RU2850849C1 - Method and system for selecting productive areas in non-oil deposits - Google Patents
Method and system for selecting productive areas in non-oil depositsInfo
- Publication number
- RU2850849C1 RU2850849C1 RU2025105106A RU2025105106A RU2850849C1 RU 2850849 C1 RU2850849 C1 RU 2850849C1 RU 2025105106 A RU2025105106 A RU 2025105106A RU 2025105106 A RU2025105106 A RU 2025105106A RU 2850849 C1 RU2850849 C1 RU 2850849C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- productive
- parameters
- porosity
- geochemical
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиField of technology
[0001] Настоящее изобретение относится к нефтяной промышленности и применяется для выявления продуктивных зон нефтематеринских отложений для последующей их разработки.[0001] The present invention relates to the oil industry and is used to identify productive zones of oil source deposits for their subsequent development.
Уровень техникиState of the art
[0002] Для того, чтобы определить, целесообразна ли разработка того или иного отложения с целью добычи нефти зачастую предварительно проводят оценку запасов нефти на месторождениях. Существует несколько способов такой оценки. Каждый из них имеет свои преимущества и ограничения: метод объемов, метод расчета площади, метод гравитационных и магнитных измерений, метод математического моделирования, метод исторических данных, приборные методы и иные. По отдельности известные методы являются недостаточно точными или слишком трудоемкими, в связи с чем зачастую комбинируются для увеличения достоверности оценки.[0002] To determine whether developing a particular deposit for oil production is feasible, a preliminary assessment of the oil reserves at the field is often conducted. Several methods exist for this assessment. Each has its own advantages and limitations: volumetric methods, area calculation methods, gravity and magnetic measurements, mathematical modeling, historical data, instrumental methods, and others. Individually, these methods are insufficiently accurate or too labor-intensive, and therefore are often combined to increase the reliability of the assessment.
[0003] Однако известные на данный момент комбинации не позволяют находить индивидуальный подход к каждому отдельному месторождению и не определяют критерии выделения продуктивных зон. В свою очередь, выделение именно продуктивных зон нефтематеринских отложений является необходимым предварительным этапом в добыче нефти, который обеспечивает оптимальную и устойчивую эксплуатацию месторождения. Это позволяет максимизировать выход продукции, снизить риски и обеспечить более устойчивое и успешное функционирование нефтедобывающего предприятия.[0003] However, currently known combinations do not allow for an individual approach to each individual field and do not define criteria for identifying productive zones. In turn, identifying productive zones of oil source deposits is a necessary preliminary step in oil production, ensuring optimal and sustainable field operation. This maximizes production yield, reduces risks, and ensures more sustainable and successful operation of the oil production enterprise.
[0004] Известен способ определения характеристик нефтяного пласта, объединяющий стратиграфическое моделирование и геостатистику и раскрытый в заявке № CN 116629023 A (опубл. 22.08.2023 г.; МПК: G06F 30/20; G06F 111/04; G06F 111/08; G06F 113/08). Способ включает этапы, на которых используются сейсмические данные для создания структурной модели; выполняется интеграция данных и основных параметров и осуществляется выполнение прямого моделирования пласта для получения модели аргиллита SFM целевого резервуара. Затем модель аргиллита SFM принимается в качестве ограничивающего условия и используется метод геостатистики для создания литолологической модели, откалиброванной с учетом ограничений модели аргиллита SFM. По данным керна и форме кривой каротажа выделяются и разделяются типы осадочных микрофаций в литолологической модели, проводится связный осадочный микрофациальный анализ и получается плоскостная диаграмма распределения осадочных микрофаций. Далее осуществляют выполнение микрофациального моделирования в области песчаника путем использования трехмерного тела тренда осадочных микрофаций, преобразованного из плоской диаграммы распределения осадочных микрофаций, в качестве условия ограничения для получения модели осадочных микрофаций. Затем создают модели пористости, проницаемости и нефтенасыщенности с использованием функции вариации. Этот метод может значительно повысить точность описания коллектора и особенно подходит для нефтяных месторождений с небольшим количеством скважин или сейсмическими данными низкого разрешения.[0004] A method for determining the characteristics of an oil reservoir is known that combines stratigraphic modeling and geostatistics and is disclosed in application No. CN 116629023 A (published on August 22, 2023; IPC: G06F 30/20; G06F 111/04; G06F 111/08; G06F 113/08). The method includes the steps of using seismic data to create a structural model; integrating the data and key parameters and performing direct reservoir modeling to obtain an SFM mudstone model of the target reservoir. The SFM mudstone model is then adopted as a constraint and a geostatistical method is used to create a lithological model calibrated taking into account the constraints of the SFM mudstone model. Based on core data and log curve shape, sedimentary microfacies types are identified and separated in the lithological model, a coherent sedimentary microfacies analysis is performed, and a planar sedimentary microfacies distribution diagram is obtained. Microfacies modeling is then performed in the sandstone region using a three-dimensional sedimentary microfacies trend body, converted from the planar sedimentary microfacies distribution diagram, as a constraint to obtain the sedimentary microfacies model. Porosity, permeability, and oil saturation models are then created using a variation function. This method can significantly improve the accuracy of reservoir characterization and is particularly suitable for oil fields with a small number of wells or low-resolution seismic data.
[0005] Недостатком данного технического решения является то, что моделирование коллектора осуществляется с использованием сейсмических данных. Однако, если месторождение находится в области с низкой сейсмической активностью или имеет сложную геологическую структуру, сейсмические данные могут быть менее информативными или требовать более глубокого анализа. Таким образом, описанная методика является подходящей лишь для узкого перечня месторождений с высокоразрешающей сейсмикой. Помимо этого в аналоге пористость, проницаемость и иные свойства породы определяют на основании модельной диаграммы микрофаз осаждения. Зная характеристики микрофаз в различных участках месторождения, в аналоге производят моделирование потока нефти, газа и воды. Однако, как таковые карты с объемным отображением продуктивных зон в аналоге не строятся, в связи с чем имеет место относительно низкая точность в определении местоположения бурения скважины. Более того, в раскрытом решении с целью прогнозирования миграции флюидов не привлекаются результаты бассейнового моделирования, в которых учитывались бы геостатические процессы, тектонические изменения и развитие осадочного чехла.[0005] A disadvantage of this technical solution is that reservoir modeling is performed using seismic data. However, if the field is located in an area of low seismic activity or has a complex geological structure, seismic data may be less informative or require more in-depth analysis. Therefore, the described methodology is suitable only for a limited number of fields with high-resolution seismic data. In addition, in the analog, porosity, permeability, and other rock properties are determined based on a model diagram of sedimentation microphases. Knowing the characteristics of the microphases in various sections of the field, the analog simulates the flow of oil, gas, and water. However, maps with a volumetric display of productive zones are not constructed in the analog, resulting in a relatively low accuracy in determining the location of well drilling. Moreover, the disclosed solution does not utilize the results of basin modeling, which would take into account geostatic processes, tectonic changes, and the development of the sedimentary cover, to predict fluid migration.
[0006] Также известен способ локализации перспективных зон в нефтематеринских толщах, охраняемый патентом на изобретение № RU 2762078 C1 (опубл. 15.12.2021 г.; МПК: G01V 1/28; G01V 1/30; G01V 11/00; Е21В 47/06; Е21В 47/07). Согласно предлагаемому способу, получают значения коэффициента Пуассона и модуля Юнга в нефтематеринском пласте, вышележащем и нижележащем флюидоупорах, значения коэффициента Пуассона осредняют по мощности внутри интервалов нефтематеринского пласта, вышележащего и нижележащего флюидоупоров, находят его эффективные значения для каждого интервала скважины и строят карты значений коэффициента Пуассона для нефтематеринского пласта, вышележащего и нижележащего флюидоупоров. Рассчитывают индекс хрупкости в интервале нефтематеринского пласта, выделяют интервалы хрупких зон с индексом хрупкости ≥0,5, суммируют их, находят общие толщины хрупких зон для каждой скважины, строят карту толщин хрупких зон нефтематеринского пласта. В качестве исследований керна проводят его лабораторный пиролиз, на основании которого устанавливают тип керогена, определяют его кинетический спектр, термическую историю нефтематеринского пласта и историю погружения его кровли от момента его формирования до современного состояния. На основании данных 3D-сейсморазведки и геофизических исследований строят карту современных глубин залегания кровли нефтематеринского пласта и карты общих толщин нефтематеринского пласта, вышележащего и нижележащего флюидоупоров. На основании данных промыслово-геофизических исследований строят карты плотности породы нефтематеринского пласта, вышележащего и нижележащего флюидоупоров и карту современных пластовых температур нефтематеринского пласта, карту концентрации керогена в нефтематеринском пласте в палеоусловиях на основе данных лабораторного пиролиза керна. Верифицируют соответствие кинетического спектра керогена термической истории нефтематеринского пласта на основе численного моделирования кинетики термического разложения керогена по определенной ранее термической истории нефтематеринского пласта, затем проводят численное моделирование лабораторного пиролиза керогена, прошедшего стадию моделирования термической истории нефтематеринского пласта, при этом сопоставляют расчетные значения степени реализации генерационного потенциала керогена и аналогичные значения, рассчитанные по данным лабораторного пиролиза керна по конкретным скважинам. Проводят численное моделирование изменения порового давления в нефтематеринском пласте и строят карту потенциального порового давления в нефтематеринском пласте. На основании карты современных глубин залегания кровли нефтематеринского пласта и карты потенциального порового давления в нефтематеринском пласте строят карту расчетных коэффициентов аномальности порового давления в нефтематеринском пласте, проводят ее совместную обработку с картой толщин хрупких зон нефтематеринского пласта путем ранжирования интервалов значений расчетных коэффициентов аномальности порового давления не менее чем на 3 диапазона и толщин хрупких зон не менее чем на 3 диапазона. Пересчитывают карты расчетных коэффициентов аномальности порового давления в нефтематеринском пласте и толщин хрупких зон нефтематеринского пласта в соответствующие карты дискретных индексов за счет замены фактических значений параметров значениями дискретного индекса для соответствующих интервалов в порядке возрастания их значений, при этом наиболее перспективными считают зоны, в которых одновременно выполняются условия достижения максимумов значений аномальности порового давления и толщин хрупких зон в нефтематеринском пласте, с дальнейшим снижением дискретного индекса перспективности по мере убывания значений диапазонов аномального порового давления и толщин хрупких зон, пересекающихся на картах расчетных коэффициентов аномальности порового давления в нефтематеринском пласте и толщин хрупких зон нефтематеринского пласта, и на основании этого условия строят дискретную карту перспективных зон, ранжированных по приоритету перспективности, где максимальный дискретный индекс перспективности соответствует наиболее перспективным зонам.[0006] Also known is a method for localizing promising zones in oil source strata, protected by invention patent No. RU 2762078 C1 (published on 15.12.2021; IPC: G01V 1/28; G01V 1/30; G01V 11/00; E21B 47/06; E21B 47/07). The proposed method involves obtaining Poisson's ratio and Young's modulus values for the source formation and the overlying and underlying seals. These Poisson's ratio values are averaged over the thickness of the source formation intervals and the overlying and underlying seals. Their effective values are determined for each well interval, and maps of Poisson's ratio values for the source formation and the overlying and underlying seals are constructed. The brittleness index is calculated for the source formation interval, brittle zone intervals with a brittleness index ≥0.5 are identified, summed, the total brittle zone thicknesses are determined for each well, and a map of the brittle zone thicknesses of the source formation is constructed. Laboratory pyrolysis of core samples is used to determine the kerogen type, its kinetic spectrum, the thermal history of the source formation, and the subsidence history of its roof from its formation to its present state. 3D seismic and geophysical data are used to construct a map of the current source formation roof depth and the total thickness of the source formation and the overlying and underlying seals. Geophysical data are used to construct rock density maps of the source formation, overlying and underlying seals, and a map of current reservoir temperatures for the source formation. A map of kerogen concentration in the source formation under paleoenvironments is also constructed based on laboratory core pyrolysis data. The correspondence between the kerogen kinetic spectrum and the thermal history of the source reservoir is verified using numerical modeling of the kerogen thermal decomposition kinetics based on the previously determined thermal history of the source reservoir. Laboratory pyrolysis of kerogen that has undergone the thermal history modeling stage is then numerically modeled, comparing the calculated values of the kerogen's generation potential with similar values calculated based on laboratory core pyrolysis data for specific wells. Numerical modeling of pore pressure changes in the source reservoir is performed, and a map of potential pore pressure in the source reservoir is constructed. Based on the map of the current depths of the roof of the oil source formation and the map of the potential pore pressure in the oil source formation, a map of the calculated coefficients of pore pressure anomaly in the oil source formation is constructed, and it is jointly processed with the map of the thicknesses of the brittle zones of the oil source formation by ranking the intervals of the values of the calculated coefficients of pore pressure anomaly into at least 3 ranges and the thicknesses of the brittle zones into at least 3 ranges. The maps of the calculated coefficients of pore pressure anomaly in the oil source formation and the thicknesses of brittle zones of the oil source formation are recalculated into the corresponding maps of discrete indices by replacing the actual values of the parameters with the values of the discrete index for the corresponding intervals in the order of increasing their values, wherein the most promising zones are considered to be those in which the conditions for achieving the maximum values of pore pressure anomaly and the thicknesses of brittle zones in the oil source formation are simultaneously met, with a further decrease in the discrete index of prospectivity as the values of the ranges of anomalous pore pressure and the thicknesses of brittle zones that intersect on the maps of the calculated coefficients of pore pressure anomaly in the oil source formation and the thicknesses of brittle zones of the oil source formation decrease, and on the basis of this condition a discrete map of prospective zones is constructed, ranked by priority of prospectivity, where the maximum discrete index of prospectivity corresponds to the most promising zones.
[0007] Первым недостатком вышеупомянутого технического решения является то, что на картах зоны отображаются дискретно. Непрерывные карты обычно обеспечивают более детализированное представление о распределении параметров в геологических образованиях, чем дискретные карты. На непрерывных картах данные отображаются в форме градиентов или плавных переходов между значениями, что позволяет более точно определить положение и характеристики интересующих зон. Таким образом, указанный метод не обеспечивает высокую точность в определении перспективных зон. Более того, в аналоге локализацию перспективных зон в нефтематеринских толщах проводят с использованием расчетного коэффициента аномальности потенциально порового давления (АВПД) и хрупкости от глубины в нефтематеринских породах. Они, в свою очередь, носят весьма условный характер, и значительный вклад в АВПД вносит литолого-минеральный состав нефтематеринской породы. В описательной части приводятся только толщины, а описательная часть литологического состава в зонах АВПД и повышенной хрупкости отсутствует. Это не дает возможности провести полный анализ. Данный подход необходимо совмещать с другими исследованиями.[0007] The first drawback of the above-mentioned technical solution is that the zones are displayed discretely on the maps. Continuous maps typically provide a more detailed representation of the distribution of parameters in geological formations than discrete maps. Continuous maps display data as gradients or smooth transitions between values, which allows for a more precise determination of the position and characteristics of the zones of interest. Therefore, this method does not provide a high degree of accuracy in identifying promising zones. Moreover, in the analog, the localization of promising zones in source rocks is carried out using the calculated coefficient of anomalous potential pore pressure (APPP) and depth-dependent fragility in the source rocks. These coefficients, in turn, are highly arbitrary, and a significant contribution to the APPP is made by the lithological and mineral composition of the source rock. The descriptive section only provides thicknesses, and there is no descriptive section on the lithological composition in the APPP and high fragility zones. This does not allow for a complete analysis. This approach needs to be combined with other studies.
