Новый взгляд на определение проницаемости путем объединения волн Стоунли и традиционных петрофизических каротажей в карбонатных нефтяных коллекторах

Dec 18, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 11618 (2022) Цитировать эту статью

876 Доступов

4 цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Отражена необходимость определения проницаемости на различных этапах оценки, освоения, оптимизации операций по увеличению нефтеотдачи пластов (МУН), а также моделирования и управления пластом. Поэтому инженерами и геологами-нефтяниками были предложены различные методы оценки проницаемости с различной эффективностью. В нефтяной промышленности широко используются методы акустического каротажа и каротажа ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для количественного определения проницаемости. Однако, поскольку количество имеющихся каротажей ЯМР недостаточно и существуют значительные трудности с их интерпретацией и оценкой, использование акустических каротажей для определения проницаемости стало очень важным. Прямая, непрерывная оценка проницаемости внутри пласта является уникальной особенностью анализа волн Стоунли как акустического метода. В этом исследовании используются пять интеллектуальных математических методов, в том числе адаптивная сетевая система нечеткого вывода (ANFIS), машина опорных векторов наименьших квадратов (LSSVM), нейронная сеть с радиальной базисной функцией (RBFNN), многослойная нейронная сеть персептрона (MLPNN), и компьютерной интеллектуальной системой Комитета (CMIS) были выполнены для расчета проницаемости с точки зрения времени пробега Стоунли и поперечных волн, эффективной пористости, объемной плотности и литологических данных в одном из естественно трещиноватых и низкопористых карбонатных коллекторов, расположенных в Юго-запад Ирана. Интеллектуальные модели были улучшены с помощью трех популярных алгоритмов оптимизации, включая связанный имитационный отжиг (CSA), оптимизацию роя частиц (PSO) и генетический алгоритм (GA). Среди разработанных моделей CMIS является наиболее точной интеллектуальной моделью прогноза проницаемости по сравнению с данными по керну с коэффициентом детерминации (R2) 0,87 и средним абсолютным отклонением (AAD) 3,7. Сравнивая метод CMIS с методами ЯМР (т.е. Тимур-Коутс и Schlumberger-Doll-Research (SDR)), демонстрируется превосходство метода Стоунли. С помощью этой модели можно легко идентифицировать различные типы трещин в карбонатных пластах. В результате можно утверждать, что модели, представленные в этом исследовании, представляют большую ценность для петрофизиков и инженеров-нефтяников, работающих над моделированием пластов и заканчиванием скважин.

Проницаемость пород-коллекторов является одной из важнейших данных при добыче нефти и газа. Таким образом, при разведке и оценке залежи углеводородов проницаемость используется для разработки месторождения и оптимизации заканчивания скважин1. По параметру проницаемости определяются границы пласта, уровень контакта воды и нефти и наиболее подходящий интервал перфорации в скважине. В целом можно рассмотреть несколько вариантов применения проницаемости1: оптимизация заканчивания и добычи скважин для достижения максимальной добычи нефти и минимальной обводненности из рассматриваемых скважин; прогнозирование добычи и планирование для достижения максимального коэффициента извлечения из изучаемого пласта; и определение наилучшей схемы дренирования пласта и оптимального места бурения. Хотя абсолютное значение важно для проницаемости пласта, создание профиля проницаемости скважины также имеет важное значение. Однако достижение профиля проницаемости скважины является одним из наиболее сложных инженерных измерений.

Для этой цели в последние десятилетия были изобретены два прямых и косвенных метода. При прямом методе измерения производятся в нескольких точках по длине скважины, включая методики ГДИС, повторного испытания пластов (RFT) и анализ проб керна, взятых из скважин в различных условиях. При использовании косвенного метода проницаемость можно определить путем интерпретации различных свойств, таких как пористость, обработки других каротажей, таких как данные ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и геохимических каротажей, а также использования математических моделей с упрощающими допущениями. Поскольку эти модели неточны, их результаты весьма неопределенны. Анализ акустических волн Стоунли является единственным методом прямых и непрерывных измерений для прогнозирования проницаемости вдоль ствола скважины. Хотя принципы измерения волн Стоунли давно известны, точное и надежное измерение проницаемости этим методом все еще остается сложной задачей1.