Выделение разрывных нарушений по данным глубинного многопластового картографа в высоком разрешении

Введение

Месторождение X — газоконденсатное месторождение. Разработка юрских залежей ведется с 2020 г.

По мере освоения валанжинских запасов углеводородов встал вопрос о восполнении ресурсной базы путем разработки среднеюрских отложений [4]. Малышевская свита представлена переслаиванием песчаников, алевролитов и песчаных аргиллитов. Породы характеризуются глубинами залегания свыше 3400 м. Особенностью строения среднеюрских залежей является наличие сети разрывных нарушений, которые увеличивают риск невыполнения геологических задач при разбуривании запасов горизонтальными скважинами.

Проблема изучения разрывных нарушений связана с их влиянием на строение залежей углеводородов и разработку месторождений. Эти нарушения могут разделять залежи на отдельные блоки, влиять на фильтрационные свойства пород и характер их насыщения [1]. В связи с этим несоответствие между реальным геологическим строением и представлением о структуре залежи увеличивается. Прогнозирование наличия и величины смещения разрывных нарушений является важной задачей, позволяющей снижать геологические неопределенности при бурении горизонтальных скважин.

Цель

Традиционными методами по прогнозированию глубины разрывных нарушений являются методы сейсморазведки. Сложность изучения разломов обусловлена в том числе тем, что часто встречаются малоамплитудные дизъюнктивы или разрывные нарушения без значительного вертикального смещения блоков [1], что затрудняет их выделение по сейсмическим данным. Задачу по их определению (в зоне чувствительности прибора) во время бурения помогает решить глубинный картограф границ в высоком разрешении [8]. Технические возможности картографа: глубина исследования до 7,6 м, разрешающая способность до 30 см, позволяет картировать изменения залегания в зоне чувствительности прибора [6].

Применение технологии на практике

Традиционный подход определения пересечения разрывного нарушения заключается в выявлении резкого изменения показаний в большинстве имеющихся каротажных данных в процессе бурения на одной глубине, а также характерным резким переходом из одних свойств к другим на имидже при отсутствии «улыбок» — признаков плавного перехода. Важно проводить комплексный анализ одновременно по нескольким геофизическим методам [7].

Выделение разлома по стандартному набору каротажей не всегда может быть достоверным. В примере (рис. 1a) по каротажу можно предположить выделение нескольких разломов, но данные глубинного многопластового картографа границ в высоком разрешении не подтверждают такую интерпретацию. Направленные электромагнитные измерения не демонстрируют скачкообразного изменения, а многопластовая инверсия в высоком разрешении определяет конформное пересечение контрастной границы кровли песчаника сверху.

В следующем примере (рис. 1б) согласно данным ГИС в реальном времени не наблюдалось однозначных признаков пересечения разрывного нарушения. За счет применения технологии глубинного картирования и по данным межскважинной корреляции определен взброс со смещением восточного блока на 17 м по вертикали в направлении бурения. Оценка амплитуды смещения блоков, превышающих глубину исследования методов каротажа в процессе бурения, возможна при следующих благоприятных условиях: 1) фиксирование контрастных по сопротивлению границ после пересечения плоскости сместителя; 2) возможность оценки мощности картируемых слоев (целевых песчаников, глинистых перемычек); 3) корреляция картируемых прослоев картографом границ с таковыми в ранее пробуренном интервале или в опорных скважинах. В данном примере вскрыто песчаное высокоомное тело 1, мощность которого составила ~4,2 м по вертикали, после разрывного нарушения ствол скважины снова оказался в песчанике, по данным картографа мощность вскрытого после разлома песчаного тела составила ~3,5 м по вертикали. Дополнительно ниже была закартирована низкоомная перемычка мощностью ~1—1,3 м по вертикали, под которой фиксировалась контрастная граница с небольшим повышением УЭС (удельного электрического сопротивления) до 12 Ом×м, при этом согласно корреляции такой контраст возможен в подошвенной части песчаного тела 2, а не песчаного тела 1 (рис. 1в), где контрастная по УЭС граница имеет УЭС 25 Ом×м, что позволило определить положение ствола в подошвенной части песчаного тела 2, а не песчаного тела 1. Таким образом, вертикальное смещение блока оценено в 17 м по вертикали по методу сравнения мощностей, полученных с мультипластового картографа границ в высоком разрешении с мощностями в опорной скважине.  

Неопределенность глубины пересечения разлома и вертикального смещения также вносит дополнительные сложности в проводку горизонтальных стволов. В следующем примере (рис. 2) реконструирована предварительная модель и проведено сравнение с результатами бурения горизонтальной секции. При комплексном анализе многопластовой инверсии высокого разрешения и каротажа в процессе бурения удалось выявить и оценить два разрывных нарушения и амплитуды их смещений. Несмотря на неопределенность амплитуд смещения и глубины пересечения разломов, которые не подтвердились по начальным сейсмическим данным, стратегия геонавигации и технологии картирования помогли выполнить поставленные геологические задачи.  

На примере скважины Х4 по первоначальной модели и данным сейсморазведки прогнозировалось два разрывных нарушения с амплитудами смещения в 30—40 м по вертикали (рис. 3б).

По результатам бурения горизонтальной секции было определено пересечение пяти разрывных нарушений. Благодаря комплексному анализу данных ГИС в процессе бурения и глубинной инверсии высокого разрешения подтвердился прогноз положения крупноамплитудных разломов. А также были зарегистрированы три малоамплитудных разрывных нарушения. Встреченные малоамплитудные разрывные нарушения не были спрогнозированными, и без определения положения ствола скважины после их пересечения эффективность проходки по коллектору могла быть снижена.

При более детальном рассмотрении данного примера по данным глубинной инверсии максимальная дальность картирования границ составила 4,3 м по вертикали и одновременно регистрировалось пять прослоев (рис. 3а). Оценка углов структурного залегания по данным многопластовой инверсии высокого разрешения косвенно подтвердила пересечение разрывных нарушений. Регистрировалось резкое изменение структуры — рост сменился падением в азимуте бурения скважины. Такое поведение характерно для зон смятия и является индикатором бурения в зонах повышенной тектонической активности.

На основании данных инверсии была
обновлена геологическая модель и проведено сравнение с первоначальными данными. Результаты реконструкции представлены на рисунке 3. Применение технологии картирования в процессе бурения помогло определить положение ствола скважины в разрезе после пересечения разломов, уверенно проводить корреляцию и оптимизировать траекторию. 

Оценка возможной потери эффективной длины горизонтальной секции (рис. 4) при бурении с пересечением разрывных нарушений без глубинной многопластовой инверсии в высоком разрешении показала возможное снижение эффективной проходки на 160—210 м.  

В результате проактивной геонавигации, базирующейся на передовой технологии картирования в реальном времени, стало возможным оперативно оптимизировать траекторию [3] при пересечении разломов и сокращать интервалы вскрытия непродуктивных пород.

Заключение

В данной работе рассмотрено применение технологии многопластового картирования разреза в высоком разрешении на скважинах, пробуренных в среднеюрских терригенных отложениях (пласты ЮЯ2—ЮЯ4) месторождения X.

Применение технологии картирования в контрастных по сопротивлению юрских отложениях позволило не только увеличить эффективность проводки горизонтальной секции, но и определять положение ствола скважины в разрезе после пересечения разрывных нарушений, проводить корреляцию и оптимизировать траекторию скважины для достижения поставленных перед бурением геологических целей. Комплексирование с другими методами ГИС подтверждают результаты интерпретации многопластовой инверсии в высоком разрешении и открывает дополнительные возможности для обновления геологических моделей.