Перелік рекомендованих джерел

1. Латышова М.Г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических методов исследования скважин / М.Г. Латышова. – М.: Недра, 1991. 182 с.

2. Методичне керівництво для користувача комп’ютеризованої технології “Геопошук” з інтерпретації матеріалів ГДС. - К.: УкрДГРІ, 2002. - 72 с.

3. Методичне керівництво по вивченню комп’ютеризованої технології “Геопошук”: навчальний посібник для студентів спеціальностей за напрямом “Геологія”. / Красножон М.Д., Косаченко В.Д., Тульчинський В.Г. [та ін.]. - Івано-Франківськ: Факел ІФНТУНГ, 2003. – 102 с.

4. Федорів В.В.Інтерпретація даних геофізичних досліджень свердловин: [лабораторний практикум]/ В.В. Федорів, Я.М. Коваль. – Івано-Франківськ: Факел, 2009. - 100 с.

Лабораторна робота №3

КОМПЛЕКСНА ОБРОБКА І ІНТЕРПРЕТАЦІЯ ДАНИХ БКЗ, БК ТА ІК ЗА ДОПОМОГОЮ АС “ГЕОПОШУК”

 

Мета та завдання роботи

Метою лабораторної роботи є засвоїти основні принципи комплексної обробки даних БКЗ, БК та ІК.

Завдання лабораторної роботи є навчитись визначати дійсний опір пласта, опір зони проникненя та діаметр зони проникнення в результаті комплексної обробки даних БКЗ, БК та ІК із використанням АС “Геопошук”.

 

Теоретичні відомості

При інтерпретації даних БКЗ для кожного пласта будується фактична крива залежності ρ _у від довжини зонда АО (L _з). Значення ρ _у знімаються із діаграм БКЗ, що записані зондами різної довжини (див. лаб.№2).

Кривою БКЗ називається крива залежності УЕО від довжини зонда при нескінченній потужності пласта. Розрізняють криві БКЗ теоретичні або розрахункові та фактичні або спостережені. Теоретичними кривими БКЗ називаються криві, які отримані шляхом розрахунку або графічних побудов.

При інтерпретації даних БКЗ використовується прийом співставлення фактичної кривої з палеточними кривими. Щоб вибрати відповідну палетку, необхідно встановити тип фактичної кривої зондування. В певних умовах тип кривої та необхідну палетку визначають за рядом явних ознаках, а якщо їх буває не достатньо, то тип кривої визначається тільки після співставлення фактичної кривої зондування із двошаровою палеткою.

Комплексна інтерприація даних електричного каротажу з метою оцінки питомого електричного опору пласта (ПЕО) та параметрів зони проникнення (питомого опопру – ρ_зп та відносного діаметра – D) є основним і найбільш складним етапом в технологічному процесі який виконується за допомогою АС “Геопошук” (програма “Электрометрия” рис. 3.1). В ряді випадків БКЗ не вирішує цього завдання. В зв'язку з ростом глибин досліджень, де переважають пласти середньої та малої потужності, спостерігається чергування пластів високого та низького опорів (мають місце екранні явища), висока мінералізація бурового розчину та ін., градієнт-зонди вже не можуть бути проінтерпретовані самостійно. В цих умовах використовується комплекс різнотипних зондів з високими вертикальною та радіальною характеристиками (градієнт-зонди, боковий каротаж (БК) та індукційний каротаж (ІК). Інтерпретація БКЗ, а особливо комплексу різнотипних зондів, є досить складною процедурою. Алгоритмізації цього процесу присвячено величезну кількість робіт, але можливості по його вдосконаленню ще далеко не вичерпані. Поява швидкодіючих ПЕОМ з широкими графічними можливостями надала новий імпульс розвиткові технології комплексної інтерпретації електрокаротажу.

 

Рисунок 3.1 – Загальний вигляд вікна програми "Электрометрия"

 

Інтерпретація даних електричного каротажу, залежно від умов геоелектричного розрізу і завдання на обробку, може виконуватися двома способами: методом приведених кривих і шляхом мінімізації виміряних і розрахункових значень опорів (УЕО) і електропровідності.

