РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
УДК 622.276.65
© А.В. Степанов, Р.Н. Ситдиков, А.В. Головцов, 2015
Результаты исследований малоглубинной сейсморазведкой 2й зоны закачки горячего теплоносителя в терригенный пласт Ашальчинского месторождения1
А.В. Степанов, Р.Н. Ситдиков, А.В. Головцов
(Казанский (Приволжский) федеральный университет)
Адрес для связи: Andrey.Stepanov@kpfu.ru
Ключевые слова: сверхвязкая нефть, малоглубинная сейсморазведка, цифровая обработка, паровая камера, интервальная скорость.
2D shallow seismic study of heated by steam flooding heavy oil reservoir of Ashalchinskoye field
A.V. Stepanov, R.N. Sitdikov, A.V. Golovtsov (Kazan (Volga Region) Federal University, RF, Kazan)
E-mail: Andrey.Stepanov@kpfu.ru
Key words: heavy oil, shallow seismic, digital signal processing, steam chamber, interval velocity.
The aim of executed seismic experiments was to estimate a possibilities of shallow seismic in data support of heavy oil recovery process like steam assisted gravity drainage (SAGD), in particular a localization of steam chamber under geological conditions within the western slope of the South Tatar arch. Seismic acquisition, peculiarity of data processing and results received at Ashalchinskoye heavy oil field, are presented in this article. It was found that steam chambers within seismic survey area were mapped by low values of interval velocity Developed shallow seismic technology make it possible to delineate zones with decreased bitumen viscosity because of heat carrier injection in terrigenous reservoir (steam chambers) and get information about possible geologic causes of steady temperature regimes in productive formation.
Ашальчинское месторождение природных битумов расположено на территории Альметьевского и Черемшанского районов Республики Татарстан и относится к уфимско-нижнеказанскому терригенному природному резервуару [1]. Битумовмещающими являются отложения шешминского горизонта (Р^), представленные толщей терригенных пород с тонкими редкими прослоями известняков и доломитов. Основные скопления битумов связаны с верхней песчаной пачкой горизонта. Месторождение расположено на западном склоне Южно-Татарского свода и приурочено к локальным положительным структурным формам по кровле песчаной пачки уфимского яруса, названным раздувами. Битумами интенсивно пропитана верхняя часть песчаной пачки в раздувах, ниже залегают менее битумонасы-щенные разности пород [1].
В настоящее время Ашальчинское месторождение входит в Ашальчинский минерально-сырьевой кластер Республики Татарстан. На территории месторождения компания «Татнефть» перешла от опытно-промышленных работ (ОПР) к промышленной разработке. Добыча нефти осуществляется по технологии паро-гравитационного дренажа (SAGD) с некоторой адаптацией к местным условиям и использованием парных скважин [2]. Скважины размещены одна над другой, их рабочая часть располагается горизонтально. В
верхнюю (инжекторную) скважину закачивается перегретый пар, из нижней извлекается нефть уменьшенной вязкости. Процесс ее добычи контролируется с помощью контрольных скважин, в которых измеряется температура в пласте-коллекторе.
В изотропной среде температура вокруг инжекторной скважины в пласте-коллекторе должна распределяться равномерно, в действительности тепловое поле имеет весьма сложное распределение, связанное с неоднородностью геологической среды. Зона с измененными физико-химическими свойствами сверхвязкой нефти (СВН) вследствие паротеплового воздействия -парокамера - изменяется в пространстве непредсказуемым образом, что вызывает необходимость контроля пространственного положения и геометрических размеров парокамеры.
К настоящему времени сформировались следующие направления применения сейсморазведки при изучении резервуаров с СВН и ее добычи: 1) петрофизиче-ские исследования СВН и горных пород-коллекторов; 2) детальное изучение залежей на этапе разведки месторождения; 3) мониторинг добычи СВН горячим способом (CSS, SAGD, THAI, внутрипластовое горение); 4) мониторинг добычи СВН холодным способом (CHOPS, VAPEX). Успешные примеры использования мировым сообществом геофизиков-разведчиков сейс-
Технология малоглубинной сейсморазведки для прогнозирования зон битумов уменьшенной вязкости разработана в 2013-2015 гг. при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (проект № 02.G25.31.0029).
мического метода для мониторинга добычи СВН [3] указывают на необходимость проведения аналогичных исследований на территории России и поиска оптимальных решений по выполнению полевых работ и оценке для геологических условий страны кинематических и динамических атрибутов сейсмозаписи. Последние можно использовать при сейсмической инверсии для оптимизации добычи СВН. В данной статье рассмотрены вопросы, связанные с мониторингом малоглубинной сейсморазведкой добычи СВН парогравитационным способом.