[0008] Еще одним известным способом является способ определения характеристик неоднородности при добыче и запасах сланцев на месте по патенту № US 11834947 B2 (опубл. 05.12.2023 г.; МПК: Е21В 43/30; Е21В 49/00; Е21В 49/08). Способ включает в себя следующие этапы: создание модели интерпретации каротажа на месте с генерацией и резервированием параметров на основе связи литофаций-литофаций-скважин и завершение интерпретации одной скважины; создание 3D-модели интерпретации сейсмических данных на месте с генерацией и резервированием параметров с использованием сейсмической связи скважин; создание пространственной структуры группы слоев на месте на основе связи литофаций, скважин и сейсмических данных и создание структуры тенденций пространственного распределения небольших слоев сланцевой формации с использованием трехмерного визуализированного сравнения вертикальной скважины; и внедрение точной 3D-характеристики на месте добычи сланцевых ресурсов и параметров производительности запасов с использованием связи литофаций-скважин-сейсмических данных на основе создания поля параметров двойного контроля сейсмо-литофаций. Настоящее изобретение объединяет технологию на месте с каротажем сланцев, интерпретацией параметров сейсмической генерации и запасов, а также созданием трехмерной сетчатой модели небольших слоев сланца, которая реализует точное описание неоднородности содержания ТОС и значения пористости сланца, нефть и газ в трехмерном пространстве и обеспечивает надежную техническую поддержку разведки и разработки сланцевой нефти и газа.[0008] Another known method is a method for determining heterogeneity characteristics in shale production and reserves in situ according to patent No. US 11834947 B2 (published 05.12.2023; IPC: E21B 43/30; E21B 49/00; E21B 49/08). The method includes the following steps: creating an in-situ logging interpretation model with parameter generation and reservation based on lithofacies-lithofacies-well connectivity and completing the interpretation of one well; creating an in-situ 3D seismic data interpretation model with parameter generation and reservation using seismic well connectivity; creating a spatial structure of a group of layers in situ based on the connectivity of lithofacies, wells and seismic data and creating a structure of spatial distribution trends of small layers of a shale formation using a 3D visualized vertical well comparison; and the implementation of accurate 3D in-situ characterization of shale resources and reserve performance parameters using lithofacies-well-seismic data coupling based on the creation of a dual-control seismic-lithofacies parameter field. The present invention combines in-situ technology with shale logging, interpretation of seismic generation and reserve parameters, and the creation of a 3D grid model of small shale layers. This accurately describes the heterogeneity of the TOC content and porosity values of shale, oil, and gas in 3D space and provides reliable technical support for the exploration and development of shale oil and gas.
[0009] Первый недостаток описанного способа заключается в том, что по нему используется диаграмма трехмерной модели интерпретации сейсмической пористости месторождения сланцевого газа, которую строят с использованием нейросети. Настройка нейросети проводилось с привлечением одной скважины, а нефтематеринские отложения могут претерпевать значительные территориальные изменения по литологии и содержанию углерода ТОС. Поэтому данный подход следует рассматривать, как весьма приближенный и использование такого подхода ограниченное. Также в соотвествии с вышеописанным техническим решением, осуществляют определение характеристик неоднородности нефтематеринских сланцевых отложений, которые представляют собой тонкослоистые конденсированные осадки, в связи с чем их толщина слоев, как правило, не превышает первых сантиметров. В таких условиях, где чередуются тонкие слои с высоким содержанием ТОС и пониженным значением, привлечение сейсмических исследований для создания сейсмо-литофаций вызывает сомнение, в этом случае будет загрубление литоразреза. Ограничения сейсмических исследований составляет несколько метров. Оценка потенциала нефтематеринских пород будет приблизительной, и данный подход следует рассматривать как первый шаг выбора участков для дальнейшего более углубленного изучения. Помимо этого, в аналоге осуществляется поточечная интерпретация геофизических кривых, которая дает представление о разрезе в скважине через 0,1-0,2 м, что является достаточно детальное представление геофизических параметров. Однако проблема поточечной интерпретации заключается в получении интегральной кривой (по сути, интерполяции значений), так как геофизические приборы имеют ограничения и их возможности исследования по толщинам начинаются от 10 см и более. Поточечная интерпретация в ряде случаев может занижать или завышать истинные характеристики пласта, что может отразиться на дальнейших эксплуатационных расчетах. При этом диаграмма имеет структуру сетки, т.е. рисуется дискретно. Непрерывные карты обычно обеспечивают более детализированное представление о распределении параметров в геологических образованиях, чем дискретные карты. На непрерывных картах данные отображаются в форме градиентов или плавных переходов между значениями, что позволяет более точно определить положение и характеристики интересующих зон. Таким образом, указанный метод не обеспечивает высокую точность в определении перспективных зон. Более того, моделирование коллектора осуществляется с использованием сейсмических данных. Однако, если месторождение находится в области с низкой сейсмической активностью или имеет сложную геологическую структуру, сейсмические данные могут быть менее информативными или требовать более глубокого анализа. Таким образом, описанная методика является подходящим лишь для узкого перечня месторождений.[0009] The first drawback of the described method is that it relies on a three-dimensional model for interpreting the seismic porosity of a shale gas field, constructed using a neural network. The neural network was tuned using a single well, and source deposits can undergo significant spatial variations in lithology and TOS carbon content. Therefore, this approach should be considered very approximate, and its use is limited. Also, in accordance with the above-described technical solution, the heterogeneity characteristics of source shale deposits are determined. These deposits are thin-layered condensed sediments, and therefore their layer thickness typically does not exceed a few centimeters. In such conditions, where thin layers with high and low TOS contents alternate, the use of seismic surveys to create seismolithofacies is questionable, as this will coarsen the lithosection. The limitations of seismic surveys are several meters. Estimating the potential of oil source rocks will be approximate, and this approach should be considered a first step in selecting areas for further, more in-depth study. Additionally, the analog performs a point-by-point interpretation of geophysical curves, which provides a representation of the wellbore section at 0.1-0.2 m intervals, providing a fairly detailed representation of geophysical parameters. However, the challenge with point-by-point interpretation lies in obtaining an integral curve (essentially an interpolation of values), as geophysical instruments have limitations, and their capabilities for studying thicknesses begin at 10 cm or more. Point-by-point interpretation can in some cases underestimate or overestimate the true reservoir characteristics, which may impact subsequent operational calculations. Furthermore, the diagram has a grid structure, meaning it is drawn discretely. Continuous maps typically provide a more detailed representation of the distribution of parameters in geological formations than discrete maps. Continuous maps display data as gradients or smooth transitions between values, allowing for a more precise determination of the location and characteristics of zones of interest. Therefore, this method does not provide high accuracy in identifying promising zones. Furthermore, reservoir modeling is performed using seismic data. However, if a field is located in an area of low seismic activity or has a complex geological structure, seismic data may be less informative or require more in-depth analysis. Therefore, this method is only suitable for a limited range of fields.
[0010] Кроме того, известен способ геофизического прогнозирования нетрадиционной благоприятной для добычи нефти и газа зоны, описанный в заявке № CN 112363226 A (опубл. 12.02.2021 г.; МПК: G01V 1/50). Указанный способ включает в себя следующие этапы: (1) бурение, отбор керна и каротаж всей секции скважины; (2) проведение геологических испытаний и геохимических измерений в закрытых помещениях; (3) проведение акустических лабораторных измерений; (4) создание физической модели горной породы и сбор ВСП; (5) обработка сейсмических данных «трех максимумов» под руководством и ограничениями ВСП и результатов прямого моделирования; (6) выполнение геофизического прямого моделирования и выполнение инверсного прогнозирования по пяти параметрам, включая ТОС, Ro, пористость сланца, поровое давление и хрупкость сланца; и (7) всесторонний анализ и сравнение для определения благоприятной зоны для разведки сланцевой нефти. Метод в основном основан на геофизических средствах, позволяет целенаправленно прогнозировать пять показателей благоприятной зоны для разведки сланцевой нефти, имеет переход от качественного к количественному и имеет справочное значение для разведки нетрадиционных нефти и газа (сланцевой нефти) и связанных с ними научное исследование.[0010] Furthermore, a method for geophysical forecasting of an unconventional zone favorable for oil and gas production is known, described in application No. CN 112363226 A (published 12.02.2021; IPC: G01V 1/50). This method includes the following steps: (1) drilling, coring and logging the entire well section; (2) conducting geological tests and geochemical measurements in closed spaces; (3) conducting acoustic laboratory measurements; (4) creating a physical model of the rock and collecting VSP; (5) processing the "three maxima" seismic data under the guidance and constraints of the VSP and the results of direct modeling; (6) performing geophysical direct modeling and performing inverse forecasting based on five parameters, including TOC, Ro, shale porosity, pore pressure and shale brittleness; and (7) a comprehensive analysis and comparison to determine the favorable zone for shale oil exploration. The method is primarily based on geophysical means, enables targeted prediction of five indicators of the favorable zone for shale oil exploration, has a qualitative-quantitative transition, and is of reference value for unconventional oil and gas (shale oil) exploration and related scientific research.
[0011] Во-первых, в аналоге моделирование коллектора осуществляется с использованием сейсмических данных ВСП. Данные исследования имеют ограничения по площади, их радиус охватывает первые км, причем качественные исследования ограничиваются радиусом 2 км, далее погрешность сильно возрастает. В связи с этим оценка потенциала нефтематеринских пород будет носить локальный характер. Такой метод удобен, для оценки уже пробуренной скважины и выбора интервала для исследования уже в этой скважине. Более того, если месторождение находится в области с низкой сейсмической активностью или имеет сложную геологическую структуру, сейсмические данные могут быть менее информативными или требовать более глубокого анализа. Таким образом, описанная методика является подходящим лишь для узкого перечня месторождений. Во-вторых, для выделения нефтематеринских пород из общей толщи предлагается использовать ТОС (содержание углерода). Геохимические параметры, получаемые при пиролизе, могут носить погрешности (иногда значительные), поэтому использование только одного параметра может привести к неправильной оценке потенциала нефтематеринских пород. Для оценки генерационного потенциала нефтематеринских отложений по геохимии, необходимо подтверждать дополнительными исследованиями результатов пиролиза, например данными о индексе продуктивности (OPI), индексе нефтенасыщенности (OSI) или их исходными данными: содержания в породе нефти (битумоидов) (S1), нефтяного потенциала керогена, сохранившегося к моменту анализа образца (S2), а также их суммы (S1+S2). Помимо этого, в аналоге отсутствует описание построения объемной карты, отображающей конкретное местоположение продуктивной зоны по площади и глубине. В связи с этим снижается точность в определении конкретного места для бурения скважины.[0011] First, in the analog, reservoir modeling is performed using VSP seismic data. These studies are limited in area, their radius covers the first kilometers, and high-quality studies are limited to a radius of 2 km, after which the error increases significantly. Therefore, the assessment of the oil source rock potential will be local in nature. This method is convenient for assessing an already drilled well and selecting an interval for study in this well. Moreover, if the field is located in an area of low seismic activity or has a complex geological structure, seismic data may be less informative or require more in-depth analysis. Therefore, the described method is suitable only for a narrow range of fields. Secondly, it is proposed to use TOS (carbon content) to distinguish oil source rocks from the general strata. Geochemical parameters obtained during pyrolysis can contain errors (sometimes significant), therefore, using only one parameter can lead to an incorrect assessment of the oil source rock potential. To estimate the oil-generating potential of source rocks based on geochemistry, it is necessary to confirm the pyrolysis results with additional studies, such as the oil productivity index (OPI), oil saturation index (OSI), or their input data: the oil (bitumen) content in the rock (S1), the oil potential of the kerogen remaining at the time of sample analysis (S2), and their sum (S1 + S2). Furthermore, the analog lacks a description of how to construct a volumetric map displaying the specific location of the productive zone by area and depth. This reduces the accuracy of determining the specific location for well drilling.
[0012] Также известно техническое решение, охраняемое патентом № RU 2602424 C1 (опубл. 20.11.2016 г.; МПК: G01V 5/10; Е21В 47/00). В способе подсчета запасов углеводородов в коллекторах доманиковых отложений проводят геофизические исследования в существующих скважинах, проходящих через интервалы доманиковых отложений. В качестве метода геофизических исследований используют метод импульсного спектрометрического нейтронного гамма-каротажа. Для базы сравнения при определении продуктивных интервалов используют данные метода импульсного спектрометрического нейтронного гамма-каротажа скважины, перфорированной в интервале доманиковых отложений, в которой проведен гидроразрыв пласта и получен промышленный дебит нефти. Помимо метода импульсного спектрометрического нейтронного гамма-каротажа при обсчете полученных данных дополнительно используют данные прочих методов геофизических исследований.[0012] A technical solution protected by patent No. RU 2602424 C1 (published 20.11.2016; IPC: G01V 5/10; E21B 47/00) is also known. In the method for calculating hydrocarbon reserves in domanik deposit reservoirs, geophysical surveys are carried out in existing wells passing through intervals of domanik deposits. The method of geophysical surveys is the method of pulsed spectrometric neutron gamma-ray logging. As a basis for comparison in determining productive intervals, data from the method of pulsed spectrometric neutron gamma-ray logging of a well perforated in the interval of domanik deposits, in which hydraulic fracturing was carried out and an industrial oil flow rate was obtained, are used. In addition to the method of pulsed spectrometric neutron gamma-ray logging, when calculating the obtained data, data from other geophysical survey methods are additionally used.
