Спосіб визначення загальної пористості глинистих гірських порід в обсаджених і необсаджених свердловинах

Спосіб визначення загальної пористості глинистих гірських порід в обсаджених і необсаджених свердловинах, що полягає у використанні нейтрон-нейтронного каротажу (НК) для визначення об'ємного водневмісту порід, тобто пористості за НК, з отриманням відповідного коефіцієнта пористості за НК, та гамма-каротажу (ГК) для врахування глинистості порід, з отриманням відповідної поправки за глинистість за ГК, який відрізняється тим, що при визначенні загальної пористості без кернових даних про глинисті матеріали, що входять до складу глин, поправку за глинистість за даними ГК використовують як множник при отриманому коефіцієнті пористості за НК. 90301 (21) a200710399 (22) 19.09.2007 (24) 26.04.2010 (46) 26.04.2010, Бюл.№ 8, 2010 р. (72) КУЛИК ВОЛОДИМИР ВАСИЛЬОВИЧ, БОНДАРЕНКО МАКСИМ СЕРГІЙОВИЧ (73) ІНСТИТУТ ГЕОФІЗИКИ ІМ. С.І. СУББОТІНА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ (56) US 6936812; 30.08.2005 US 4122339; 24.10.1978 US 4506156; 19.03.1985 SU 1835940; 20.09.1995 GB 2183831; 10.06.1987 GB1582589; 20.04.1977 UA 42218 C2; 15.10.2001 UA 74972 C2; 15.02.2006 SU 843579; 15.10.1989 3 kглГК KглГК I - коефіцієнт об'ємної глинис тості, який визначають за даними ГК, використовуючи емпіричний зв'язок між глинистістю порід і параметром I [1, 2]; I I min I max I I min ; (2) I - подвійний різницевий параметр; I ,I min ,I max - показання приладу ГК навпроти досліджуваного пласта, навпроти пластів з мінімальною і максимальною глинистістю, відповідно. Спосіб визначення пористості глинистих порід, представлений виразом (1), можна назвати адитивним способом, оскільки загальна пористість є сумою кількох членів. Цей спосіб вибрано нами в якості прототипу. Основним недоліком визначення пористості глинистих гірських порід адитивним способом (1) є те, що крім параметрів kпНК і kглГК , які знаходять за допомогою геофізичних методів НК і ГК, у вираз (1) входить параметр гл , для отримання якого необхідно виконати дослідження керну або використати іншу інформація про склад глинистих мінералів, які входять в глинистий матеріал. Мінеральний склад глин може змінюватись як з глибиною, так і по площі, що потребує великого об'єму лабораторних та інших досліджень. Все це погіршує оперативність і збільшує вартість визначень пористості глинистих порід за допомогою комплексу НК+ГК згідно способу (1), а при відсутності кернових досліджень значно зростає похибка визначень kп за способом (1). Метою винаходу є підвищення ефективності комплексу геофізичних методів нейтронного і гамма - каротажу (НК+ГК) при визначення загальної пористості (об'ємного вологовмісту) глинистих гірських порід в обсаджених і необсаджених свердловинах, що полягає в зменшенні вартості, підвищенні оперативності і точності визначень. Суть винаходу полягає у тому, що загальну пористість глинистих гірських порід визначають виключно за допомогою комплексу НК+ГК (без використання значень водневого індексу глинистих мінералів гл ), застосовуючи мультиплікативну форму двох множників, одним із яких є пористість за НК kпНК , а другим - поправка за глинистість на основі ГК: kпРК де СГК r СГКkпНК , (3) 1 1 kглГК kпНК r , (4) ; kпРК - загальна пористість за даними виключно радіоактивного каротажу (РК), тобто комплексу НК+ГК. 90301 4 СГК - поправочний множник за глинистість, r - відношення коефіцієнта глинистості за ГК до коефіцієнта пористості за НК; - чисельний фактор підгонки. Вираз (4) для поправочного множника за глинистість СГК отримано за допомогою емпіричного аналізу каротажних і кернових матеріалів з використанням підходу, покладеного в основу способу фірми Шлюмберже [2, 3] визначення пористості глинистих колекторів комплексом АК+ПС - акустичного каротажу (АК) і методу самочинної поляризації (ПС). Спосіб визначення пористості