§ 3. Средства получения информации

В эмпирические средства нефтегазопромысловой геологии входят в первую очередь скважины, а затем различные инструменты, приборы и лабораторные установ­ки. Среди этих средств следует назвать колонковые долота для отбора керна, боковые сверлящие и стреляющие грунто­носы, пластовые пробоотборники и опробователи пластов, различные геофизические зонды, инклинометры, глубинные манометры, дебитометры и расходомеры, лабораторные ус­тановки для определения геолого-геофизических свойств по­род и физико-химических свойств флюидов.

Наблюдения, проводимые по скважинам в процессе экс­плуатации залежей, являются важным и обильным источни­ком информации о структуре залежи, эффективности систе­мы разработки, позволяющим обосновывать мероприятия по ее совершенствованию.

Материальное моделирование. Средства для получения косвенной информации - специально создаваемые в лабо­раторных условиях искусственные модели пластов и протекающих в них процессов. Например, модель пласта в виде металлической трубы, заполненной песком, насыщенным нефтью, широко применяется для изучения процессов сжига­ния нефти методом создания внутрипластового очага горе­ния. Она позволяет измерять и регулировать параметры про­цесса, изучать условия его устойчивости, устанавливать конеч­ные результаты, которые затем с соблюдением требований теории подобия могут быть перенесены на реальные пласты.

Другой вид моделей — натуральная модель в виде хорошо изученной залежи или ее участка с протекающими в ней процессами или явлениями.

Метод натурального моделирования широко применяется, например при внедрении новых методов повышения нефте­отдачи пластов. Прежде чем внедрить тот или иной метод в промышленных масштабах, его применяют на небольшом опытном участке залежи, где проверяется эффективность метода и отрабатывается технология. Опытный участок выбирается таким образом, чтобы промыслово-геологическая характеристика пласта в пределах участка была типичной в целом для залежи. В этом случае часть нефтегазоносного пла­ста в пределах участка выступает как натурная модель, явля­ясь природным аналогом объектов, на которых предполага­ется применение испытываемого метода.

Проведение производственного эксперимента в процессе разработки залежи. При этом источником необходимой ин­формации служит сам эксплуатируемый объект. Так, на Ромашкинском месторождении проводились промысловые экс­перименты по ускорению создания сплошного фронта за­воднения на линии нагнетания воды; на Бавлинском месторождении осуществлен эксперимент по разрежению сетки добывающих скважин в 2 раза по сравнению с запроектиро­ванной плотностью с целью изучения влияния плотности сет­ки на величины текущих отборов и конечной нефтеотдачи.

§ 4. Методы комплексного анализа и обобщения исходной информации

Обобщение информации может происходить как на эмпирическом, так и на теоретическом уровне. Как уже отмечалось, теоретические методы нефтегазопромысловой геологии в значительной мере используют теоретические положения смежных геологических и технических наук, та­ких как тектоника, стратиграфия, петрография, геохимия, подземная гидромеханика, физика пласта и другие, а также экономика. Вместе с тем недостаточное развитие теоретиче­ских методов вызывает широкое использование эмпиричес­ких зависимостей. Основным методом обобщения эмпириче­ского материала в нефтегазопромысловой геологии служит метод моделирования.

Реальное геологическое пространство, содержащее беско­нечное множество точек, является непрерывным. На практи­ке же геологическое пространство представляется конечным множеством точек, т.е. является дискретным, неполноопределенным.

Неполноопределенное дискретное пространство использу­ется для построения непрерывного геологического простран­ства, в котором значения представляющих интерес призна­ков каким-либо способом (путем интерполяции, экстраполя­ции, корреляции и т.п.) определены для каждой точки. Такое пространство будет полноопределенным. Переход от неполноопределенного пространства к полноопределенному есть процедура моделирования реального геологического прост­ранства.

Следовательно, полученная модель является всего лишь представлением исследователя о реальном геологическом пространстве, составленным по ограниченному числу точек наблюдения.

Процедура моделирования реального геологического про­странства является основной частью промыслово-геологического моделирования залежей, отражающего все их особенности, влияющие на разработку.

Различают два вида промыслово-геологических моделей залежей. Это статические и динамические модели.

Статическая модель отражает все промыслово-геологические свойства залежи в ее природном виде, не за­тронутом процессом разработки:

геометрию начальных внешних границ залежи;

условия залегания пород коллекторов в пределах залежи;

границы залежи с разным характером нефтегазоводонасыщенности коллекторов;

границы частей залежи с разными емкостно-фильтрационными параметрами пород-коллекторов в пластовых усло­виях.

Эти направления моделирования, составляющие геометри­зацию залежей, дополняются данными о свойствах в пласто­вых условиях нефти, газа, воды, о термобарических условиях залежи, о природном режиме и его потенциальной эффек­тивности при разработке (энергетическая характеристика залежи) и др.

Статическая модель постепенно уточняется и детализиру­ется на базе дополнительных данных, получаемых при раз­ведке и разработке залежи.

Динамическая модель характеризует промыслово-геологические особенности залежи в процессе ее разработки. Она составляется на базе статической модели, но отражает изме­нения, произошедшие в результате отбора определенной час­ти запасов углеводородов, при этом фиксируются:

• текущие внешние границы залежи;

• соответственно границы “промытого” водой или другими агентами объема залежи (при системах разработки с искус­ственным воздействием на пласты);

• границы участков залежи, не включенных в процесс дре­нирования;

• фактическая динамика годовых показателей разработки за истекший период;

• состояние фонда скважин;

• текущие термобарические условия во всех частях залежи;

• изменения коллекторских свойств пород.

При статическом моделировании залежей в промысловой геологии большое место занимает графическое (образно-знаковое) моделирование, называемое геометризацией зале­жи. В область графического моделирования входит модели­рование формы и внутреннего строения залежи. Форма за­лежи наиболее полно отображается на картах в изогипсах, получивших название структурных, на которых находят по­ложение внешнего и внутреннего контура нефтеносности, а также при их наличии — положение литологических и дизъ­юнктивных границ залежи.

Внутреннее строение залежи отражают путем составления детальных корреляционных схем, детальных геологических разрезов (профилей) различных карт в изолиниях или условных обозначениях.

При динамическом моделировании также широко исполь­зуют графическое моделирование — построение карт по­верхностей нефти и внедрившейся в залежь воды, графиков и карт разработки, карт изобар и др.

При статическом и динамическом моделировании широко применяют математические методы — используют линейную интерполяцию, математические функции различной сложнос­ти - полиномы различных степеней, случайные функции, сплайнфункции и др. Применяют методы теории вероятнос­тей и математической статистики - теории распределений, корреляционно-регрессионного анализа и др.

Методика составления названных выше и других графиче­ских документов описана далее. Вопросы математического моделирования залежей нефти и газа с применением ЭВМ рассмотрены в специальном учебном пособии.