Mélyfúrási geofizika Balázs László
Yüklə 5,94 Kb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Iszap és iszapfiltrátum fajlagos ellenállása
- Rétegvíz fajlagos ellenállásnak (R w ) becslése
- Cementációs kitevő becslése (m)
- Víztelítettség becslése (S w )
- Nem redukálható vízmennyiség becslése (S wirr )
- Permeabilitás becslése 144 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/
16.2. ábra. U maa -ρ maa diagram litológia meghatározásához.(HDS-2000 szoftver grafika) Porozitás becslése Cél: Porozitásra érzékeny mérésekből (neutronporozitás, sűrűség, akusztikus terjedési idő, dielektromos állandó) effektív porozitás (φ e ) becslése. Elsőként a porozitáskövető szelvényekből látszólagos porozitásokat becsülünk a litológia feltételezése mellett (mátrixhatás korrekciók). (16.15.) , (16.16.) , (16.17.) . Az esetleges gázos és agyagos zónák elkülönítésénél hasznos a neutron és sűrűség porozitások azonos skálán való megjelenítése (16.3. ábra - „overlay”). Majd a szelvények agyaghatás korrekciója következik: (16.18.) korrigált sűrűségporozitás, (16.19.) korrigált neutronporozitás, (16.20.) korrigált akusztikusporozitás. A korrekciókban felhasznált agyagparamétereket egy közeli agyagzónánál határozhatjuk meg. Az agyagpontok kijelölését és a litológiától kevéssé független porozitás meghatározást segítheti a neutron-sűrűség diagram (16.4. ábra), amelyen a fontosabb mátrix típusok elméleti görbéi láthatóak. Az agyagosság miatt elnyúló 138 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ pontfelhő alakja az agyag betelepülésének módjára (diszperz, lamináris, szerkezeti) utal, amely segíthet a megfelelő kőzetfizikai modell kiválasztásában. Ha a kőzet szénhidrogéntartalma nem jelentős, akkor az effektív porozitást a korrigált porozitások átlagával fejezhetjük ki. (16.21.) . A korrigált szelvények értékei alapján történik az effektív porozitás becslése. Szénhidrogén tartalom esetén ez elvileg iteratív úton lehetséges, hiszen a szénhidrogén-korrekció a porozitás függvényében, a következő lépésben meghatározandó víztelítettségtől függ, de szokás gáztartalmú kőzetekben az alábbi tapasztalati úton meghatározott közelítő formulát alkalmazni: (16.22.) . 16.3. ábra. Porozitáskövető szelvények (Dt: akusztikus terjedési idő, Phin: neutronporozitás, Rhob: sűrűség) egyesített megjelenítése. Jól látható (sárgával satírozva) a jellegzetes gázindikáció. Az utolsó két sávban az agyaghatásra korrigált sűrűség és neutron porozitás, illetve az ebből számított effektív porozitás látható (Phie). 139 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ 16.4. ábra. Sűrűség- neutron diagram kis mésztartalmú homokkő mátrixú agyagos tárolónál. A pontfelhő alakja jórészt diszperz agyagosságra utal. (HDS-2000 szoftver grafika) A porozitáskövetőkből másodlagos porozitás becslése is végrehajtható, az akusztikus mérésekből és a radioaktív mérésekből származó porozitások összevetésével. A másodlagos porozitás index (SPI): (16.23.) . Néhány agyagos homokkő víztelítettségi modellben szükség van az agyag porozitására (ɸ tsh ), amely a modell szerint a kötött víz frakcióhoz tartozik. Ennek becslése: (16.24.) . Ahol p tapasztalati konstans (0.5 – 1.0) intervallumban. Ennek segítségével felírható a tároló kőzet totális porozitása: (16.25.) . Iszap és iszapfiltrátum fajlagos ellenállása Cél. iszap elektromos paramétereinek meghatározása. Az iszapfiltrátum szerephez jut az elárasztott zóna víztelítettségének és így a kitermelhető szénhidrogén mennyiség meghatározásában, felhasználjuk a rétegvíz fajlagos ellenállás-becsléseknél is. Az iszapfiltrátum fajlagos ellenállását (R mf ) általában felszíni hőmérsékleten (T 0 ) mérik meg, innen át kell számítani a fúrólyuk hőmérsékletére (T): (16.26.) . Az