глинистих порід, представлений виразом (3), можна назвати мультиплікативним способом, оскільки загальна пористість подається у вигляді множників. Застосування мультиплікативного способу (3) замість адитивного способу (1) при використанні комплексу НК+ГК має ту основну перевагу, що відпадає необхідність знати склад глинистих мінералів у досліджуваному розрізі, з чого випливає підвищення оперативності та зменшення вартості робіт при достатній для практики точності визначень шуканого параметра. Це означає також, що комплекс НК+ГК стає замкненим, тобто таким, що не потребує додаткових вимірювань. Приклади можливості реалізації винаходу приведено на Фіг. 1 і 2, побудованими за даними каротажних вимірювань в газових свердловинах Дніпровсько-Донецької западини (ДДЗ). За результатами каротажу в необсадженій свердловині на Фіг. 1 для ущільнених порід і глинистих порід-колекторів, в т. ч. газонасичених, побудовано наступний кросплот: по осі абсцис - попластові значення пористості, визначеної адитивним способом (1) при відомому значенні гл ( 0,36 , каолініт); по осі ординат - попластові значення пористості, визначеної мультиплікативним способом (3) (без використання параметра 0,5 у виразі (4) для СГК - поправочгл ) при ного множника за глинистість. Лінійне рівняння регресії, що зв'язує пористості, визначені запропонованим (3) і відомим (1) способами, для розглядуваної необсадженої свердловини має вигляд: kпРК 0,97kпРК гл 0,38,r 0,99 , (5) де r - коефіцієнт кореляції. Із поданого кросплоту (Фіг. 1) слідує, що "точний" (адитивний) і наближений (мультиплікативний) способи тісно корелюють між собою, а максимальна різниця у визначенні пористості kп двома способами складає ~2%, що допустимо при визначенні (кількісній оцінці) пористості. Фіг. 2 ілюструє аналогічний кросплот, побудований для обсадженої газової свердловини. Відповідне рівняння регресії має вигляд: kпРК 0,99kпРК гл 104, r 0,98 . (6) , Отриманий результат має достатню точність (±2%) при визначенні пористості через стальну колону і цементне кільце. 5 Приведені приклади ілюструють можливість використання запропонованого мультиплікативного способу визначення загальної пористості глинистих гірських порід замкненим комплексом НК+ГК замість відомого адитивного способу, для якого потрібно знати, крім вимірюваних параметрів НК і ГК, конкретний склад глинистих мінералів, що входять в глинистий матеріал. Запропонований спосіб використання замкненого комплексу нейтронного і гамма - каротажу (НК+ГК) для визначення загальної пористості глинистих гірських порід дає наступний технічний результат: - підвищення оперативності і зменшення вартості робіт, що пов'язано з можливістю розв'язання задачі визначення пористості без встановлення за керновим матеріалом конкретних глинистих мінералів, що входять до складу глин в даному розрізі; - отримання кількісної оцінки загальної пористості за даними комплексу тільки геофізичних ме 90301 6 тодів НК+ГК у випадку, коли інформації про мінеральний склад глин у розрізі немає або її важко чи неможливо отримати; - можливість виконати кількісну оцінку пористості через стальну колону у випадку, коли геофізичні свердловинні дослідження в необсадженій свердловині не були проведені або виявились недостатніми чи неякісними. Джерела інформації: 1. Определение емкостных свойств и литологии пород в разрезах нефтегазовых скважин по данным радиоактивного и акустического каротажа / И.В. Головацкая, Ю.А. Гулин, Ф.Х. Еникеева и др. Калинин: ВНИГИК, 1984, - 112 с. 2. Интерпретация результатов геофизических исследований нефтяных и газовых скважин. Справочник. Под ред. В.М. Добрынина. - М.: "Недра", 1988. - 476с. 3. Пирсон С. Дж. Справочник по интерпретации данных каротажа. - М: "Недра", 1966. - 416с. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 90301 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601