Спосіб приведених кривих дозволяє отримати достовірніші результати в пластах з неоднорідною зоною проникнення і за наявності глибоких зон за рахунок екстраполяції приведеної кривої. Інтерпретація градієнт-зондів, ІК і БК на єдиній базі дозволяє виключати помилки, пов'язані з неточно заданими параметрами зони проникнення при самостійній обробці зондів ІК і БК. Даний спосіб характеризується високою швидкодією і технологічністю при комп'ютерній реалізації. При використанні способу мінімізації на відміну від інших програм, оцінка питомого опору виконується по кожному з інформативних зондів з подальшим виначенням середньозваженого УЕО.

Процес інтерпретації має ряд етапів: первинний аналіз, визначення приведених опорів, оцінка типу проникнення, визначення опору пласта і параметрів зони проникнення двома способами. Коротко розглянемо ці етапи.

Попередній аналіз вхідних даних, оцінка якості матеріалів БКЗ, БК та ІК. Попередній аналіз починається з оцінки потужності пласта (Н), як різниці між глибинами підошви та покрівлі пласта. При потужності пласта менше 0,6 м визначення його електричних параметрів не виконується внаслідок спотворення характерних значень (показів) по таких пластах впливом вміщуючих порід.

Далі визначається кількість зондів (показів параметрів), що беруть участь в інтерпретації. Не рекомендується включати в обробку ті зонди, довжина яких більш як в три рази перевищує потужність пласта.

Виконується перше наближення уявного електричного опору(УЕО) (ρ_п), за яке приймається значення УЕО по зонду максимальної довжини (L), де зберігається нерівність L< 0,8 H.

Виконується наближений контроль верхньої границі відношення ρ_у / ρ_с для контролю та виправлення випадкових похибок.

Для врахування суттєвого впливу вміщуючих порід на покази зондів електрокаротажу передбачено введення поправок у покази за вплив вміщуючих порід. Рівняння для введення поправок отримано в результаті статистичного аналізу даних палеточного матеріалу, який було виконано в КГВ УкрДГРІ. Програмою “Электрометрия” вираховується і вводиться в значення знятих відліків відповідний поправочний коефіцієнт.

Програма обробки даних електрометрії забезпечує засоби контролю якості вхідних даних та виправлення систематичних похибок у покази по зондах та опорі промивальної рідини.

Вирішення завдання здійснюється за методикою опорних пластів. Як опорні можуть бути використані пласти великої потужності (більш ніж 6 м), тобто пласти, в яких принаймні 4 зонди не спотворені впливом вміщуючих порід. В цій ситуації перевага віддається пластам без проникнення (їх повинно бути не менше трьох). В загальному випадку кількість опорних пластів повинна бути не менше п'яти, їх виділення виконується автоматично, або вручну на екрані дисплею.

Після вибору опорних прошарків можна автоматично підібрати оптимальне значення опору промивальної рідини, якщо воно заздалегідь невідоме, або уточнити відоме значення.

За наявності комплекту 4-5 зондів БКЗ можна уточнити УЕО ПР шляхом мінімізації розбіжність – сумарного відхилення теоретичних значень УЕО від фактичних. Для цього використовується команда меню Расчет/Оценка качества/Уточнить RS. Програма запустить ітеративну процедуру оптимізації. Після декількох кроків підбору буде запропонований поправочний коефіцієнт:

Якщо він дорівнює 1, програма не зуміла суттєво зменшити розбіжність шляхом масштабування УЕО ПР. Ви можете підтвердити вибір програми, або ввести поправочний коефіцієнт самостійно. Програма перерахує всі пропластки, зокрема опорні.

Після вибору опорних пропластків використовуйте команди Исправить БКЗ, Исправить ИК, Исправить БК меню Расчет/Контроль качества.

На відміну від перерахованих спеціальних команд ця команда підбирає поправочні коефіцієнти лінійною регресією.

Контроль за якістю показів бокового каротажу (БК) виконується за допомогою даних БКЗ на опорних пластах. Вимоги до опорних пластів такі: оцінка питомого опору за їх даними повинна бути стійкою, а діапазон значень опорів достатнім. Повідомлення про якість БК та кількісну характеристику коригуючого множника виносяться на екран монітора.

Індукційні методи ІК, ІКЗ, ВІКІЗ здійснюють основний вплив на оцінку УЕО незміненої частини малопотужних пластів через велику глибину проникнення при відносно хорошій вертикальній роздільній здатності.