iszap fajlagos ellenállását (R m ) az elektromos szelvények fúrólyukhatás korrekcióknál használjuk fel. A felszíni adatokból 16.26. egyenlettel analóg módon számíthatjuk át a vizsgált mélység hőmérsékletére. Ha csak fúróiszap adat áll rendelkezésre, az iszapfiltrátum fajlagos ellenállása többféle tapasztalati összefüggéssel becsülhető. Legegyszerűbben: 140 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ (16.27.) . Fajlagos ellenállás mérések korrekciói (R t , R xo ) Cél: Látszólagos fajlagos ellenállás értékekből a rétegek fajlagos ellenállásának becslése. Az elárasztás fajlagos ellenállás eloszlás modelljére vonatkozó inverzió alapján meghatározható az érintetlen zóna fajlagos ellenállása (R t ) és az elárasztott zóna ekvivalens fajlagos ellenállása. Ezeket grafikus úton (tornádó- diagramok segítségével is) végezhető. A fókuszált eszközök esetében a legnagyobb kutatási mélységű eszköz eredményei közelítőleg használhatók R t becsléseként. A mikroszondák által mért fajlagos ellenállás (iszaplepény korrekció után) (R xo ) használható az elárasztott zóna fajlagos ellenállásának becsléseként. Rétegvíz fajlagos ellenállásnak (R w ) becslése A víztelítettség becsléseknek egyik kulcsparamétere. Becsülhetjük permeábilis intervallumnál az SP szelvény agyagvonalhoz képesti kitéréséből (Sztatikus SP - SSP), a hőmérséklet és az R mf ismeretében: (16.28.) . A fenti összefüggés 30 000 ppm NaCl ekvivalens koncentráció alatt alkalmazható további korrekció nélkül. Az R w 25°C-on meghatározott értékéből meghatározhatjuk az ekvivalens NaCl koncentrációt ppm-ben. A koncentráció logaritmusa (c): (16.29.) . Az R w becsülhető R t és a becsült effektív porozitás értékek segítségével, alkalmazva az Archie-formulát, számítva az un. látszólagos rétegvíz fajlagos ellenállás értéket (R wa ). (16.30.) . Adott mélység intervallumon R wa minimális értékeit tekinthetjük R w becslésének, amennyiben a becslésből kizárjuk az agyagos zónákat. A rétegvíz fajlagos ellenállás becsléseknél figyelembe kell venni a rétegvizsgálatok, teszteres mérések eredményeit, számítva arra, hogy a vízmintában részben visszanyert fúróiszap is lehet, torzítva az eredményeket. Cementációs kitevő becslése (m) Cél: A pórustér geometriája által meghatározott zónaparaméterek becslése. A cementációs kitevő (m) és a tortuozitási együttható (a), a fajlagos ellenállás modellek fontos paraméterei. Értéküket leggyakrabban a kőzettípusra vonatkozó előzetes információk alapján határozzuk meg. 141 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ a m Modell 1 2 Karbonát 0.62 2.15 Humble (homokkő) 0.8 2 Tixier (kevésbé kompaktált) 1 1.87-0.013/ф Shell (kis porozitású karbonát) 16.2. táblázat. Cementációs modellek Az m értékét Picket-diagramon (elsősorban vizes zónáknál ellenőrizhetjük) a pontfelhő alakja szerint (16.5. ábra). Repedezett vagy üreges másodlagos porozitású kőzet esetére Aguilera dolgozott ki kvantitatív eljárást (Aguilera 2003). Víztelítettség becslése (S w ) Cél: Az effektív pórustéren belüli fluidum arányok becslése készletbecslésekhez és tárolómodellezéshez. A fenti adatokból megfelelő modellválasztással számíthatjuk ki a pórustér víztelítettségét. Az adatrendszer grafikusan is vizsgálható ebből a szempontból az un. Picket-diagramon (16.5. ábra), amelyen tiszta, agyagmentes tároló esetén elkülönülnek a különböző víztelítettségű zónák. 16.5. ábra. Picket-diagram víztelítettség előzetes meghatározásához, a cementációs kitevő és rétegvíz fajlagos ellenállásának ellenőrzéséhez. (HDS-2000 szoftver grafika) A víztelítettségről kapható áttekintés mellett mind a cementációs kitevő, mind az S w vonalak meredeksége ellenőrizhető. Megjegyezzük, hogy a cementációs kitevő izotróp pórustérre 2 körüli érték, a repedezettség megjelenése csökkenti, míg az oldási üregek megjelenése általában növeli az értékét. Tiszta tároló kőzetek esetén a víztelítettség a tapasztalati alapokon nyugvó Archie-formulával számítható: (16.31.) . 