[0013] В рамках вышеописанного способа для определения продуктивных интервалов сравнивают данные метода импульсного спектрометрического нейтронного гамма-каротажа скважины, перфорированной в интервале доманиковых отложений, в которой проведен гидроразрыв пласта и получен промышленный дебит нефти, с данными того же метода в исследуемом участке. Следовательно, в рамках данного изобретения не определены конкретные критерии выделения нефтематеринских пород доманикового типа. Ввиду этого определение продуктивных интервалов с использованием данного способа является менее точным, т.к. определение исключительно на основании сравнения, а не по четким критериям может приводить к упущению таких интервалов, т.е. ложным выводам относительно их продуктивности или непродуктивности. Помимо этого, в аналоге определяют лишь потенциально продуктивный интервал, т.е. определяют, на какой глубине конкретной скважины возможно получить лучший приток нефти в этой конкретной скважине. При этом отсутствует распространение потенциально продуктивных зон по площади. Таким образом, при применении этого метода требуется каждый раз бурить скважину (или использовать существующие скважины). Однако, данный способ не показывает, в каком месте следует пробурить скважину для получения притока нефти. Следовательно, при использовании данного способа обеспечение наилучшего притока не может быть обеспечено. Также в аналоге применяется спектрометрический импульсный гамма (СГК) каротаж, который позволяет радиоактивность разделять на три составляющие K (калий), Th (торий) и U238(уран), а также определять литология, пористость и проницаемость. В данном случае предлагается с учетом урановой составляющей из разреза доманиковой толщи вычленить нефтематеринские породы. Проблема СГК заключается в ограничении от плотности породы, т.е. чем плотнее порода, тем выше его погрешность. Данный метод рекомендуется использовать в отложениях с пористостью не менее 6-7%, а нефтематеринские породы являются очень плотными, и пористость в них, как правило, не превышает 2,5-3,0%. В таких условиях, выделенные толщины нефтематеринских пород будут носить приближенный характер. Второй же метод гамма-каротажа, предлагаемый к использованию в аналоге, измеряет уже общую радиоактивность. По данному методу, зачастую, невозможно разделить нефтематеринские породы и карбонатно-глинистые породы, где сопротивления могут быть сопоставимы. В целом, в вышеописанном техническом решении для оценки ресурсов не учитываются геохимические параметры, которые могли бы уточнить потенциал нефтематеринских пород и их толщину. Подсчет ресурсов по данной методике следует относить к оценочному. При этом существует риск некорректного выбора интервала в скважине для исследований.[0013] In the above-described method for determining productive intervals, the data from the pulsed spectrometric neutron gamma-ray logging method of a well perforated in an interval of Domanik deposits, in which hydraulic fracturing was performed and a commercial oil flow rate was obtained, are compared with the data from the same method in the studied area. Therefore, in the context of this invention, specific criteria for identifying Domanik-type oil source rocks are not defined. In view of this, the determination of productive intervals using this method is less accurate, since the determination solely on the basis of comparison, and not according to clear criteria, can lead to the omission of such intervals, i.e., to false conclusions regarding their productivity or non-productivity. In addition, in the analog, only a potentially productive interval is determined, i.e., it is determined at what depth in a particular well it is possible to obtain the best oil flow in this particular well. In this case, the distribution of potentially productive zones over an area is not determined. Thus, when using this method, it is necessary to drill a well each time (or use existing wells). However, this method does not indicate where a well should be drilled to obtain oil flow. Consequently, this method cannot ensure optimal flow. The analog also utilizes spectrometric pulse gamma logging (SPG), which allows radioactivity to be separated into three components: K (potassium), Th (thorium), and U -238 (uranium), as well as to determine lithology, porosity, and permeability. In this case, it is proposed to isolate source rocks from the Domanik formation section, taking into account the uranium component. The problem with SPG is its limitation on rock density; the denser the rock, the greater its error. This method is recommended for use in sediments with a porosity of at least 6-7%, while source rocks are very dense, with porosity typically not exceeding 2.5-3.0%. Under such conditions, the identified source rock thicknesses will be approximate. The second gamma-ray logging method proposed for use in the analog measures total radioactivity. This method is often unable to distinguish between source rocks and carbonate-clay rocks, where resistivities may be comparable. Overall, the resource estimation solution described above does not take into account geochemical parameters that could clarify the potential of source rocks and their thickness. Resource estimates using this method should be considered tentative. However, there is a risk of incorrectly selecting the well interval for exploration.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
[0014] Задачей настоящего изобретения является создание и разработка системы и способа выделения продуктивных участков в нефтематеринских отложениях, обеспечивающих повышение точности выделения таких участков, в том числе в доманиковых отложениях.[0014] The objective of the present invention is to create and develop a system and method for identifying productive areas in oil source deposits, ensuring increased accuracy in identifying such areas, including in Domanik deposits.
[0015] Данная задача решается заявленным изобретением за счет достижения такого технического результата, как повышение точности и достоверности выделения потенциально продуктивных интервалов с целью увеличить объемы добываемой нефти из месторождения, в том числе в доманиковых отложениях. Заявленный технический результат достигается в том числе, но не ограничиваясь, благодаря:[0015] This problem is solved by the claimed invention by achieving the following technical result: increasing the accuracy and reliability of identifying potentially productive intervals in order to increase the volume of oil produced from a field, including in Domanik deposits. The claimed technical result is achieved, among other things, by:
• возможности выделения потенциально продуктивных интервалов;• the possibility of identifying potentially productive intervals;
• выявлению потенциально продуктивных интервалов на основании граничных значений;• identification of potentially productive intervals based on boundary values;
• выявлению нефтематеринских пород на основании обоснованного по данным пиролиза граничного значения содержания органического углерода;• identification of oil source rocks based on the boundary value of organic carbon content substantiated by pyrolysis data;
• распространению потенциально продуктивных интервалов по площади, обеспечивающеve возможность локализации продуктивных участков;• distribution of potentially productive intervals across the area, providing the possibility of localizing productive areas;
• построению геохимических зависимостей отдельно по каждому стратоэтапу, что позволило построить объемные карты для локализации продуктивных зон;• construction of geochemical dependencies separately for each stratostage, which made it possible to construct volumetric maps for localizing productive zones;
• возможности построения объемных моделей и карт, отображающих конкретное местоположение продуктивной зоны по площади и глубине.• the ability to construct volumetric models and maps displaying the specific location of the productive zone in terms of area and depth.
[0016] Более полно технический результат достигается способом выделения продуктивных участков в нефтематеринских отложениях. Согласно способу, сначала собирают данные исследования керна и данные геофизических исследований в скважинах. Затем на основе полученных данных определяют содержание органического углерода, общую пористость и их граничные значения на основании собранных данных. После этого по граничному значению содержания органического углерода выделяют нефтематеринские интервалы отложений. Далее по граничному значению общей пористости выделяют потенциально продуктивные интервалы в нефтематеринских отложениях. Также в рамках способа проводят геохимические исследования по керну. После чего на основании данных о геохимических исследованиях строят зависимости выхода углеводорода относительно содержания органического углерода и зависимость индекса нефтенасыщенности отдельно для каждого литотипа и по каждому стратоэтапу. После этого строят объемные карты на основании полученных зависимостей. По значениям геологических параметров, геохимических параметров, геомеханических параметров и пластового давления выделяют по крайней мере один продуктивный участок в нефтематеринских отложениях. Затем бурят скважину в пределах выделенного продуктивного участка с помощью нефтедобывающего оборудования, получая результате повышенный приток нефти в пробуренной скважине.[0016] A more complete technical result is achieved by a method for identifying productive areas in oil source sediments. According to this method, core study data and wellbore geophysical survey data are first collected. Then, based on the obtained data, the organic carbon content, total porosity, and their boundary values are determined based on the collected data. Following this, the oil source intervals of the sediments are identified based on the boundary value of the organic carbon content. Next, potentially productive intervals in the oil source sediments are identified based on the boundary value of the total porosity. Geochemical studies of the core are also conducted as part of the method. Following this, the dependences of hydrocarbon yield on the organic carbon content and the dependence of the oil saturation index are constructed separately for each lithotype and for each stratostage, based on the geochemical study data. Three-dimensional maps are then constructed based on the obtained dependences. Based on geological, geochemical, geomechanical, and reservoir pressure parameters, at least one productive zone is identified in the oil source sediments. A well is then drilled within the identified productive zone using oil production equipment, resulting in increased oil flow in the drilled well.
[0017] Этап сбора данных исследования керна и данных геофизических исследований в скважинах необходим для формирования базы лабораторных исследований керна и скважины для последующей их обработки, вычисления необходимых параметров на их основе, а также дальнейшего выявления нефтематеринских пород и их потенциально продуктивных интервалов (ППИ). По граничному значению содержания органического углерода выделяют в отложении интервалы, являющиеся нефтематеринскими, а среди них, в свою очередь, выделяют потенциально продуктивные интервалы по ранее рассчитанному граничному значению общей пористости. Таким образом, становится возможным с наибольшей точностью и достоверностью выделять в отложениях ППИ, не затрачивая при этом большое количество времени и ресурсов на проведение исследований. Построение зависимостей выхода углеводорода относительно содержания органического углерода зависимости выхода углеводорода относительно содержания органического углерода и и зависимости индекса нефтенасыщенности отдельно для каждого литотипа и по каждому стратоэтапу на основании данных о геохимических исследованиях позволяет определить перспективные участки по данным параметрам путем распространения их по объему. Причем то, что эти зависимости построены отдельно для каждого литотипа и стратоэтапа позволило получить зависимости с высоким коэффициентом корреляции. Определение продуктивных участков в нефтематеринских отложениях одновременно по значениям геологических параметров, геохимических параметров, геомеханических параметров и пластового давления позволяет значительно увеличить точность такого определения, а бурение скважины в пределах выделенного участка позволяет значительно увеличить приток нефти.[0017] The stage of collecting core and well logging data is necessary for the formation of a database of laboratory core and well studies for their subsequent processing, the calculation of the necessary parameters on their basis, as well as the further identification of oil source rocks and their potentially productive intervals (PPI). Based on the boundary value of the organic carbon content, intervals that are oil source rocks are identified in the sediment, and among them, potentially productive intervals are identified based on the previously calculated boundary value of the total porosity. Thus, it becomes possible to identify PPI in sediments with the greatest accuracy and reliability, without spending a large amount of time and resources on conducting research. Plotting the dependences of hydrocarbon yield on the organic carbon content and the dependence of the oil saturation index separately for each lithotype and for each stratostage based on geochemical research data makes it possible to determine promising areas based on these parameters by distributing them throughout the volume. Moreover, the fact that these relationships are constructed separately for each lithotype and stratostage allowed us to obtain relationships with a high correlation coefficient. Identifying productive zones in oil source sediments simultaneously based on geological parameters, geochemical parameters, geomechanical parameters, and reservoir pressure significantly increases the accuracy of such determination, and drilling a well within the identified zone significantly increases oil inflow.
[0018] В качестве граничного значения содержания органического углерода могут принимать значение более 0,8%, а в качестве граничного значения общей пористости - значение 2,3%. Данные граничные значения были определены для доманиковых отложений на территории Муханово-Ероховского прогиба Волго-Уральской нефтегазоносной провинции.[0018] A value greater than 0.8% may be taken as the boundary value for organic carbon content, and a value of 2.3% may be taken as the boundary value for total porosity. These boundary values were determined for the Domanik deposits in the territory of the Mukhanovo-Erokhovsky trough of the Volga-Ural oil and gas province.
[0019] Для выделения продуктивных участков могут учитывать: (1) эффективную толщину потенциально продуктивного интервала и эффективную общую пористость в качестве геологических параметров; (2) содержание органического углерода и индекс нефтенасыщенности в качестве геохимических параметров; и (3) индекс хрупкости в качестве геомеханического параметра.[0019] To identify productive areas, the following may be taken into account: (1) the effective thickness of the potentially productive interval and the effective total porosity as geological parameters; (2) the organic carbon content and the oil saturation index as geochemical parameters; and (3) the brittleness index as a geomechanical parameter.
[0020] Эффективную общую пористость могут определять как разность общей пористости и суммы объемов битумов и связанной воды. Это позволяет вывить зоны с открытым поровым пространством, содержащие только легкие углеводороды.[0020] Effective total porosity can be defined as the difference between the total porosity and the sum of the volumes of bitumen and bound water. This allows for the identification of zones with open pore space containing only light hydrocarbons.
[0021] Индекс нефтенасыщенности могут определять как массовую долю суммы свободных углеводородов. Это позволяет определить породы, аккумулирующие легкие углеводороды.[0021] The oil saturation index can be defined as the mass fraction of the total free hydrocarbons. This allows for the identification of rocks that accumulate light hydrocarbons.
[0022] Индекс хрупкости могут рассчитывать посредством акустического и плотностного каротажа, что позволяет отделять чистые карбонаты от кремнистых пород и выделять благоприятные зоны для проведения гидравлического разрыва пласта (ГРП).[0022] The brittleness index can be calculated using acoustic and density logging, which allows for the separation of pure carbonates from siliceous rocks and the identification of favorable zones for hydraulic fracturing (HF).
[0023] Пластовое давление могут определять на основании замеров кривой восстановления давления, кривой падения давления, кривой восстановления уровней и давления пласта. Это позволяет выделить зоны генерации и локализации углеводородов, а также выбрать приоритетные зоны для проведения ГРП.[0023] Reservoir pressure can be determined based on measurements of the pressure buildup curve, pressure decline curve, level buildup curve, and reservoir pressure. This allows for the identification of hydrocarbon generation and localization zones, as well as the selection of priority zones for hydraulic fracturing.
[0024] На этапе выделения продуктивных участков могут осуществлять следующие действия. Сначала могут строить отдельные карты по пористости, открытой пористости пластов, их геологическим, геохимическим и геомеханическим параметрам. После этого могут рассчитывать комплексный параметр продуктивности на основании эффективной пористости, эффективной открытой пористости пластов, их геологическим, геохимическим и геомеханическим параметрам. В результате могут строить карту распределения комплексного параметра по объему нефтематеринских отложений. Это позволит учесть одновременно и зоны с повышенным потенциалом нефтегенерации, и зоны, наиболее благоприятные для проведения ГРП, что позволит значительно увеличить приток нефти.[0024] During the production zone identification stage, the following steps can be taken. Initially, individual maps can be constructed based on porosity, open porosity of the formations, and their geological, geochemical, and geomechanical parameters. Subsequently, a comprehensive productivity parameter can be calculated based on effective porosity, effective open porosity of the formations, and their geological, geochemical, and geomechanical parameters. As a result, a map can be constructed of the distribution of the comprehensive parameter across the volume of oil source deposits. This will allow for the simultaneous consideration of zones with increased oil generation potential and those most favorable for hydraulic fracturing, which will significantly increase oil inflow.