Однак через конструктивні особливості фокусуючих зондів, у порівнянні із зондами БКЗ, що безпосередньо вимірюють електричний опір між притиснутими до стінки свердловини електродами, покази індукційних методів частіше бувають спотворені. Завданням контролю якості індукційного каротажу є його узгодження із показами інших зондів на наборі опорних пропластків великої потужності перш, ніж він буде використаний для оцінки УЕО в малопотужних пропластках.

Контроль за якістю індукційного каротажу (ІК) виконується аналогічно. Відміна є лише у властивості помилки – значення ІК можуть змінюватись з глибиною (найчастіше зростають), простежується дрейф нуля приладу. Рівняння дрейфу нуля і оцінка якості ІК подаються на екран монітору.

Процес оцінки якості бокового та індукційного каротажу повністю екранізований, починаючи з виділення опорних пластів за характерними точками діаграм та співставлення вхідних матеріалів до візуалізації виправлених каротажних кривих, з прийняттям остаточного рішення перед записом їх в базу даних. Всі обчислювальні та графічні процедури технологічно об'єднані в один програмний комплекс.

Систематичну похибку вимірювань добре видно на графіці зіставлення теоретичних і фактичних значень УЕО різних методів в опорних пропластках (рис. 3.2). Для того, щоб вивести цей графік на поле основної діаграми використовуйте команду меню Вид/Режим контроля качества. У режимі контролю якості, коли на полі основної діаграми виводиться графік теоретичних і фактичних значень УЕО, основна діаграма поточного пропластка виводиться замість додаткової діаграми (рис. 3.2).

 

 

 

Рисунок 3.1 – Вигляд меню в режимі контролю якості діаграм

 

Визначення приведених опорів по БКЗ, БК та ІК. Під приведеними опорами ми розуміємо уявні опори, які виправлені за вплив свердловини і вміщуючих порід. Виправлення за вплив свердловини виконується шляхом інтерпретації даних за умови відсутності зони проникнення. По кожному j -зонду (j= 1,2 …n) визначають такий опір ρ_прj при якому відхилення розрахункового (теоретичного) уявного опору ρ_у від фактичного вимірюваного є мінімальним, при чому виконується співвідношення:

 

, (3.1)

 

де CN1 – константа, закладена в програмі.

Мінімізація виразу (3.1) виконується методом направленого градієнтного спуску. Пошук приведених опорів приводиться в інтервалі де:

 

; . (3.2)

 

При виході за його межі ρ_пр присвоюються граничні значення. Розрахунок ρ_ут виконується табличним способом шляхом двовимірного пошуку з подальшою інтерполяцією значень ρ_ут/ρ_с для заданих на вході величин ρ_пр/ρ_с і L/d. Обчислення таблиць проводилося на ЕОМ по відомій формулі.

Приведені опори по зондах ІК отримуються шляхом виправлення виміряних значень провідності і уявного опору за скін-ефект і впливи свердловини. Розрахунки виконуються по аналітичних формулах, виведеними шляхом апроксимації табличних і графічних залежностей.

Оцінка типу проникнення промиваючої рідини. Як відомо, наявність зони проникнення значно ускладнює інтерпретацію матеріалів електричного каротажу і суттєво впливає на достовірність питомого опору пластка. Тому визначення наявності проникнення фільтрату бурового розчину і його типу є дуже важливим етапом інтерпретації. Відомо декілька способів оцінки типу проникнення, які зводяться до аналізу кривої БКЗ або співвідношень показів зондів. У програмі “Геопошук” реалізований розроблений в УкрДГРІ алгоритм оцінки наявності і типу проникнення шляхом аналізу радіальних змін приведених опорів. Очевидно, що при понижуючому проникненні повинне спостерігатися монотонне збільшення приведених опорів, а за відсутності проникнення приведені опори будуть однаковими або близькими між собою (у межах похибки) і відповідати питомому опору пласта (див. рис. 3.2, 3.3 і 3.4).

Для практичної реалізації цих положень будується залежність приведених опорів від їх довжини. Приведені опори по градієнт-зондам доповнюються приведеними опорами по індукційному і боковому каротажу зі своїми ефективними довжинами.