142 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ Agyagos tárolók esetén az agyag vezetőképességét is figyelembe kell venni. A modellek egy része függ az agyag betelepülés módjától. Diszperz agyag betelepülés esetén a pórustérben levő agyagot és pórusfolyadékot keverék elektrolitnak tekintjük, melynek eredő ellenállását a két vezető frakció párhuzamos kapcsolásával nyerjük így felépítve a víztelítettség számítás alapját képező elektromos kőzetmodellt: (16.32.) . A modellben az agyagot a pórustér részeként, a pórusvízzel összevonva kezeltük. A diszperz agyag teljes pórustérre vonatkoztatott aránya q. Lamináris agyag feltételezése mellett az agyagos és porózus rétegeket kapcsoljuk párhuzamosan részarányuknak megfelelően: (16.33.) . Többféle agyagtípus jelenlétében is jól használható az Indonézia-formula, mely kis sótartalmú rétegvizek esetén is jó eredményeket ad: (16.34.) . A formula alkalmazható az agyagokra vonatkozó vezetőképesség és sókoncentráció függvény nemlineáris szakaszán is. Hasonló agyagtípustól független az un. total shale formula: (16.35.) . Nagyon gyakran alkalmazzák az agyagtípustól független Dual-Water modellt, melyben az agyagfrakciót két komponensre bontják: egy kötött víz és egy száraz agyag részre. A kötött vizet a teljes pórustérhez (ф t ) sorolva, a pórusvízzel elektromos szempontból párhuzamosan kötve számítják ki a kőzet eredő fajlagos ellenállását: (16.36.) . A szaturációs kitevő értékét 2-nek választva 16.36-ból a teljes pórustérfogatra vonatkozó víztelítettség: (16.37.) . A formula fontosabb paramétereinek becslésénél a korábban meghatározott agyag teljes porozitásnak kulcsszerepe van: (16.38.) : a kötött víz fajlagos ellenállása, 143 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ (16.39.) : a kötött víz frakció. A kötött víz szaturáció jó becslése a nem redukálható vízmennyiségnek (S wirr ) A 16.37. formulában kifejezett teljes víztelítettségből kiszámíthatjuk az effektív pórustérre vonatkozó effektív víz szaturációt: (16.40.) . A rétegvíz ellenállás helyére iszapellenállást írva és R t helyére R xo -t írva, az elárasztott zóna víztelítettségére kapunk becsléseket (S xo ). A mozgó szénhidrogén mennyiségére adható becslés: (16.41.) . A szénhidrogén teljes kőzetre vonatkoztatott fajlagos térfogati aránya a készletszámításokhoz: (16.42.) . Nem redukálható vízmennyiség becslése (S wirr ) A nem redukálható víztartalom többnyire a szemcsék felületén kötött víz frakciót jelenti. Agyagásványok jelenlétében különösen magas lehet a részaránya (50% felett). Becslése lehetséges labormérések alapján, fázishatárok felett a vízszaturáció határértéke alapján. un. Buckles-diagram (16.6. ábra) hiperbolái alapján, illetve a Dual-Water modellnél alkalmazott kötött víz szaturáció (S bw ) agyagos tárolók esetén szintén tekinthető S wirr becslésnek. A legpontosabb becslések NMR mérések alapján lehetségesek. 16.6. ábra. Buckles-diagram S wirr becsléséhez. (HDS-2000 szoftver grafika) Látható, hogy a szénhidrogénnel telített pórustér tartományon a pontfelhő egy hiperbolán helyezkedik el. A hiperbola megmutatja az adott porozitáshoz tartozó nem redukálható vízszaturáció értékét. Permeabilitás becslése 144 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ Ha labormérések alapján felállított összefüggések nem állnak rendelkezésre, akkor szelvények alapján (Karman- Kozeny típusú félempirikus formulák) becsülhetjük a permeabilitást (mD egységben): (16.43.) (Tixier-formula), (16.44.) (Timur-formula), (16.45.) (Coates-formula). A nem