Попытки опережающего полноволнового сейсмического моделирования для изучения возможных аномалий в сейсмическом волновом поле, вызванных парокамерой, при применении тепловых способов добычи СВН сталкиваются с проблемой недоопределенности параметрического обеспечения в сейсмическом диапазоне частот. Многое остается неизученным относительно вязкоупругих свойств песков и песчаников, содержащих СВН. Уравнения, основанные на теории Био - Гассмана, должны быть модифицированы с учетом слабой консолидированности песчаников и высокой вязкости углеводородного флюида в верхней части разреза. Поэтому до получения близких к фактическим синтетических волновых полей требуется проведение определенных исследований. В связи с этим выполнение малоглубинной сейсморазведки на площадях с добычей СВН тепловым способом позволяет оценить возможную роль сейсморазведки в информационном обеспечении этого процесса.
В 2014 г. в пределах разбуренной территории Ашаль-чинского месторождения СВН отработан профиль №07/2014 объемом 97 физических наблюдений (рис. 1). Для проведения сейсмической съемки использовалась следующая аппаратура: телеметрическая система сбора данных Fly Lander (SI Technology, Геленджик), невзрывной сейсмический источник импульсного типа «Енисей ЭМ-1.6», по 12 геофонов GS-20DX (OYO GEOIMPULS) на канал, система синхронизации ССВ-2 для работы с импульсными источниками («СКБ Сейсмического приборостроения», Саратов). Благодаря симметричности секций косы, компактности и малой массе полевых модулей, а также организации электропитания полевого оборудования по косе система позволяет существенно сократить расходы на ее эксплуатацию и обслуживание.
Одно из главных преимуществ электромагнитного источника «Енисей ЭМ-1.6» - импульсное воздействие на грунт со скоростью его деформации, соизмеримой со скоростью смещений частиц грунта при распространении сейсмической волны. При этом грунт проявляет в основном упругие свойства, что соответствует высокому коэффициенту преобразования энергии воздействия на грунт в энергию его упругих деформаций.
Рис. 1. Фрагмент карты эффективных нефтенасыщенных толщин песчаной пачки (по И.Ф. Гадельшиной, ТатНИНИнефть, 2013) с наложенным сейсмическим профилем 07/2014 на Ашальчинском месторождении
Большинство известных импульсных источников, например, взрыв, «падающий груз», газодинамическая установка, не обладает указанным свойством, что усложняет конструкцию источника и увеличивает потребляемую мощность.
Особенностью установившегося на август-сентябрь 2014 г. теплового поля в продуктивной толще на разбуренной части месторождения является существование локальных аномальных зон с высокой температурой, достигающей 150 °С при средних температурах около 20-30 °С. Целевое назначение сейсморазведоч-ных работ - оценка геометрических размеров зоны битумов уменьшенной вязкости при пароцикличе-ском воздействии на продуктивный пласт. Объектом изучения являлась продуктивная песчаная пачка Р^2. Сейсмопрофиль проложен через контрольно-измерительные скв. 278, 227, 235, 236, 230А, по которым получены данные термометрии по продуктивной песчаной пачке, и находится в зоне работы горизонтальных скв. 232, 240 и 15020. Он отработан по методике микроОГТ с фланговой (48 каналов) системой наблюдений и числом воздействий на одном пункте взрыва, равным 40. Шаг между пунктами приема составляет 5 м.
Цифровая обработка полевых сейсмограмм выполнялась с целью выделения преломленно-рефрагиро-ванных и отраженных волн. Первые волны используются для изучения зоны малых скоростей, построения сейсмогеологической модели с применением данных геофизических исследований скважин (ГИС) вдоль профилей. По отраженным волнам прогнозируется положение зон битумов уменьшенной вязкости вследствие закачки теплоносителя. Обработка результатов выполнялась по разработанному авторами специализированному и адаптированному к условиям Ашальчинского месторождения графу, ядром которого являются многоканальные процедуры разделения вол-
Рис. 2. Сейсмограммы общей точки возбуждения: исходные после автоматической регулировки амплитуд (а) и после фильтрации Радона (б)
Рис. 3. Модель интервальных скоростей Уинт сейсмического профиля 07/2014 г. с наложенными данными ГИС (ГК, НГК) и профилем температур Т в песчаной пачке
новых полей. На исходной сейсмограмме (рис. 2, а) энергетически преобладают преломленно-рефрагиро-ванные и поверхностные волны. Их оси синфазности существенно искажены многочисленными дифрагированными волнами, образовавшимися на элементах инфраструктуры месторождения. На сейсмограмме после ее обработки комплексом одно- и многоканальных фильтров доминируют отраженные волны (см. рис. 2, б). По этим волнам в дальнейшем выполнялся кинематический анализ и строилась модель интервальных скоростей, вмещающая продуктивную толщу (рис. 3).
Внедрение разогретого пара меняет внутреннее напряжение коллектора, поровое давление и температуру. Эти параметры влияют на скорости упругих волн.
Прогретая зона, содержащая СВН, по имеющимся экспериментальным данным [4-6], выделяется пониженными значениями скоростей в пласте-коллекторе. При анализе полученной авторами скоростной модели среды можно выделить
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.