[0025] При расчете комплексного параметра могут использовать следующие веса для каждого из параметров: 15-25% - для эффективной пористости; 25-35% - для эффективной открытой пористости; 15-25% - для индекса нефтенасыщенности; 5-15% - для индекса хрупкости; и 15-25% - для пластового давления. При этом в качестве продуктивных участков могут выделять те участки, комплексный параметр в которых составляет от 0,7 до 1,0 условных единиц (у.е.). Данные значения соответствуют наибольшей средней плотности ресурсов в участке, в связи с чем бурение скважины в указанной зоне позволят значительно увеличить приток нефти.[0025] When calculating the complex parameter, the following weights can be used for each of the parameters: 15-25% for effective porosity; 25-35% for effective open porosity; 15-25% for the oil saturation index; 5-15% for the brittleness index; and 15-25% for the formation pressure. In this case, those areas in which the complex parameter is from 0.7 to 1.0 conventional units (c.u.) can be identified as productive areas. These values correspond to the highest average resource density in the area, and therefore drilling a well in the specified zone will significantly increase the oil inflow.
[0026] Также заявленный технический результат достигается системой выделения продуктивных участков в нефтематеринских отложениях. Система включает по крайней мере одно устройство для отбора керна, по крайней мере одно измерительное устройство для исследования керна, по крайней мере одно измерительное устройство для проведения геофизических исследований в скважинах, по крайней мере одно измерительное устройство для проведения геохимических исследований в скважинах, нефтедобывающее оборудование для бурения скважин в выделенных продуктивных участках и по крайней мере один процессор. При этом процессор выполнен с возможностью: (1) получения данных исследования керна и данных геофизических исследований в скважинах; (2) определения критериев выделения нефтематеринских отложений и потенциально продуктивных интервалов нефтематеринских отложений в виде граничных значений; (3) определения содержания органического углерода и общей пористости; (4) выделения по граничному значению содержания органического углерода нефтематеринских интервалов отложений; (5) выделения по граничному значению общей пористости потенциально продуктивных интервалов в нефтематеринских отложениях; (6) построения зависимости выхода углеводорода относительно содержания органического углерода и зависимости индекса нефтенасыщенности отдельно для каждого литотипа и по каждому стратоэтапу; (7) построения объемных карт на основании полученных зависимостей; (8) выделения по крайней мере одного продуктивного участка в нефтематеринских отложениях по значениям геологических параметров, геохимических параметров, геомеханических параметров и пластового давления.[0026] The claimed technical result is also achieved by a system for identifying productive areas in oil source sediments. The system includes at least one device for core sampling, at least one measuring device for core analysis, at least one measuring device for conducting geophysical studies in wells, at least one measuring device for conducting geochemical studies in wells, oil production equipment for drilling wells in the identified productive areas, and at least one processor. The processor is configured to: (1) obtain core analysis data and geophysical study data in wells; (2) determine criteria for identifying oil source sediments and potentially productive intervals of oil source sediments in the form of boundary values; (3) determine organic carbon content and total porosity; (4) identifying oil source sediment intervals based on the boundary value of organic carbon content; (5) identifying potentially productive intervals in oil source sediments based on the boundary value of total porosity; (6) constructing the dependence of hydrocarbon yield on the organic carbon content and the dependence of the oil saturation index separately for each lithotype and for each stratostage; (7) constructing volumetric maps based on the obtained dependences; (8) identifying at least one productive area in the oil source sediments based on the values of geological parameters, geochemical parameters, geomechanical parameters and formation pressure.
[0027] Процессор может быть выполнен с возможностью учета следующих параметров при выделении продуктивных: эффективной толщины потенциально продуктивного интервала и эффективной общей пористости в качестве геологических параметров; содержания органического углерода и индекса нефтенасыщенности в качестве геохимических параметров; и индекса хрупкости в качестве геомеханического параметра.[0027] The processor may be configured to take into account the following parameters when identifying productive ones: the effective thickness of the potentially productive interval and the effective total porosity as geological parameters; the organic carbon content and the oil saturation index as geochemical parameters; and the brittleness index as a geomechanical parameter.
[0028] Также процессор дополнительно может быть выполнен с возможностью определения эффективной общей пористости как разности общей пористости и суммы объемов битумов и связанной воды. Это позволяет вывить зоны с открытым поровым пространством, содержащие только легкие углеводороды.[0028] The processor may also be further configured to determine the effective total porosity as the difference between the total porosity and the sum of the volumes of bitumen and bound water. This allows for the identification of zones with open pore space containing only light hydrocarbons.
[0029] Кроме этого, процессор дополнительно может быть выполнен с возможностью определения индекса нефтенасыщенности как массовой доли суммы свободных углеводородов. Это позволяет определить породы, аккумулирующие легкие углеводороды.[0029] In addition, the processor may be further configured to determine the oil saturation index as the mass fraction of the sum of free hydrocarbons. This allows for the identification of rocks that accumulate light hydrocarbons.
[0030] Система может дополнительно включать устройство для проведения акустического каротажа и устройство для проведения плотностного каротажа. При этом процессор может быть выполнен с возможностью определения индекса хрупкости на основании данных, полученных от устройства для проведения акустического каротажа и устройства для проведения плотностного каротажа. Это позволяет отделять чистые карбонаты от кремнистых пород и выделять благоприятные зоны для проведения ГРП.[0030] The system may further include a device for conducting acoustic logging and a device for conducting density logging. The processor may be configured to determine a brittleness index based on data obtained from the device for conducting acoustic logging and the device for conducting density logging. This allows for the separation of pure carbonates from siliceous rocks and the identification of favorable zones for hydraulic fracturing.
[0031] Система также может дополнительно включать устройства для замеров кривой восстановления давления, кривой падения давления, кривой восстановления уровней и давления пласта. При этом процессор может быть выполнен с возможностью определения пластового давления на основании данных, полученных от устройств для замеров кривой восстановления давления, кривой падения давления, кривой восстановления уровней и давления пласта. Это позволяет выделить зоны генерации и локализации углеводородов, а также выбрать приоритетные зоны для проведения ГРП.[0031] The system may also further include devices for measuring a pressure buildup curve, a pressure decline curve, a level buildup curve, and a formation pressure. The processor may be configured to determine formation pressure based on data obtained from the devices for measuring the pressure buildup curve, the pressure decline curve, the level buildup curve, and the formation pressure. This allows for identifying hydrocarbon generation and localization zones, as well as selecting priority zones for hydraulic fracturing.
[0032] Также процессор может быть выполнен с возможностью выделения продуктивных участков посредством: (1) построения отдельных карт по пористости, открытой пористости пластов, их геологическим, геохимическим и геомеханическим параметрам; (2) расчета комплексного параметра продуктивности на основании эффективной пористости, эффективной открытой пористости пластов, их геологическим, геохимическим и геомеханическим параметрам; (3) построения карты распределения комплексного параметра по объему нефтематеринских отложений. Это позволит учесть одновременно и зоны с повышенным потенциалом нефтегенерации, и зоны, наиболее благоприятные для проведения ГРП, что позволит значительно увеличить приток нефти.[0032] The processor may also be configured to identify productive areas by: (1) constructing individual maps based on porosity, open porosity of formations, and their geological, geochemical, and geomechanical parameters; (2) calculating a complex productivity parameter based on effective porosity, effective open porosity of formations, and their geological, geochemical, and geomechanical parameters; (3) constructing a map of the distribution of the complex parameter by the volume of oil source deposits. This will allow for the simultaneous consideration of zones with increased oil generation potential and zones most favorable for hydraulic fracturing, which will allow for a significant increase in oil inflow.
[0033] Процессор может быть выполнен с возможностью расчета комплексного параметра с использованием следующего веса для каждого из параметров: 15-25% - для эффективной пористости; 25-35% - для эффективной открытой пористости; 15-25% - для индекса нефтенасыщенности; 5-15% - для индекса хрупкости; и 15-25% - для пластового давления. При этом в качестве продуктивных участков процессор может выделять те участки, комплексный параметр в которых составляет от 0,7 до 1,0 условных единиц (у.е.). Данные значения соответствуют наибольшей средней плотности ресурсов в участке, в связи с чем бурение скважины в указанной зоне позволят значительно увеличить приток нефти.[0033] The processor may be configured to calculate a complex parameter using the following weight for each of the parameters: 15-25% for effective porosity; 25-35% for effective open porosity; 15-25% for the oil saturation index; 5-15% for the brittleness index; and 15-25% for the formation pressure. In this case, the processor may select as productive areas those areas in which the complex parameter is from 0.7 to 1.0 conventional units (c.u.). These values correspond to the highest average resource density in the area, and therefore drilling a well in the specified zone will significantly increase the oil inflow.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
[0034] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако квалифицированному в предметной области специалисту, очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.[0034] In the following detailed description of the embodiment of the invention, numerous implementation details are provided to provide a clear understanding of the present invention. However, it will be obvious to one skilled in the art how the present invention can be used with or without these implementation details. In other instances, well-known methods, procedures, and components have not been described in detail in order not to unnecessarily obscure the features of the present invention.
[0035] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены несущественных признаков изобретения, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.[0035] Furthermore, it is clear from the above disclosure that the invention is not limited to the embodiment shown. Numerous possible modifications, changes, variations, and substitutions of non-essential features of the invention, while preserving the essence and form of the present invention, are obvious to specialists skilled in the subject matter.
[0036] Согласно способу выделения продуктивных участков в нефтематеринских отложениях, сначала собирают данные исследования керна и данные геофизических исследований в скважинах. Затем на основе полученных данных определяют содержание органического углерода, общую пористость и их граничные значения на основании собранных данных. После этого по граничному значению содержания органического углерода выделяют нефтематеринские интервалы отложений. Далее по граничному значению общей пористости выделяют потенциально продуктивные интервалы в нефтематеринских отложениях. Также в рамках способа проводят геохимические исследования по керну. После чего на основании данных о геохимических исследованиях строят зависимости выхода углеводорода относительно содержания органического углерода и зависимость индекса нефтенасыщенности отдельно для каждого литотипа и по каждому стратоэтапу. После этого строят объемные карты на основании полученных зависимостей. По значениям геологических параметров, геохимических параметров, геомеханических параметров и пластового давления выделяют по крайней мере один продуктивный участок в нефтематеринских отложениях. Затем бурят скважину в пределах выделенного продуктивного участка с помощью нефтедобывающего оборудования, получая результате повышенный приток нефти в пробуренной скважине.[0036] According to the method for identifying productive areas in oil source sediments, core study data and well logging data are first collected. Then, based on the data obtained, the organic carbon content, total porosity, and their boundary values are determined based on the collected data. After this, the oil source intervals of the sediments are identified based on the boundary value of the organic carbon content. Next, potentially productive intervals in the oil source sediments are identified based on the boundary value of the total porosity. Geochemical studies of the core are also conducted as part of the method. Afterwards, based on the geochemical study data, dependencies of the hydrocarbon yield versus the organic carbon content and the dependence of the oil saturation index are constructed separately for each lithotype and for each stratostage. After this, volumetric maps are constructed based on the dependencies obtained. Based on the values of geological parameters, geochemical parameters, geomechanical parameters, and formation pressure, at least one productive area is identified in the oil source sediments. Then a well is drilled within the allocated productive area using oil production equipment, resulting in an increased oil flow in the drilled well.
[0037] Этап сбора данных исследования керна и данных геофизических исследований в скважинах (далее - ГИС) необходим для формирования базы лабораторных исследований керна и скважины для последующей их обработки, вычисления необходимых параметров на их основе, а также дальнейшего выявления нефтематеринских пород (далее - НМП) и потенциально продуктивных интервалов (далее - ППИ) НМП. Такие данные могут включать фильтрационно-емкостные свойства, минералогический состав пород, результаты геохимических исследований, информацию о глубинах до и после увязки керна по глубинам таким образом, чтобы каждая точка отбора керна рассматриваемых скважин была представлена полным набором необходимых данных. Из фильтрационно-емкостных свойств могут, в частности, собирать данные о пористости по жидкости (пористость пород, определенная методом жидкостенасыщения), открытой пористости, проницаемости, а также иных параметров. Среди минерального состава породы могут, в частности, собирать данные о процентном содержании кварца, полевых шпатов (плагиоклаза, калиевого полевого шпата), карбонатной группы минералов (кальцита, доломита, сидерита), фосфатной группы минералов (апатита), сульфидных минералов (пирита), глинистой группы минералов (мусковита/иллита, смектит, хлорита, каолинита и др.), а также о процентном массовом содержании радиоактивных веществ. Результаты геохимических исследований могут, в частности, включать в себя данные пиролиза, например, остаточный генерационный потенциал до и после экстракции, температура максимального выхода углеводородов, содержание органического углерода и другие.[0037] The stage of collecting core and well logging data (hereinafter referred to as GIS) is necessary for the formation of a database of laboratory core and well studies for their subsequent processing, the calculation of the necessary parameters on their basis, as well as the further identification of oil source rocks (hereinafter referred to as OSR) and potentially productive intervals (hereinafter referred to as PPI) of OSR. Such data may include reservoir properties, the mineralogical composition of rocks, the results of geochemical studies, information on depths before and after core depth matching in such a way that each core sampling point of the wells under consideration is represented by a complete set of the necessary data. From the reservoir properties, data on liquid porosity (rock porosity determined by the liquid-wall saturation method), open porosity, permeability, and other parameters may be collected. Among the mineral compositions of rocks, data may be collected on the percentage of quartz, feldspars (plagioclase, potassium feldspar), carbonate minerals (calcite, dolomite, siderite), phosphate minerals (apatite), sulfide minerals (pyrite), clay minerals (muscovite/illite, smectite, chlorite, kaolinite, etc.), as well as the percentage of radioactive substances by weight. Geochemical studies may also include pyrolysis data, such as residual generation potential before and after extraction, the temperature of maximum hydrocarbon yield, organic carbon content, and other data.
[0038] Также важно отметить, что сбор данных может предполагать как измерение данных исследования керна и данных ГИС посредством специально предназначенных для этого измерительных устройств, так и извлечение необходимых данных из предварительно подготовленной базы данных. Помимо этого, имеющиеся данные, извлеченные из базы данных, могут объединяться с данными специально проведенных исследований.[0038] It is also important to note that data collection may involve both the measurement of core and well logging data using dedicated measuring devices, as well as the extraction of necessary data from a pre-prepared database. Furthermore, existing data extracted from the database may be combined with data from dedicated studies.
[0039] Вышеуказанные данные необходимы, в частности, для определения содержания органического углерода, общей пористости и их граничных значений на основании собранных данных. По граничному значению содержания органического углерода выделяют в отложении интервалы, являющиеся нефтематеринскими, а среди них, в свою очередь, выделяют потенциально продуктивные интервалы по ранее рассчитанному граничному значению общей пористости. Таким образом, становится возможным с наибольшей точностью и достоверностью выделять в отложениях ППИ, не затрачивая при этом большое количество времени и ресурсов на проведение исследований.[0039] The above data are necessary, in particular, to determine the organic carbon content, total porosity, and their boundary values based on the collected data. Based on the boundary value of organic carbon content, intervals in the sediment that are considered oil source intervals are identified, and among these, potentially productive intervals are identified based on the previously calculated boundary value of total porosity. Thus, it becomes possible to identify PPI in the sediments with the greatest accuracy and reliability, without spending a large amount of time and resources on conducting research.