redukálható vízmennyiség szerepet játszik a relatív permeabilitások becslésénél, kétfázisú esetben (víz és olaj): (16.46.) , (16.47.) . Kétfázisú áramlásnál a valós permeabilitás a relatív és a vízre meghatározott permeabilitás szorzataként áll elő. Vízhozam becslése Kétfázisú áramlás esetén a víz arányát a termelvényben (water cut) a következő formulával becsülhetjük a relatív permeabilitásokból és viszkozitásokból: (16.48.) Rezervoár vastagságok A területre meghatározott küszöbparaméterekkel (cutoff), meghatározhatjuk a rezervoárok vastagságát, majd erre vonatkoztatva, megfelelő átlagolással ez ekvivalens rezervoár paramétereket. Az agyagtartalom és porozitásra megszabott küszöbértékekkel határozhatjuk meg a rezervoár vastagságát (Gross interval), majd S w küszöb érték segítségével ezen belül a termelő zónákat (Net pay interval). A rezervoármodellezéshez, a fúrásban maghatározott információ kiterjesztéséhez szükség van a termelő vastagság relatív értékére (NTG - Net to Gross). (16.7. ábra) 145 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ 16.7. ábra. Eredmény szelvények, a mélység mellett feltűntettük a rezervoárokhoz kapcsolódó indikátor függvényeket (Gross, Net pay). (HDS-2000 szoftver grafika) 146 A szelvények kiértékelése (rövid összefoglalás) XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ Irodalom Aguilera, M.S. és Aguilera, R.. Improved models for petrophysical analysis of dual porosity reservoirs. 2003. Petrophysics. 44. (1). 21–35. Balázs, L.. Egyenáramú elektromos mérések modellezése inhomogén közegekben. 2010. PhD Disszertáció, ELTE TTK. Balázs, L.. Kőzetfizika. megjelenés alatt. ELTE TTK jegyzet. Balázs, L. és Gyurkócza, Cs.. Neutrondetektorok. 2002. BME Laborjegyzet. Balázs, L.. Modelling and examination of penetration neutron sonde behaviour in various logging environments by Monte-Carlo method, and diffusion approximation. 2008. Geophysical Transactions. 45. 135-156. Coates, G. R., Xlao, L., és Prammer, M. G.. NMR Logging, Priciples and Applications. 1999. Halliburton. De-Witte, L. és Gould, R. W.. Potential distribution due to a cylindrical electrode mounted on an insulting probe. 1959. Geophysics. XXIV. 3. 566-579. Dobróka, M.. Szabó, N.. Interval inversion of well-logging data for automatic determination of formation boundaries by using float-encoded genetic algorith. 2012. Journal of Petroleum Science and Engineering. 86-87. Doll, H. G.. The laterolog: a new resistivity logging method with electrodes using an automatic focusing system. 1951. Petroleum Transactions, AIME. 192. 305-316. Doll, H. G.. Introduction to Induction logging and Application to Logging of Wells Drilled with Oil Base Mud. . Journal of Petroleum Technology. 1. 6 (June 1949). 148-162. Ellis, D. V. és Singer, J. M.. Well logging for Earth Scientists. 2007. Springer. Crowder, R. E. és Mitchell, K.. Spinner Flowmeter Logging a Combination of Borehole Geophysics and Hydraulics. 2002. Well Design Workshop, Arizona. Dewan, J. T.. Modern Open-Hole Log Interpretation. 1983. PennWell. Jackson, J. D.. Klasszikus elektrodinamika. 2004. Typotex Kiadó. Kaufmann, A. A. és Keller, G. V.. Induction Logging. 1989. Elsevier Science Publisher. Landau, L. D. és Lifsic, E. M.. Elméleti fizika VII.. 1974. Tankönyvkiadó, Budapest. Tittman, J.. Geophysical Well Logging. 1986. Academic Press Orlando. Schlumberger. Log Interpretation Principles/Applications. 1989. Schlumberger. Smolen, J. J.. Cased Hole and Production Log Evaluation. 1996. PennWell, Tulsa Oklahoma. Szatmáry, Z.. Bevezetés a reaktrofizikába. 2000. Akadémiai Kiadó, Budapest. 147 XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at http://www.renderx.com/ Document Outline
Yüklə 5,94 Kb. Dostları ilə paylaş:
|