среди известных продуктов - модуль Petrel Geosteering. По общей логике комплексного продукта процесс геонавигации интегрирован в 3D модель, т.е. изменение представления о пласте в процессе бурения сразу приводит к обновлению геологической модели. При этом понятия синтетического разреза и синтетической кривой не теряют своего значения. Работу в программах такого типа будем называть «геонавигацией в 3D»
В других программах (их большинство) геонавигация выполняется только в разрезе вдоль рассматриваемой скважины, т.е. никаких оперативных изменений за преде-
лами разреза не подразумевается, хотя, безусловно, учитываются расположенные там скважины. Работу в таких программах будем называть «геонавигацией в 2D».
В 2015 г., в рамках работы по геонавигации для ОАО «Славнефть-Мегионнефтегаза», компания «СИАМ-Инжиниринг» получила масштабный опыт работ в программном комплексе (ПК) Geonaft. Программа разработана отечественной компанией ООО «Геонавигационные Технологии» в 2010-х годах. В рамках работы была возможность оценить преимущества и недостатки геонавигации в 2D.
ПК Geonaft версии 1.2.3 можно классифицировать как софт для геонавигации в 2D с упрощенным подходом к формированию синтетического разреза: строится на основе разреза, вскрытого одной из ближайших скважин. При этом толщины прослоев и свойства считаются неизменными по латерали. Пласт и разрез могут быть модифицированы лишь изгибами, которые реализованы как последовательность углов наклона структуры. Это единственный параметр, с помощью которого можно достигнуть согласования синтетической и фактической кривых.
Недостатки данного ПК связаны с недостаточностью инструментов адаптации к фактической каротажной кривой. В частности, в ПК Geonaft невозможно реализовать замещение пласта, разрез, где присутствуют литологиче-ские типы пород, существенно влияющие на эффективность проводки скважины, но при этом распределенные не по стратиграфическому признаку, например, хаотически расположенные породы карбонатизированного песчаника. Все ситуации, в которых вскрываемый скважиной разрез качественнно отличается от разреза в опорной скважине, либо невозможно воспроизвести в ПК Geonaft, либо они воспроизводятся искусственными построениями, не соответстующими геологии. Эти ситуации не так часто встречаются в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, но могут быть распространены в других регионах с более сложной геологической историей.
Необходимо отметить еще один недостаток ПК Geonaft. Углы структуры, задаваемые пользователем программы, не отождествляются с углами стратиграфического залегания. Отчасти это объясняется тем, что о толщине вскрытого пласта судят по данным опорной скважины, в которой при отсутствии другой информации берут кажущуюся вертикальную толщину. Соотношение последней с истинной вертикальной толщиной зависит от угла наклона пласта, зенитного угла траектории скважины и соотношения азимутов падения пласта и скважины. ПК Geonaft, не используя другую информацию, принимает кажущуюся вертикальную толщину в качестве истинной и таким образом вносит погрешность в построение синтетического разреза. Кроме того, опорная и рассматриваемая (сопровождаемая) скважины находятся в разных локациях, в которых толщина пласта различается по геологическим причинам. Разница толщин и предположение о постоянстве вертикальной толщины приводят к тому, что углы, используемые для согласования с фактическими кривыми в ПК Geonaft, не являются истинными углами залегания пласта/прослоя.
Функциональную связь между всеми имеющими значение переменными можно представить в следующем виде:
На
н
пЪа?е
где р - угол настройки в ПК Geonaft, или кажущийся угол наклона структуры; 0 - зенитный угол траектории скважины при пересечении пласта; а - угол падения пласта; Нас? Щеке - истинная вертикальная толщина пласта соответственно в рассматриваемой и опорной скважине.
В таблице представлены результаты рачета влияния изменения толщины пласта на оценки угла его залегания. Из приведенных данных можно сделать неожиданный вывод о том, что даже при изменении толщины на 5-10 % различие между фактическим углом залегания пласта и углом настройки в ПК Geonaft существенно.
Однако ПК Geonaft обладает и рядом преимуществ. Основные из них - оперативность получения необходимых выводов, простота работы и оформления иллюстрирующих материалов: ряд необходимых элементов (разрез по опорной скважине, трек фактического и синтетического каротажа, синтетический разрез) составляет типовое окно ПК Geonaft (рис. 1). При геонавигации в 3D затрачивается намного больше усилий, чтобы корректно воспроизвести синтетический разрез даже в случае простой латерально однородной геологии.
В настоящее время в ООО «СИАМ-Инжиниринг» накоплен довольно значительный опыт геонавигации, особенно в рамках ПК Geonaft. Работа выполняется с пластами различных толщин, степени латеральной неоднородности, разными типами геологических рисков и различными каротажными компоновками. Накоплен опыт классификации проблемных ситуаций и определены пути их преодоления; сформированы общие принципы и регламенты работы, введена частичная автоматизация процесса, возникло понимание нюансов, связанных с особенностями ПК, учитываются оперативные и общие замечания заказчика, касающиеся отчетных материалов и полноты взаимодействия с различными службами заказчика, введен ряд методических инструментов и алгоритмов решения часто встречающихся вспомогательных задач.
Одним из нововведений ООО «СИАМ-Инжиниринг», кроме пополнения шаблона типовых отчетов по геонавигации новыми элементами, является попытка совместить преимущества используемого ПК с данными, которые Geonaft не учитывает, так как в его функционале нет инструментов работы с ними. Сейчас в работе компании учитываются карты кровли пласта и результаты описания шлама. Данная информация используется при принятии решения, иллюстрируется графически в отчете и по возможности интегрируется в ПК Geonaft.
Ярким примером являются локальные структурные особенности целевого пласта, которые учитываются при геонавигации в 3D, но не учитываются в ПК Geonaft. В частности, при принятии решения в расчете используется структурная карта кровли пласта. Увязка синтетического разреза в принципе может быть проведена различными способами, характеризующимися равной степенью соответствия синтетического и фактического каротажа. Эта проблема особенно актуальна для терригенного пласта, покрывающие и подстилающие чисто глинистые по-
а , Угол настройки р,градус,при зенитном угле в, гра
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.