[0040] Выделение ППИ может осуществляться следующим образом.[0040] The allocation of PPI can be carried out as follows.
[0041] На основе полученных данных (данные исследования керна и данные ГИС) могут строить комплекс петрофизических зависимостей (например, вида КЕРН-КЕРН), т.е. зависимости, в которых данные керна сопоставляются также с данными по керну) для расчета пиролитических параметров после экстракции. После этого могут строить минерально-компонентную модель пород. Далее на основании зависимостей (например, указанных зависимостей вида КЕРН-КЕРН) могут определять критерии выделения нефтематеринских отложений и потенциально продуктивных интервалов нефтематеринских отложений в виде граничных значений. После чего могут определять систему петрофизических уравнений и коэффициенты для петрофизических уравнений. Затем могут восстанавливать минерально-компонентную модель в скважине. После этого на основании восстановленной в скважине минерально-компонентой модели могут определять содержание органического углерода и общую пористость (рассчитывают при решении системы уравнений). В результате по граничному значению содержания органического углерода могут выделять нефтематеринские интервалы отложений, а по граничному значению общей пористости - потенциально продуктивные интервалы в нефтематеринских отложениях.[0041] Based on the obtained data (core study data and well logging data), a set of petrophysical relationships (e.g., of the CORE-CORE type), i.e., relationships in which core data are also compared with core data) can be constructed to calculate the pyrolytic parameters after extraction. After this, a mineral-component model of the rocks can be constructed. Next, based on the relationships (e.g., the aforementioned CORE-CORE relationships), criteria for identifying oil source sediments and potentially productive intervals of oil source sediments can be determined in the form of boundary values. After this, a system of petrophysical equations and coefficients for the petrophysical equations can be determined. Then, the mineral-component model can be reconstructed in the well. After this, based on the mineral-component model reconstructed in the well, the organic carbon content and total porosity can be determined (calculated by solving the system of equations). As a result, the boundary value of organic carbon content can be used to identify oil source intervals of deposits, and the boundary value of total porosity can be used to identify potentially productive intervals in oil source deposits.
[0042] Граничное значение содержания органического углерода, при котором отложение может считаться нефтематеринским, могут определять на основании данных пиролиза посредством построения зависимости генерационного потенциала породы от содержания в породе органического углерода. Расчет данного граничного значения может осуществляться посредством определения того, какому содержанию органического углерода в породе соответствует значение генерационного потенциала для нефтематеринских пород, равное 2 мгУВ/г породы и являющееся общепринятым в отрасли на данный момент значением, по которому могут проводить деление пород на нефтематеринские и не нефтематеринские. Так, начиная с данного значения содержания органического углерода в породе и больше, интервал считается нефтематеринским. Показатели генерационного потенциала меньше значения 2 мгУВ/г характеризуют породы, органика которых если и может реализоваться в генерации углеводородов, то в количествах, не представляющих практический интерес с точки зрения добычи углеводородов. Зависимость генерационного потенциала породы от содержания в породе органического углерода на основании данных пиролиза могут строить корреляционным методом путем статистической обработки и построения линии тренда.[0042] The boundary value of the organic carbon content at which a deposit can be considered oil source may be determined on the basis of pyrolysis data by plotting the dependence of the rock's generation potential on the organic carbon content in the rock. The calculation of this boundary value can be carried out by determining what organic carbon content in the rock corresponds to the value of the generation potential for oil source rocks, equal to 2 mg HC/g of rock and being the value generally accepted in the industry at the present time, by which rocks can be divided into oil source and non-oil source rocks. Thus, starting from this value of organic carbon content in the rock and above, the interval is considered oil source. Generation potential values less than 2 mg HC/g characterize rocks whose organic matter, if it can be realized in the generation of hydrocarbons, is then in quantities that are of no practical interest from the standpoint of hydrocarbon production. The dependence of the generation potential of a rock on the content of organic carbon in the rock based on pyrolysis data can be constructed using a correlation method through statistical processing and the construction of a trend line.
[0043] Значение общей пористости, по которому выделяют ППИ, могут определять методом ядерно-магнитного резонанса (далее - ЯМР). По данным ЯМР для интервалов НМП могут быть рассчитаны средние значения пористости до и после экстракции. Далее возможно построить зависимость общей пористости (КпЯМР.общ), определенной по ЯМР, от открытой пористости (Кпоткр) вида КпЯМР.общ=аКпоткр+b. Принимая при этом, что ППИ имеют открытую пористость > 0, при открытой пористости равной 0 рассчитывается граничное значение для общей пористости КпЯМР.общ.гран=b.[0043] The value of total porosity, by which the PPI is isolated, can be determined by the nuclear magnetic resonance method (hereinafter referred to as NMR). Based on the NMR data, the average porosity values before and after extraction can be calculated for the NMP intervals. It is then possible to construct a dependence of the total porosity (Kp NMR.total ), determined by NMR, on the open porosity (Kp open ) of the form Kp NMR.total = a Kp open +b. Assuming that the PPI have an open porosity > 0, with an open porosity equal to 0, the boundary value for the total porosity is calculated Kp NMR.total.gran =b.
[0044] При этом в качестве наиболее перспективных коллекторов и их толщин в разрезе нефтематеринской толщи следует выделять по граничному критерию содержания органического углерода Сорг > 0,8/1,0 (0,8%) и граничному значению пористости Кп.общ.=2,3%. Данные параметры были определены в соотвествии с указанным способом для отложений Волго-Уральской нефтегазоносной провинции на территории Муханово-Ероховского прогиба. При этом наибольший потенциал по содержанию органического углерода наблюдается при Сорг > 5,1%.[0044] In this case, the most promising reservoirs and their thicknesses in the oil source strata section should be identified according to the boundary criterion of organic carbon content C org > 0.8/1.0 (0.8%) and the boundary value of porosity K p.total = 2.3%. These parameters were determined in accordance with the specified method for the deposits of the Volga-Ural oil and gas province in the territory of the Mukhanovo-Erokhovsky trough. In this case, the greatest potential for organic carbon content is observed at C org > 5.1%.
[0045] Построение зависимостей выхода углеводорода (S1, S2, S1+S2) относительно содержания органического углерода отдельно для каждого литотипа (кремнистый, карбонатно-кремнистый, кремнисто-карбонатный, карбонатный и смешанный кремнисто-карбонатно-глинистый) и по каждому стратоэтапу на основании данных о геохимических исследованиях позволяет определить перспективные участки по данным параметрам путем распространения их по объему. Причем то, что эти зависимости построены отдельно для каждого литотипа и стратоэтапа, позволило получить зависимости с высоким коэффициентом корреляции (не ниже 75%). При этом в качестве перспективных зон предпочтительно выбирать те, в которых содержание органического углерода составляет от 8%. При этом на данном этапе может строиться объемная карта или 3D-модель распределения выхода углеводорода относительно Сорг в нефтематеринской толще.[0045] Construction of hydrocarbon yield dependencies (S1, S2, S1+S2) relative to the organic carbon content separately for each lithotype (siliceous, carbonate-siliceous, siliceous-carbonate, carbonate and mixed siliceous-carbonate-clayey) and for each stratostage based on geochemical research data allows us to identify promising areas based on these parameters by distributing them throughout the volume. Moreover, the fact that these dependencies are constructed separately for each lithotype and stratostage made it possible to obtain dependencies with a high correlation coefficient (not less than 75%). In this case, it is preferable to select as promising zones those in which the organic carbon content is from 8%. Moreover, at this stage a volumetric map or 3D model of the hydrocarbon yield distribution relative to C org in the oil source strata can be constructed.
[0046] Также на основе геохимических параметров по каждому литотипу строят зависимости индекса нефтенасыщенности (OSI=S1/Cорг*100%). Данный параметр, как правило, используется для подбора перспективного интервала для бурения скважины. В рамках настоящего изобретения объем геохимических исследований позволяет распределить OSI по всем горизонтам нефтематеринской толщи с собственными зависимостями.[0046] Also, based on geochemical parameters for each lithotype, oil saturation index dependencies are constructed (OSI = S1/C org * 100%). This parameter is typically used to select a promising interval for well drilling. Within the framework of the present invention, the scope of geochemical studies allows for the OSI to be distributed across all horizons of the oil source strata with their own dependencies.
[0047] Также дополнительно в карту или 3D-модель могут быть загружены результаты бассейнового моделирования Tмакс (максимальная температура, показывающая зоны максимального прогрева), который на качественном уровне позволяет контролировать участки прогрева палеобассейна и определять зрелость керогена. При этом данные бассейного моделирования могут использоваться в модели в качестве трендов распределения параметров. На основании распределения Тмакс в пределах территории и разреза можно установить зоны мезакатагенеза, наиболее перспективные МК3-МК4, где выход углеводородов максимальный и зоны МК1-МК2, где реализация нефтематеринских пород находится еще на начальном стадии. При этом за зоны катагенеза МК1-МКЗ принимаются те, в которых Тмакс лежит в диапазоне от 430°С до 465°С (индекс продуктивности OPI=S1/(S1+S2) равен от 0,1 до 0,4 у.е.), а за зоны катагенеза МК4-МК5 - в диапазоне от 457°С до 530°С (OPI равен от 0,4 до 1,0 у.е.). Помимо Тмакс могут также загружаться литофациальные карты, палеогегографические карты, границы депрессии и т.д.[0047] Basin modeling results for Tmax (maximum temperature, indicating zones of maximum heating) can also be loaded into the map or 3D model. This allows for qualitative monitoring of paleobasin heating zones and determination of kerogen maturity. Basin modeling data can also be used in the model as parameter distribution trends. Based on the Tmax distribution within a territory and section, mesocatagenesis zones can be identified, including the most promising MK3-MK4 zones, where hydrocarbon yield is highest, and MK1-MK2 zones, where source rock production is still in its early stages. In this case, the MK1-MK3 catagenesis zones are those in which Tmax lies in the range from 430°C to 465°C (the productivity index OPI=S1/(S1+S2) is equal to 0.1 to 0.4 conventional units), and the MK4-MK5 catagenesis zones are those in the range from 457°C to 530°C (the OPI is equal to 0.4 to 1.0 conventional units). In addition to Tmax , lithofacies maps, paleogegographic maps, depression boundaries, etc. can also be loaded.
[0048] В результате выполнения описанных выше этапов получают объемные карты распределения, на которых по значениям геологических параметров, геохимических параметров, геомеханических параметров и пластового давления выделяют по крайней мере один продуктивный участок в нефтематеринских отложениях. Определение продуктивных участков в нефтематеринских отложениях одновременно по значениям геологических параметров, геохимических параметров, геомеханических параметров и пластового давления позволяет значительно увеличить точность такого определения, а бурение скважины в пределах выделенного участка позволяет значительно увеличить приток нефти.[0048] As a result of completing the above-described steps, volumetric distribution maps are obtained, on which at least one productive area in the oil source sediments is identified based on the values of geological parameters, geochemical parameters, geomechanical parameters, and reservoir pressure. The determination of productive areas in the oil source sediments simultaneously based on the values of geological parameters, geochemical parameters, geomechanical parameters, and reservoir pressure allows for a significant increase in the accuracy of such determination, and drilling a well within the identified area allows for a significant increase in oil inflow.
[0049] Для выделения продуктивных участков могут учитывать: (1) эффективную толщину потенциально продуктивного интервала и эффективную общую пористость в качестве геологических параметров; (2) содержание органического углерода и индекс нефтенасыщенности в качестве геохимических параметров; и (3) индекс хрупкости в качестве геомеханического параметра. Это позволяет проводить комплексирование различных параметров с целью локализации перспективных нефтематеринских пород. Геологический критерий (толщина эффективная, пористость), геохимический критерий (Сорг, OSI), геомеханический (индекс хрупкости) и внутрипластовое давление. Комплексирование параметров позволяет в 3D геологической модели определить перспективные зоны в трехмерном измерении и построить карты с локализацией перспективных участков. При этом данные перспективные участки оцениваются сразу с нескольких аспектах в контексте нефтедобычи.[0049] To identify productive areas, the following can be taken into account: (1) the effective thickness of the potentially productive interval and the effective total porosity as geological parameters; (2) the organic carbon content and the oil saturation index as geochemical parameters; and (3) the brittleness index as a geomechanical parameter. This allows for the integration of various parameters in order to localize promising oil source rocks. Geological criterion (effective thickness, porosity), geochemical criterion (Corg, OSI), geomechanical (brittleness index) and in-situ pressure. The integration of parameters allows for the identification of promising zones in a 3D geological model in three dimensions and the construction of maps with the localization of promising areas. In this case, these promising areas are assessed from several aspects at once in the context of oil production.
[0050] Эффективная толщина ППИ (Нэфф) - это часть разреза с открытой пористостью >0. Определяется по критерию Кп.общ. > 2.3%. Ниже граничного значения Кп.общ. пустотность в породе приходится на закрытые поры. В геологическом параметре это характеризует эффективные нефтенасыщенные толщины. Данный параметр определяется непосредственно во время выделения ППИ. При этом перспективными считаются участки с Нэфф>0.[0050] The effective oil-saturated thickness ( EOT ) is the portion of the section with open porosity >0. It is determined by the criterion K p.total > 2.3%. Below the limiting value of K p.total, the voidage in the rock is concentrated in closed pores. In geological terms, this characterizes the effective oil-saturated thickness. This parameter is determined directly during the identification of the EOT. Sections with EOT >0 are considered promising.
[0051] Показатель эффективной общей пористости (Кп.эфф.) позволяет вывить зоны с открытым поровым пространством, содержащие только легкие углеводороды. Данный параметр определяется с использованием петрофизической модели (ПФМ), созданной на основании данных исследований керна и данных ГИС, как разность Общей пористости и суммы объема битумов в породе и связанной воды. Также она может быть рассчитана на основании минерально-компонентой модели, построенной на основании петрофизических зависимостей, как сумма утерянных углеводородов (пористость по цилиндрам до экстракции) и S1 (пиролиз). Показатель эффективной общей пористости указывает на подвижные запасы углеводородов. При этом перспективными считаются участки со средним Кп.эфф. > 2,3%.[0051] The effective total porosity ( ETP ) allows for the identification of zones with open pore space containing only light hydrocarbons. This parameter is determined using a petrophysical model (PFM) created based on core and well logging data, as the difference between the total porosity and the sum of the volumes of bitumen in the rock and bound water. It can also be calculated using a mineral component model constructed on petrophysical dependencies as the sum of lost hydrocarbons (porosity by cylinders before extraction) and S1 (pyrolysis). The effective total porosity indicates mobile hydrocarbon reserves. Areas with an average ETP > 2.3% are considered promising.
