Метод оценки пористости коллекторов

Основными методами определения коэффициентов пористости являются три независимых метода: стационарный нейтронный метод НМ, акустический АМ и гамма-гамма плотностной метод ГГМ-П. Показания этих методов определяются величиной коэффициента пористости и вкладом глинистого материала, присутствующего в г.п. В связи с этим при решении задач определения пористости по данным этих методов следует произвести учет влияния глинистого вещества в полезный сигнал каждого из них. Для этих целей необходимо оценить содержание глинистого материала в породе по показаниям методов ГИС и располагать информацией о свойствах глинистых минералов в породе – их минеральном составе и петрофизических свойствах, что определяется по результатам изучения образцов керна.

Различные геофизические методы позволяют определять разные виды пористости. По данным метода сопротивлений находят межзерновую пористость в терригенных и межзерновых карбонатных породах. По диаграммам методов рассеянного гамма-излучения и нейтронных определяют общую пористость к_{п, общ}, по диаграммам акустического метода – межзерновую пористость к_{п, мз}. По данным комплекса методов можно установить компоненты пористости. Так, по комплексу методов НМ, ГГМ, и АМ в сложныз карбонатных коллекторах определяются к_{п, общ} и компоненты к_{п, мз} и к_{п, вт}= к_п,к + к_п,т. Трещинная пористость находится по методу сопротивлений в варианте способа двух растворов или по комплексу методов сопротивлений и одного из методов пористости (нейтронный или ГГ) при вскрытии разреза на минерализованном глинистом растворе. Эффективную пористость коллекторов любого типа, кроме низкопористых трещинных, можно определить по диаграммам метода ЯМР, а в терригенных глинистых коллекторах - по комплексу методов пористости и глинистости.

Качество индивидуальной интерпретации определяется степенью использования физических законов, привлекаемых для теоретического построения интерпретационных моделей, алгоритмов решения прямых и обратных задач методов ГИС. Эти законы отражают физическую природу используемых методов и количественно выражаются дифференциальными и интегро-дифференциальными уравнениями математической физики (уравнения Максвелла, Лапласа, Навье-Стокса, переноса излучения Больцмана, гидродинамики, диффузии и теплопроводности и др.). Эти уравнения линейны. Изучение физических свойств горных пород в интерферирующих полях различной физической природы (сейсмоэлектрический эффект в нейтронных и гамма-полях, нейтронно-акустический эффект и другие) ставит на очередь описание нелинейных эффектов.

Разработка способов количественной интерпретации данных каждого отдельно взятого метода ГИС включает решение следующих трех различных, хотя и взаимосвязанных, проблем.

Решение прямой задачи

Под прямой задачей понимается расчет показаний прибора в системе "скважина-пласт" при фиксированных геолого-технических условиях измерений. Решение прямой задачи включает в себя изучение влияния на показания скважинных приборов радиальной неоднородности системы "скважина-пласт" (сюда относится также проблема учета влияния изменений физических свойств пород в около скважинных зонах) и вертикальной разрешающей способности метода.

Решение прямой задачи позволяет изучить закономерности физического поля в системе "скважина-пласт", влияние на показания радиальной неоднородности этой системы; такие специальные характеристики поля (аппаратуры), как глубинности исследования -геометрическую и информационную, вертикальную разрешающую способность.

Решение прямой задачи позволяет изучить интерпретационные зависимости, выявить метрологические характеристики аппаратуры и сформулировать правила (процедуры и технические средства) их определения, найти критерии и технические возможности для оптимизации аппаратуры.

Целевой функцией, реализующей критерий оптимальности информационно- измерительной системы по ее метрологическим характеристикам, является результирующая погрешность определения искомого интерпретационного (петрофизического) параметра. Величина этой погрешности зависит от чувствительностей показаний не только к определяемому параметру, но и ко всем параметрам-помехам, а также от погрешности измерений параметров-помех.

Например, двухзондовая модификация ННМ обеспечивает существенно большую точность определения водородосодержания пород, чем однозондовая, при гораздо меньшей чувствительности к определяемому параметру (при не слишком высоких водородосодержаниях).

Возможны три пути решения прямых задач: эмпирический (аппроксимационный), феноменологический и строгий аналитический. При очевидной предпочтительности строгого аналитического подхода он обладает принципиальными ограничениями. При очень низкой симметрии задачи и сложности конструкции скважинного прибора строгое решение классическими методами математической физики невозможно получить в аналитической форме с учетом большого числа параметров, характеризующих конструктивные особенности аппаратуры и технические условия измерений. Возможно сочетание всех трех подходов.

Если решение прямой задачи удается получить (например, с помощью феноменологического подхода) в аналитической форме, которая допускает обращение относительно искомого петрофизического (интерпретационного) параметра, то такое решение называется интерпретационной моделью.

Если решение прямой задачи удается получить в виде интерпретационной модели, то это не только радикально облегчает построение алгоритма интерпретации, но и существенно повышает точность результатов (в сравнении с эмпирическими алгоритмами) Алгоритмы, полученные обращением интерпретационной модели, реализуют прямую беспоправочную, беспалеточную и бескерновую ("алгоритмическую") интерпретацию. При наличии строго обоснованных петрофизических моделей такие алгоритмы не нуждаются в петро-физической настройке.