[0052] Индекс нефтенасыщенности, рассчитывается как OSI=S1*100/Cорг. Значение данного параметра может быть получено по данным пиролиза, где S1 - массовая доля суммы свободных углеводородов (мгУВ/г породы). OSI>100 указывает на породы, аккумулирующие легкие углеводороды, интервалы с такими породами считаются потенциально продуктивными. При этом важно отметить, что для доманиковых отложений граничное значение OSI может быть ниже 100. В частности, к перспективным учаскам могут относиться участки с максимальным значением OSI от 80.[0052] The oil saturation index is calculated as OSI = S1 * 100/C org . The value of this parameter can be obtained from pyrolysis data, where S1 is the mass fraction of total free hydrocarbons (mg HC/g rock). OSI> 100 indicates rocks accumulating light hydrocarbons; intervals with such rocks are considered potentially productive. It is important to note that for Domanik deposits, the limiting OSI value may be below 100. In particular, promising areas may include areas with a maximum OSI value of 80.
[0053] Индекс хрупкости (или модуль Юнга) может рассчитываться через акустические и плотностной каротажи (DTp, DTs, ГГКп) по опорным скважинам с дальнейшим распространением синтетической модели через минерально-компонентную модель. Применение модуля Юнга позволяет отделять «чистые» карбонатные и кремнисты породы для выделения благоприятных зон для проведения ГРП. При этом важно отметить, что перспективными считаются участки с пониженными средними значениями модуля Юнга (менее 60 ГПа).[0053] The fragility index (or Young's modulus) can be calculated using acoustic and density logs (DTp, DTs, GGKp) for reference wells, with subsequent extension of the synthetic model through a mineral-component model. Application of Young's modulus allows for the separation of "pure" carbonate and siliceous rocks to identify favorable zones for hydraulic fracturing. It is important to note that areas with lower average Young's modulus values (less than 60 GPa) are considered promising.
[0054] В качестве внутрипластового давления может учитываться карта коэффициентов АВПД (аномальное внутрипластовое давление), построенная по данным замеров кривой восстановления давления (КВД), кривой падения давления (КПД), кривой восстановления уровней (КВУ) и давления пласта (Рпл). Это позволяет выделить зоны генерации и локализации углеводородов, а также выбрать приоритетные зоны для проведения ГРП. Превышение пластового давления над гидростатическим давлением называется аномальным пластовым давлением. Механизм появления АВПД состоит в том, что под тяжестью горных пород происходит уплотнение породы, пористость уменьшается. Из-за низкой сжимаемости жидкости, объем флюида в порах остается прежним, в результате в порах возникает дополнительное давление. Если выше по разрезу находится какой-то барьер, который мешает миграции жидкости, в пласте возникает избыточное поровое давление. Такие пласты отличаются повышенной пористостью и пониженной плотностью. При этом важно отметить, что перспективными считаются участки с повышенным аномальным давлением (коэффициент более 1,5).[0054] A map of the anomalous intra-formation pressure (AIRP) coefficients, constructed using the pressure buildup curve (PBC), pressure decline curve (PDC), level recovery curve (LRC), and formation pressure (P pl ) measurements, can be used as in-formation pressure. This allows for the identification of hydrocarbon generation and localization zones, as well as the selection of priority zones for hydraulic fracturing. An excess of formation pressure over hydrostatic pressure is called anomalous formation pressure. The mechanism for the occurrence of AHRP is that, under the weight of the rocks, the rock compacts, and the porosity decreases. Due to the low compressibility of the fluid, the fluid volume in the pores remains the same, resulting in additional pressure in the pores. If a barrier is located upstream that prevents fluid migration, excess pore pressure develops in the formation. Such formations are characterized by increased porosity and decreased density. It is important to note that areas with increased abnormal pressure (coefficient greater than 1.5) are considered promising.
[0055] Дополнительно могут учитываться и аномалии температуры. Так, карта коэффициентов аномалий температуры может быть построена по данным замеров температуры пласта Тпл. Это дополнительно позволяет определить зоны АВПД, обусловленные тепловым потоком из недр Земли, при этом тепловой поток испытывает региональные вариации в зависимости от литологии и активности тектонических процессов в регионе.[0055] Temperature anomalies can also be taken into account. Thus, a map of temperature anomaly coefficients can be constructed based on measured formation temperature Tpl . This further allows for the identification of zones of abnormally high pressure caused by heat flow from the Earth's interior, with heat flow experiencing regional variations depending on the lithology and tectonic activity in the region.
[0056] Далее, на этапе выделения продуктивных участков могут осуществлять следующие действия. Сначала могут строить отдельные карты по пористости (Кп.эфф.), открытой пористости пластов (Нэфф), а также их геохимическим и геомеханическим параметрам, указанным ранее. После этого могут рассчитывать комплексный параметр продуктивности на основании эффективной пористости, эффективной открытой пористости пластов, их геохимическим и геомеханическим параметрам. В результате могут строить карту распределения комплексного параметра по объему нефтематеринских отложений. Это позволит учесть одновременно и зоны с повышенным потенциалом нефтегенерации, и зоны, наиболее благоприятные для проведения ГРП, что позволит значительно увеличить приток нефти.[0056] Next, at the stage of identifying productive areas, the following actions can be performed. First, individual maps can be constructed based on porosity (K eff. ), open porosity of formations (H eff .), as well as their geochemical and geomechanical parameters, as specified earlier. After this, a complex productivity parameter can be calculated based on effective porosity, effective open porosity of formations, and their geochemical and geomechanical parameters. As a result, a map of the distribution of the complex parameter by the volume of oil source deposits can be constructed. This will allow for the simultaneous consideration of zones with increased oil generation potential and zones most favorable for hydraulic fracturing, which will significantly increase oil inflow.
[0057] При расчете комплексного параметра могут использовать следующие веса для каждого из параметров: 15-25% - для эффективной пористости; 25-35% - для эффективной открытой пористости; 15-25% - для индекса нефтенасыщенности; 5-15% - для индекса хрупкости; и 15-25% - для пластового давления. При этом оптимальными являются средние значения указанных весов. Важно также отметить, что параметры Кп.эфф. и Нэфф являются наиболее значимыми в процессе выявления продуктивных зон, в связи с чем должны иметь вес по крайней мере не меньше, чем вес остальных параметров.[0057] When calculating a complex parameter, the following weights can be used for each of the parameters: 15-25% for effective porosity; 25-35% for effective open porosity; 15-25% for the oil saturation index; 5-15% for the brittleness index; and 15-25% for the formation pressure. In this case, the average values of the specified weights are optimal. It is also important to note that the parameters K p.eff. and H eff are the most significant in the process of identifying productive zones, and therefore should have a weight that is at least no less than the weight of the other parameters.
[0058] В качестве продуктивных участков могут выделять те участки, комплексный параметр в которых составляет от 0,7 до 1,0 условных единиц (у.е.). Данные значения соответствуют наибольшей средней плотности ресурсов и имеют высокое значение показателя продуктивности в участке, в связи с чем бурение скважины в указанной зоне позволят значительно увеличить приток нефти. Среднему значению соответствуют показатели комплексного параметра 0,5-0,75, а низкому - 0,25-0,5. В интервале значений 0,0-0,25 территория не относится к перспективным участкам.[0058] Those areas with a complex parameter ranging from 0.7 to 1.0 conventional units (c.u.) may be identified as productive areas. These values correspond to the highest average resource density and have a high productivity indicator in the area, as a result of which drilling a well in the specified zone will significantly increase oil inflow. An average value corresponds to complex parameter indicators of 0.5-0.75, and a low value corresponds to 0.25-0.5. In the range of 0.0-0.25, the territory is not considered promising areas.
[0059] Ранее упомянутое построение комплекса петрофизических зависимостей может осуществляться следующим образом.[0059] The previously mentioned construction of a complex of petrophysical dependencies can be carried out as follows.
[0060] На основе данных исследования керна и данных ГИС могут строить комплекс петрофизических зависимостей для расчета пиролитических параметров после экстракции. Комплекс петрофизических зависимостей (или петрофизический комплекс) - это набор связанных между собой графиков, кривых или уравнений, которые описывают взаимосвязь между различными петрофизическими параметрами в геологических образцах или породах. Комплекс может включать в себя следующие параметры и их взаимосвязи: проницаемость и пористость, относительную проницаемость, плотность, сопротивление породы электрическому току, ультразвуковые скорости, капиллярные свойства и иные параметры. Этот этап необходим для определения параметров после экстракции для тех образцов, на которых исследования еще не проводились. Таким образом, становится возможным упростить процесс сбора данных и исследований, т.к. нет необходимости проводить исследования для определения одних и тех же параметров дважды. В частности, на данном этапе могут определять зависимость содержания органического углерода после экстракции (Сорг.пэ) от его содержания до экстракции (Сорг.дэ) в виде функции Сорг.пэ=f(Сорг.дэ). Также могут определять зависимость температуры максимального выхода углеводородов после экстракции (Tmax.пэ) от ее значения до экстракции (Tmax.дэ) в виде функции Tmax.пэ=f(Tmax.дэ) и зависимость остаточного генерационного потенциала породы после экстракции (S2.пэ) от его значения до экстракции (S2.дэ) в виде функции S2.пэ=f(S2.дэ). Аналогично могут определять зависимости для расчета пористости породы и плотности породы до экстракции от их значений после экстракции.[0060] Based on core and well logging data, a petrophysical relationship can be constructed to calculate pyrolytic parameters after extraction. A petrophysical relationship (or petrophysical relationship) is a set of interconnected graphs, curves, or equations that describe the relationship between various petrophysical parameters in geological samples or rocks. The relationship may include the following parameters and their relationships: permeability and porosity, relative permeability, density, rock resistance to electric current, ultrasonic velocities, capillary properties, and other parameters. This step is necessary for determining the parameters after extraction for those samples on which studies have not yet been conducted. This simplifies the data collection and research process, since there is no need to conduct studies twice to determine the same parameters. In particular, at this stage, the dependence of the organic carbon content after extraction (C org.pe ) on its content before extraction (C org.de ) can be determined as a function of C org.pe = f (C org.de ). They can also determine the dependence of the temperature of maximum hydrocarbon yield after extraction (T max.pe ) on its value before extraction (T max.de ) as a function of T max.pe = f (T max.de ) and the dependence of the residual generation potential of the rock after extraction (S 2.pe ) on its value before extraction (S 2.de ) as a function of S 2.pe = f (S 2.de ). Similarly, they can determine the dependencies for calculating the porosity of the rock and the density of the rock before extraction on their values after extraction.
[0061] МКМ также может строиться на основании указанных данный и комплекса петрофизических зависимостей. Построение МКМ позволяет корректно определить граничные значения Сорг и Кп.общ.. Это связано с тем, что граничные значения будут разниться в зависимости от типа отложений, на которых проводятся исследования, а также в зависимости от конкретного состава. Так, например, доманиковые отложения состоят, в основном, из кальцита, кварца и доломита, а доля глин в составе пород незначительная. С глубиной, при этом возрастает доломитизация пород и сокращается доля кварца в их составе. Минералогический состав баженовских отложений, в свою очередь, в основном кварцевый, а роль карбонатных и глинистых минералов примерно одинакова. Для месторождений США (в частности, Bakken, Eagle Ford) характерен больший вклад глинистой составляющей. Таким образом, для определения типа отложения, а также для последующего расчета граничных значений на основе МКМ, предпочтительно, чтобы МКМ включала по крайней мере данные о массовом содержании в породе кварца, карбонатных пород (в частности, кальцита и доломита) и глинистых минералов.[0061] The MCM can also be constructed based on the specified data and a set of petrophysical dependencies. Constructing the MCM allows for the correct determination of the boundary values of C org and K p.total . This is due to the fact that the boundary values will vary depending on the type of deposits being studied, as well as on the specific composition. For example, Domanik deposits consist mainly of calcite, quartz, and dolomite, while the proportion of clays in the rocks is insignificant. With depth, dolomitization of the rocks increases and the proportion of quartz in their composition decreases. The mineralogical composition of the Bazhenov deposits, in turn, is mainly quartz, and the role of carbonate and clay minerals is approximately equal. US deposits (in particular, Bakken, Eagle Ford) are characterized by a greater contribution of the clay component. Thus, to determine the sediment type and to subsequently calculate the boundary values based on the MCM, it is preferable that the MCM includes at least the mass content of quartz, carbonate rocks (in particular calcite and dolomite) and clay minerals in the rock.
[0062] Важно отметить, что любые дополнительные признаки способа, согласно настоящему изобретению, могут использоваться как все одновременно, так по отдельности и в любой комбинации. При их включении в способ будут достигаться описанные дополнительные технические результаты.[0062] It is important to note that any additional features of the method according to the present invention can be used either all at once, individually or in any combination. When included in the method, the described additional technical results will be achieved.
[0063] Вышеописанный способ выделения продуктивных участков в нефтематеринских отложениях может осуществляться с использованием системы, согласно настоящему изобретению. Система выделения продуктивных участков включает по крайней мере одно устройство для отбора керна, по крайней мере одно измерительное устройство для исследования керна, по крайней мере одно измерительное устройство для проведения геофизических исследований в скважинах, по крайней мере одно измерительное устройство для проведения геохимических исследований в скважинах, нефтедобывающее оборудование для бурения скважин в выделенных продуктивных участках и по крайней мере один процессор. При этом процессор выполнен с возможностью: (1) получения данных исследования керна и данных геофизических исследований в скважинах; (2) определения критериев выделения нефтематеринских отложений и потенциально продуктивных интервалов нефтематеринских отложений в виде граничных значений; (3) определения содержания органического углерода и общей пористости; (4) выделения по граничному значению содержания органического углерода нефтематеринских интервалов отложений; (5) выделения по граничному значению общей пористости потенциально продуктивных интервалов в нефтематеринских отложениях; (6) построения зависимости выхода углеводорода относительно содержания органического углерода и зависимости индекса нефтенасыщенности отдельно для каждого литотипа и по каждому стратоэтапу; (7) построения объемных карт на основании полученных зависимостей; (8) выделения по крайней мере одного продуктивного участка в нефтематеринских отложениях по значениям геологических параметров, геохимических параметров, геомеханических параметров и пластового давления.[0063] The above-described method for identifying productive areas in oil source sediments can be carried out using the system according to the present invention. The system for identifying productive areas includes at least one device for core sampling, at least one measuring device for core testing, at least one measuring device for conducting geophysical studies in wells, at least one measuring device for conducting geochemical studies in wells, oil production equipment for drilling wells in the identified productive areas and at least one processor. Moreover, the processor is configured to: (1) obtain core testing data and geophysical study data in wells; (2) determine criteria for identifying oil source sediments and potentially productive intervals of oil source sediments in the form of boundary values; (3) determine the organic carbon content and total porosity; (4) identify the oil source intervals of sediments according to the boundary value of the organic carbon content; (5) identification of potentially productive intervals in oil source sediments based on the boundary value of total porosity; (6) construction of the dependence of hydrocarbon yield on the content of organic carbon and the dependence of the oil saturation index separately for each lithotype and for each stratostage; (7) construction of volumetric maps based on the obtained dependences; (8) identification of at least one productive area in oil source sediments based on the values of geological parameters, geochemical parameters, geomechanical parameters and formation pressure.
[0064] Процессор может быть выполнен с возможностью учета следующих параметров при выделении продуктивных: эффективной толщины потенциально продуктивного интервала и эффективной общей пористости в качестве геологических параметров; содержания органического углерода и индекса нефтенасыщенности в качестве геохимических параметров; и индекса хрупкости в качестве геомеханического параметра.[0064] The processor may be configured to take into account the following parameters when identifying productive ones: the effective thickness of the potentially productive interval and the effective total porosity as geological parameters; the organic carbon content and the oil saturation index as geochemical parameters; and the brittleness index as a geomechanical parameter.
[0065] Также процессор дополнительно может быть выполнен с возможностью определения эффективной общей пористости как разности общей пористости и суммы объемов битумов и связанной воды. Это позволяет вывить зоны с открытым поровым пространством, содержащие только легкие углеводороды.[0065] The processor may also be further configured to determine the effective total porosity as the difference between the total porosity and the sum of the volumes of bitumen and bound water. This allows for the identification of zones with open pore space containing only light hydrocarbons.
[0066] Кроме этого, процессор дополнительно может быть выполнен с возможностью определения индекса нефтенасыщенности как массовой доли суммы свободных углеводородов. Это позволяет определить породы, аккумулирующие легкие углеводороды.[0066] In addition, the processor may be further configured to determine the oil saturation index as the mass fraction of the sum of free hydrocarbons. This allows for the identification of rocks that accumulate light hydrocarbons.
[0067] Система может дополнительно включать устройство для проведения акустического каротажа и устройство для проведения плотностного каротажа. При этом процессор может быть выполнен с возможностью определения индекса хрупкости на основании данных, полученных от устройства для проведения акустического каротажа и устройства для проведения плотностного каротажа. Это позволяет отделять чистые карбонаты от кремнистых пород и выделять благоприятные зоны для проведения ГРП.[0067] The system may further include a device for conducting acoustic logging and a device for conducting density logging. The processor may be configured to determine a brittleness index based on data obtained from the device for conducting acoustic logging and the device for conducting density logging. This allows for the separation of pure carbonates from siliceous rocks and the identification of favorable zones for hydraulic fracturing.
[0068] Система также может дополнительно включать устройства для замеров кривой восстановления давления, кривой падения давления, кривой восстановления уровней и давления пласта. При этом процессор может быть выполнен с возможностью определения пластового давления на основании данных, полученных от устройств для замеров кривой восстановления давления, кривой падения давления, кривой восстановления уровней и давления пласта. Это позволяет выделить зоны генерации и локализации углеводородов, а также выбрать приоритетные зоны для проведения ГРП.[0068] The system may also further include devices for measuring a pressure buildup curve, a pressure decline curve, a level buildup curve, and a formation pressure. The processor may be configured to determine formation pressure based on data obtained from the devices for measuring the pressure buildup curve, the pressure decline curve, the level buildup curve, and the formation pressure. This allows for identifying hydrocarbon generation and localization zones, as well as selecting priority zones for hydraulic fracturing.
[0069] Также процессор может быть выполнен с возможностью выделения продуктивных участков посредством: (1) построения отдельных карт по пористости, открытой пористости пластов, их геологическим, геохимическим и геомеханическим параметрам; (2) расчета комплексного параметра продуктивности на основании эффективной пористости, эффективной открытой пористости пластов, их геологическим, геохимическим и геомеханическим параметрам; (3) построения карты распределения комплексного параметра по объему нефтематеринских отложений. Это позволит учесть одновременно и зоны с повышенным потенциалом нефтегенерации, и зоны, наиболее благоприятные для проведения ГРП, что позволит значительно увеличить приток нефти.[0069] The processor may also be configured to identify productive areas by: (1) constructing individual maps based on porosity, open porosity of formations, and their geological, geochemical, and geomechanical parameters; (2) calculating a complex productivity parameter based on effective porosity, effective open porosity of formations, and their geological, geochemical, and geomechanical parameters; (3) constructing a map of the distribution of the complex parameter by the volume of oil source deposits. This will allow for the simultaneous consideration of zones with increased oil generation potential and zones most favorable for hydraulic fracturing, which will allow for a significant increase in oil inflow.
[0070] Процессор может быть выполнен с возможностью расчета комплексного параметра с использованием следующего веса для каждого из параметров: 15-25% - для эффективной пористости; 25-35% - для эффективной открытой пористости; 15-25% - для индекса нефтенасыщенности; 5-15% - для индекса хрупкости; и 15-25% - для пластового давления. При этом в качестве продуктивных участков процессор может выделять те участки, комплексный параметр в которых составляет от 0,7 до 1,0 условных единиц (у.е.). Данные значения соответствуют наибольшей средней плотности ресурсов в участке, в связи с чем бурение скважины в указанной зоне позволят значительно увеличить приток нефти.[0070] The processor may be configured to calculate a complex parameter using the following weight for each of the parameters: 15-25% for effective porosity; 25-35% for effective open porosity; 15-25% for the oil saturation index; 5-15% for the brittleness index; and 15-25% for the formation pressure. In this case, the processor may select as productive areas those areas in which the complex parameter is from 0.7 to 1.0 conventional units (c.u.). These values correspond to the highest average resource density in the area, and therefore drilling a well in the specified zone will significantly increase the oil inflow.
[0071] Важно отметить, что любые дополнительные признаки системы, согласно настоящему изобретению, могут использоваться как все одновременно, так по отдельности и в любой комбинации. При их включении в систему будут достигаться описанные дополнительные технические результаты. Более того, дополнительные этапы способа могут также рассматриваться в качестве дополнительных функций, а также дополнительных или основных элементов системы.[0071] It is important to note that any additional features of the system according to the present invention may be used simultaneously, individually, or in any combination. When included in the system, the described additional technical results will be achieved. Moreover, additional steps of the method may also be considered as additional functions, as well as additional or basic elements of the system.
[0072] В частном варианте реализации настоящего изобретения выделение продуктивных может осуществляться следующим образом.[0072] In a particular embodiment of the present invention, the selection of productive ones can be carried out as follows.
[0073] Сначала могут выделять потенциально продуктивные интервалы внутри нефтематеринских пород. Для этого сначала осуществляют сбор имеющейся керновой информации и информации ГИС. Затем формируют базу данных лабораторных исследований керна, включающей ФЕС, минералогический состав пород, результаты геохимических исследований, информацию о глубинах до и после увязки керна по глубинам таким образом, чтобы каждая точка отбора керна рассматриваемых скважин была представлена полным набором необходимых данных, указанных в абзаце [0037]. Далее на основании сформированной базы данных строят комплекс петрофизических зависимостей для расчета пиролитических параметров после экстракции для образцов, на которых данные исследования не выполнялись: (а) зависимость содержания органического углерода после экстрации от его содержания до экстракции; (б) зависимость температуры максимального выхода углеводородов после экстрации от ее значения до экстракции; (в) зависимость остаточного генерационного потенциала породы (S2) после экстракции от его значения до экстракции. Из построенных зависимостей устанавливают зависимости для расчета пористости и плотности породы до экстракции от их значений после экстракции. После этого выполняют расчет массового содержания в породе керогена следующим образом: (1) определяют отражательную способность витринита (Ro) определяется по зависимости от температуры; (2) рассчитывают долю углерода в керогене (а) по зависимости от отражательной способности витринита (а=11,037Ln(Ro)+82,013); (3) выполняют расчет содержания керогена (Скер) от содержания органического углерода (Сорг.пэ) после экстракции по формуле Далее содержание легких углеводородов рассчитывается по содержанию легких битумоидов в породе, выраженному в мгУВ/г породы. Содержание легких УВ в массовых процентах определяется по формуле: Сув=Сбит_л×0,1, где Сув - массовое содержание легких углеводородов %; Сбит_л - значение пиролитического параметра в мгУВ/г породы; 0,1 - коэффициент для перевода из весовых промилле в весовые проценты. После этого утраченные при отборе керна легкие углеводороды рассчитываются по формуле Суву=(Кпдэ×ρн)/ρоб, где Суву - массовое содержание утраченных углеводородов, %; Кп.дэ - пористость до экстракции, %; ρн - плотность нефти, г/см3; ρоб - объемная плотность образца, г/см3. В качестве плотности образца ρоб принимается кажущаяся плотность скелета породы, которая вычисляется при определениях пористости газоволюметрическим методом на неэкстрагированных образцах. Затем содержащиеся в породе тяжелые углеводороды определяются как разность между значениями пиролитического параметра S2, определенного до и после экстракции. Содержание тяжелых углеводородов в массовых процентах определяется по формуле Cyвт=ΔS2×0,1, где Сувт - массовое содержание тяжелых углеводородов; ΔS2=S2дэ-S2пэ, мгУВ/г породы; 0,1 - коэффициент для перевода из массовых промилле в массовые проценты. После этого минеральные компоненты породы, определенные по данным рентгенофазового анализа (РФА), исходя из общности физических свойств и состава, объединяются в единые компоненты МКМ, их объемные содержания суммируются: (а) кварц и полевые шпаты; (б) карбонатные минералы; (в) фосфатные и сульфатные минералы; и (г) глинистые минералы. Массовое содержание в породе минералов, определенное по данным РФА, корректируется на наличие в породе керогена и его производных, а также на содержание воды. Поскольку содержание всех компонентов в выборке выражено в массовых процентах, корректировка содержания минеральных компонент по РФА выполнялась по следующей формуле:[0073] Potentially productive intervals within source rocks may be identified first. To do this, available core and well logging information is first collected. A database of laboratory core studies is then created, including reservoir properties, rock mineralogical composition, geochemical study results, and depth information before and after core depth matching, so that each core sampling point for the wells under consideration is represented by a complete set of the necessary data specified in paragraph [0037]. Next, based on the created database, a set of petrophysical relationships is constructed for calculating pyrolytic parameters after extraction for samples on which these studies were not performed: (a) the dependence of organic carbon content after extraction on its content before extraction; (b) the dependence of the temperature of maximum hydrocarbon yield after extraction on its value before extraction; (c) the dependence of the residual generation potential of the rock (S 2 ) after extraction on its value before extraction. From the constructed dependencies, dependencies are established for calculating the porosity and density of the rock before extraction from their values after extraction. After this, the mass content of kerogen in the rock is calculated as follows: (1) determine the reflectivity of vitrinite (Ro) is determined by the dependence on temperature; (2) calculate the proportion of carbon in kerogen ( a ) based on the dependence on the reflectivity of vitrinite ( a = 11.037Ln (Ro) + 82.013); (3) calculate the kerogen content (C ker ) from the content of organic carbon (C org.pe ) after extraction using the formula Next, the content of light hydrocarbons is calculated based on the content of light bitumen in the rock, expressed in mg HC/g of rock. The content of light HC in mass percent is determined by the formula: C HC = C bit_l × 0.1, where C HC is the mass content of light hydrocarbons in %; C bit_l is the value of the pyrolytic parameter in mg HC/g of rock; 0.1 is the coefficient for converting from weight ppm to weight percent. After that, the light hydrocarbons lost during core sampling are calculated by the formula C HC = (Kp de × ρ n )/ρ ob , where C HC is the mass content of lost hydrocarbons, %; Kp. de is the porosity before extraction, %; ρ n is the density of oil, g/cm 3 ; ρ ob is the bulk density of the sample, g/cm 3 . The apparent density of the rock skeleton, calculated during porosity determination by the gas-volumetric method on unextracted samples, is taken as the sample density ρ ob . Then, the heavy hydrocarbons contained in the rock are determined as the difference between the values of the pyrolytic parameter S 2 , determined before and after extraction. The content of heavy hydrocarbons in mass percent is determined by the formula C yвт = ΔS 2 × 0.1, where C yвт is the mass content of heavy hydrocarbons; ΔS 2 = S 2de - S 2pe , mg HC/g of rock; 0.1 is the coefficient for converting from mass ppm to mass percent. After that, the mineral components of the rock, determined by X-ray phase analysis (XRD), based on the commonality of physical properties and composition, are combined into single components of the MCM, their volume contents are summed up: (a) quartz and feldspars; (b) carbonate minerals; (c) phosphate and sulfate minerals; and (d) clay minerals. The mass content of minerals in the rock, determined using X-ray fluorescence analysis, is corrected for the presence of kerogen and its derivatives, as well as for the water content. Since the content of all components in the sample is expressed as mass percent, the correction for the mineral component content using X-ray fluorescence analysis was performed using the following formula:
где и - соответственно исходное и скорректированное содержание минерала по данным РФА, % масс; - суммарное содержание всех остальных компонентов породы (включая сохраненные нефть и воду), содержание которых определялось иными методами, % масс; и i - индекс минерала из перечня определенных по данным РФА. После корректировки проводится проверка условия согласованности модели в массовых процентах, так чтобы сумма компонент была равна для каждого образца 100%. 13. Затем выполняется переход от массового содержания всех компонент к их объемному содержанию. Корректировка полученного результата, т.е. приведение суммы минеральных и неминеральных компонентов каждого образца породы к 100%, выполняется с использованием мультипликативных коэффициентов. Итогом расчета минерально-компонентной модели является объемное содержание минеральных компонент породы, определенных в лаборатории, а также следующих неминеральных компонент: (а) объемное содержание утерянных углеводородов (Кпдэ); (б) объемное содержание легких УВ в породе (S1); (в) объемное содержание тяжелых углеводородов в породе (S2дэ-S2пэ); (г) объемное содержание связанной воды в породе; и (д) объемное содержание керогена в породе. После этого на основании МКМ и петрофизических зависимостей определяют критерии выделения нефтематеринских отложений и потенциально продуктивных интервалов нефтематеринских отложений в виде граничных значений. Граничное значение содержание органических углеродов определяется путем построения зависимости генерационного потенциала от содержания органического углерода и выбора граничного значения содержания органического углерода, при котором значение генерационного потенциала равно 2 мгУВ/г. При этом значении порода может считаться нефтематеринской. Граничное значение общей пористости определяют путем построения зависимости общей пористости породы, определенной методом ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), от открытой пористости, определенной по гелию на породе после экстракции. При этом в качестве граничного значения общей пористости выбирается ее значение, соответствующее открытой пористости равной 0. Открытая пористость, равная нулю означает, что в породе отсутствуют углеводороды в открытых порах, т.е. доступные для извлечения при разработке залежи, поэтому именно через это значение могут находить граничное значение общей пористости. Затем необходимо определить зависимости этих значений в породе для выделения НМП и ППИ в конкретной толще отложений в конкретном месте разработки. Для этого необходимо подобрать систему петрофизических уравнений для наилучшего восстановления МКМ, полученной по керну. Выбираются системы уравнений по наличию методов в комплексе ГИС. После этого с использованием МКМ подбирают коэффициенты для расчета системы уравнений (методом подбора определяют такие значения коэффициентов, при которых отклонения в рассчитанных параметрах были минимальны в сравнении с измеренными величинами этих параметров). Затем определяют литологию и пористость породы. Итогом расчета системы является объемное содержание минеральных компонент породы, а также следующих неминеральных компонент: (а) объемное содержание подвижных углеводородов (Кп); (б) объемное содержание керогена в породе; (в) объемное содержание карбоната в породе; (г) объемное содержание силицита в породе; (д) объемное содержание пирита в породе; (е) объемное содержание битума в породе; и (ж) объемное содержание глины в породе. Далее выполняется переход от объемного содержания всех компонент к их массовому содержанию. После этого по объемному содержанию компонент выделяются литотипы и литология. Затем рассчитывается концентрация органического вещества (Сорг). Для этого объемное содержание керогена в породе Vкер пересчитывается в массовое содержание Скер. Далее рассчитывается доля органического углерода Сорг по формуле: Сорг=0,85*Скер, где 0,85 - доля углерода в керогене. Затем общую пористость определяют, суммируя объемное содержание неминеральных компонент породы. По ранее установленным критериям (граничным значениям содержания органического углерода и общей пористости) выделяют в разрезе конкретных отложений в конкретном исследуемом месте интервалы нефтематеринских пород (НМП) по граничному значению содержания органического углерода, а в них по граничному значению пористости выделяют потенциально продуктивные интервалы (ППИ).Where And - respectively, the initial and corrected content of the mineral according to X-ray fluorescence analysis, % by weight; - the total content of all other rock components (including retained oil and water), the content of which was determined by other methods, in % by mass; and i is the mineral index from the list of those determined using X-ray diffraction data. After the adjustment, the model consistency condition is checked in mass percent so that the sum of the components is equal to 100% for each sample. 13. Then the transition from the mass content of all components to their volume content is performed. The adjustment of the obtained result, i.e. bringing the sum of mineral and non-mineral components of each rock sample to 100%, is performed using multiplicative coefficients. The result of the mineral-component model calculation is the volume content of the mineral components of the rock determined in the laboratory, as well as the following non-mineral components: (a) volume content of lost hydrocarbons (Kp de ); (b) volume content of light HC in the rock (S 1 ); (c) volume content of heavy hydrocarbons in the rock (S 2de -S 2pe ); (d) the volumetric content of bound water in the rock; and (d) the volumetric content of kerogen in the rock. Then, based on the MCM and petrophysical dependencies, the criteria for identifying oil source sediments and potentially productive intervals of oil source sediments are determined in the form of boundary values. The boundary value of the organic carbon content is determined by constructing the dependence of the generation potential on the organic carbon content and selecting the boundary value of the organic carbon content at which the value of the generation potential is equal to 2 mgHC/g. With this value, the rock can be considered as an oil source rock. The boundary value of the total porosity is determined by constructing the dependence of the total porosity of the rock, determined by the nuclear magnetic resonance (NMR) method, on the open porosity determined by helium on the rock after extraction. In this case, the value corresponding to an open porosity of 0 is selected as the boundary value of the total porosity. An open porosity equal to zero means that there are no hydrocarbons in the open pores of the rock, i.e. available for extraction during deposit development, therefore, the limiting value of total porosity can be found using this value. Then, it is necessary to determine the dependencies of these values in the rock to isolate the NMP and PPI in a specific sedimentary sequence at a specific development site. For this, it is necessary to select a system of petrophysical equations for the best restoration of the MCM obtained from the core. Systems of equations are selected based on the availability of methods in the GIS complex. After this, using the MCM, coefficients are selected to calculate the system of equations (the selection method is used to determine the values of the coefficients at which the deviations in the calculated parameters are minimal in comparison with the measured values of these parameters). Then, the lithology and porosity of the rock are determined. The result of the system calculation is the volume content of the mineral components of the rock, as well as the following non-mineral components: (a) volume content of mobile hydrocarbons (Kp); (b) volume content of kerogen in the rock; (c) volume content of carbonate in the rock; (d) volume content of silicite in the rock; (d) the volumetric content of pyrite in the rock; (e) the volumetric content of bitumen in the rock; and (g) the volumetric content of clay in the rock. Next, the transition from the volumetric content of all components to their mass content is performed. After this, lithotypes and lithology are distinguished based on the volumetric content of the components. Then the concentration of organic matter (C org ) is calculated. For this, the volumetric content of kerogen in the rock V ker is converted to the mass content C ker . Next, the proportion of organic carbon C org is calculated using the formula: C org = 0.85 * C ker , where 0.85 is the proportion of carbon in kerogen. Then the total porosity is determined by summing the volumetric content of the non-mineral components of the rock. According to previously established criteria (boundary values of organic carbon content and total porosity), intervals of oil source rocks (OR) are identified in the section of specific sediments in a specific study location based on the boundary value of organic carbon content, and within these intervals, potentially productive intervals (PPI) are identified based on the boundary value of porosity.
[0074] После этого могут распространять выделенные ППИ по объему следующим образом.[0074] After this, the allocated PPI may be distributed by volume as follows.
[0075] На основании данных о геохимических исследованиях строят зависимости выхода углеводорода (S1, S2, S1+S2) относительно содержания органического углерода (Сорг) и зависимость индекса нефтенасыщенности (OSI=S1/Cорг*100%) отдельно для каждого литотипа (кремнистый, карбонатно-кремнистый, кремнисто-карбонатный, карбонатный и смешанный кремнисто-карбонатно-глинистый) и по каждому стратоэтапу. На данном этапе строят 3D-модель распределения указанных параметров. В данную модель дополнительно загружают результаты бассейнового моделирования Tмакс. На основании распределения Тмакс в пределах территории и разреза можно установить зоны мезакатагенеза, наиболее перспективные МК3-МК4, где выход углеводородов максимальный. Далее строят объемные карты для следующим параметров: эффективная толщина потенциально ППИ (Нэфф), эффективная пористость (Кп.эфф), содержание органического углерода (Сорг), индекс нефтенасыщенности (OSI), индекс хрупкости (модуль Юнга, Е) и аномального внутрипластового давления (ΔР). Указанные карты накладываются друг на друга, и в каждом точке карты рассчитывается комплексный параметр (А). Расчет комплексного параметра может осуществляться по следующей формуле: А=20%*Кп.эфф+30%*Нэфф+20%*OSI+10%*Е+20%*ΔР. Выделяет продуктивный участок, комплексный параметр (А) которого лежит в диапазоне от 0,7 до 1,0 условных единиц (у.е.). Разрабатывают данный участок и получают повышенный приток нефти из пробуренных в его пределах скважин.[0075] Based on the data from geochemical studies, the dependences of the hydrocarbon yield (S1, S2, S1+S2) on the organic carbon content (C org ) and the dependence of the oil saturation index (OSI=S1/C org *100%) are constructed separately for each lithotype (siliceous, carbonate-siliceous, siliceous-carbonate, carbonate and mixed siliceous-carbonate-clayey) and for each stratostage. At this stage, a 3D model of the distribution of the specified parameters is constructed. The results of basin modeling of T max are additionally loaded into this model. Based on the distribution of T max within the territory and section, it is possible to establish mesocatagenesis zones, the most promising MK3-MK4, where the hydrocarbon yield is maximum. Next, volumetric maps are constructed for the following parameters: effective thickness of the potential reservoir pressure (H eff ), effective porosity (K p.eff ), organic carbon content (C org ), oil saturation index (OSI), brittleness index (Young's modulus, E) and anomalous in-situ pressure (ΔP). These maps are superimposed on each other, and a complex parameter (A) is calculated at each point of the map. Calculation of the complex parameter can be carried out using the following formula: A = 20% * K p.eff + 30% * H eff + 20% * OSI + 10% * E + 20% * ΔP. A productive area is identified, the complex parameter (A) of which lies in the range from 0.7 to 1.0 conventional units (c.u.). This area is developed and an increased oil inflow is obtained from the wells drilled within it.
[0076] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.[0076] These application materials present a preferred disclosure of the implementation of the claimed technical solution, which should not be used as limiting other, particular embodiments of its implementation that do not go beyond the scope of the requested scope of legal protection and are obvious to specialists in the relevant field of technology.
Claims (67)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2850849C1 true RU2850849C1 (en) | 2025-11-14 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2330311C1 (en) * | 2006-10-18 | 2008-07-27 | Георгий Александрович Калмыков | Method of detection of productive collectors and determination of porosity thereof in deposits of bazhenov formation |
| RU2363966C1 (en) * | 2008-07-29 | 2009-08-10 | Закрытое акционерное общество "Моделирование и мониторинг геологических объектов им. В.А. Двуреченского" ЗАО "МиМГО" | Method of survey and assessment of reserves of oil deposits in tight fissured stringers developed in oil source strata |
| RU2602424C1 (en) * | 2015-07-22 | 2016-11-20 | Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of calculating hydrocarbon reserves in reservoirs domanik deposits |
| RU2636481C1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-11-23 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ Татнефть" | Method for producing representative samples of superviscous oil from oil-saturated core and device for its implementation |
| RU2679204C1 (en) * | 2015-09-16 | 2019-02-06 | Ингрейн, Инк. | Method for determining porosity, associated with organic substance, in a well or in a productive strata |
| CN112363226A (en) * | 2020-11-06 | 2021-02-12 | 大庆油田有限责任公司 | Geophysical prediction method for unconventional oil and gas favorable area |
| US11788401B2 (en) * | 2019-04-26 | 2023-10-17 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Systems and methods for characterizing subsurface formation properties through geochemical logging |
| US11834947B2 (en) * | 2020-12-01 | 2023-12-05 | Southwest Petroleum University | 3D in-situ characterization method for heterogeneity in generating and reserving performances of shale |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2330311C1 (en) * | 2006-10-18 | 2008-07-27 | Георгий Александрович Калмыков | Method of detection of productive collectors and determination of porosity thereof in deposits of bazhenov formation |
| RU2363966C1 (en) * | 2008-07-29 | 2009-08-10 | Закрытое акционерное общество "Моделирование и мониторинг геологических объектов им. В.А. Двуреченского" ЗАО "МиМГО" | Method of survey and assessment of reserves of oil deposits in tight fissured stringers developed in oil source strata |
| RU2602424C1 (en) * | 2015-07-22 | 2016-11-20 | Публичное акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Method of calculating hydrocarbon reserves in reservoirs domanik deposits |
| RU2679204C1 (en) * | 2015-09-16 | 2019-02-06 | Ингрейн, Инк. | Method for determining porosity, associated with organic substance, in a well or in a productive strata |
| RU2636481C1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-11-23 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ Татнефть" | Method for producing representative samples of superviscous oil from oil-saturated core and device for its implementation |
| US11788401B2 (en) * | 2019-04-26 | 2023-10-17 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Systems and methods for characterizing subsurface formation properties through geochemical logging |
| CN112363226A (en) * | 2020-11-06 | 2021-02-12 | 大庆油田有限责任公司 | Geophysical prediction method for unconventional oil and gas favorable area |
| US11834947B2 (en) * | 2020-12-01 | 2023-12-05 | Southwest Petroleum University | 3D in-situ characterization method for heterogeneity in generating and reserving performances of shale |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA3070868C (en) | Resource density screening tool | |
| Jacobi et al. | Integrated petrophysical evaluation of shale gas reservoirs | |
| CA2754067A1 (en) | Method for integrating reservoir charge modeling and downhole fluid analysis | |
| WO2012058626A1 (en) | Model based inversion of seismic response for determining formation properties | |
| Eid et al. | Formation evaluation and petrophysical analysis of well logging data: an example from Matruh-Shushan Basin, North Western Desert, Egypt | |
| WO2013149656A1 (en) | Estimating a rock physics model parameter for a geological formation | |
| RU2630852C1 (en) | Method of forecast of effective capacity of collectors on basis of received polarization parameters and conductivity for selected type of environment | |
| Inyang et al. | Shale gas potential of Eocene shale of Agbada Formation: a paradigm shift in gas resource perception—a case study of the Niger Delta | |
| RU2850849C1 (en) | Method and system for selecting productive areas in non-oil deposits | |
| Deng et al. | A new index used to characterize the near-wellbore fracture network in naturally fractured gas reservoirs | |
| Naidu et al. | Calibrated basin modelling to understand hydrocarbon distribution in Barmer Basin, India | |
| Hadi et al. | Estimation of the petrophysical properties of the Lower Cretaceous Yamama (YC) Formation in Siba Field | |
| Davies | Permeability Modelling of a Sandstone Reservoir in Parts of the Niger Delta | |
| Oluwajana | Petrophysical analysis of reservoirs in well-Y, coastal swamp Depobelt, Niger Delta Basin, Nigeria | |
| RU2829584C1 (en) | System and method of identifying potentially productive intervals in oil source deposits | |
| Valadez Vergara | Well-log based TOC estimation using linear approximation methods | |
| Jorgensen et al. | Petrophysical analysis of geophysical logs, National Drilling Company-US Geological Survey Ground-water Research Project for Abu Dhabi Emirate, United Arab Emirates | |
| Ahmed | EXPLORATION AND ESTIMATION PETROLEUM RESERVES | |
| Taylor | Lithostratigraphic and Petrophysical Analysis of the Middle Devonian Marcellus Shale at the Mamont Prospect, Westmoreland County, Pennsylvania | |
| Kadhim et al. | Using Well logs to Predict Petrophysical Properties in Selective Wells | |
| Gangiredla* et al. | Reservoir Characterization of the Bakken Petroleum System-A Regional Data Analysis Method (Phase I of II) | |
| Renzhong et al. | Innovative Fluid Characterization and Productivity Evaluation Combining Advanced Static-Dynamic Well Logging Methods in Tight Reservoir | |
| Hussien | Formation evaluation of deep-water reservoirs in the 13A and 14A sequences of the Central Bredasdorp Basin, offshore South Africa | |
| Crabtree | Influence of Tectonics, Burial History, and Sediment Composition on the Temperature and Depth of Diagenetic Transition from Opal-A to Opal-Ct in the Subsurface San Joaquin Basin, California | |
| Horsfalla et al. | Reservoir Quality And Performance Assessment Using Well Logs From A Producing Niger Delta Field |