Висновок про тип проникнення здійснюється на підставі значення а:

при – понижуюче проникнення фільтрата бурового розчину в пласт (рис. 3.2);

при – підвищуюче проникнення фільтрата бурового розчину в пласт (рис. 3.3).

 

 

Рисунок 3.2 – Понижаюче проникнення фільтрата бурового розчину в пласт (тришарове середовище, ρ_с<ρ_зп<ρ_п)

 

 

Рисунок 3.3 – Підвищуюче проникнення фільтрата бурового розчину в пласт (тришарове середовище ρ _с< ρ _зп> ρ _п)

 

 

У інших випадках передбачається, що проникнення відсутнє (рис.3.4). Тут – константа, закладена в програму.

При встановленні наявності проникнення ще раз перевіряється, наскільки воно є суттєвим. З цією метою виключається перший зонд, і процес повторюється без нього. Якщо співвідношення зберігається, то рішення про наявність проникнення приймається; при цьому константа знижується в 1,5 разу. При порушенні співвідношення вважається, що проникнення відсутнє.

 

 

Рисунок 3.4 – Відсутність проникнення фільтрата бурового розчину в пласт (двошарове середовище, ρ _зп= ρ _п)

 

Вибір способу інтепретації. Після оцінки типу проникнення проводиться вибір способу інтерпретації. При кількості зондів БКЗ не менше чотирьох, або різнотипних зондів не менше п'яти використовується спосіб приведених кривих. Виняток становлять пласти підвищеного проникнення з відношенням ρ_зп/ρ_с >100, де приведена крива неточно апроксимується рівнянням логістичного типу. В цьому випадку використовується спосіб мінімізації вихідних і розрахункових значень уявних опрів. Відмовитися від використання методу приведених кривих при автоматичному розрахунку можна, відзначивши пункт «Авторасчет методом минимизации» в діалозі настройки параметрів (Установки/Параметры). Якщо пункт «Расчеты как в программе Киев» не відмічений, при автоматичному розрахунку параметри пропластка, отримані методом приведених кривих, уточнюються методом мінімізації.

Наближена початкова оцінка опору зони проникнення ρ_зп починається з визначення опору ближньої зони ρ_БЗ як середнього арифметичного приведених опорів по перших двох зондах.

Інтерпретація кривих БКЗ, БК та ІК способом приведених кривих. Як вже указувалося вище, приведена крива електричного каротажу являє собою залежність приведених опорів по зондах БКЗ, ІК, БК від довжини зондів, вираженмх в одиницях діаметру свердловини. Вона відтворює радіальну зміну УЕО пласта від його присвердловинної зони до незміненої частини пласта. За відсутності проникнення ця залежність буде близькою до прямої лінії, яка паралельна осі абсцис (рис. 3.4). За наявності проникнення приведені опори змінюватимуться монотонно, тому що кожен з них, залежно від ефективного радіусу досліджень, відображає опір на відповідній глибині неоднорідної зони.

Інтерпретація кривих БКЗ, БК та ІК способом мінімізації. Цей спосіб застосовується в тих випадках, коли неможливо побудувати приведену криву, коли цього вимагають параметри настройки, або як альтернативний спосіб в діалоговому режимі. Визначення параметрів пропластка (ρ_п, ρ_зп, D/d) здійснюється в наступному порядку.

На першому етапі використовуються тільки покази по БКЗ.

Уточнення ρ_п, ρ_зп, D/d виконується методом покоординатного направленого градієнта спуску.

На другому етапі виконується аналіз питомих опорів по БКЗ спільно з опорами ІК/БК з метою визначення найбільш вірогідного значення УЕО пропластка.

 

Порядок виконання роботи

1. Запустити програму “Электрометрия” через Пуск/GeoPoisk/Электрометрия або у планшеті по команді Технология/Электрометрия.

2. Загрузити дані по пропласткам досліджуваної свердловини (команда Данные/Загрузить).

3. Вибрати опорні пропласти для оцінки якості даних БКЗ, БК та ІК (команда Расчет/Опорные пропластки/Выбрать). При необхідності добавити нові, або видаліть існуючі опорні пропластки.

4. Провести оцінку якості даних БКЗ, БК та ІК (команда Выд/Режим контроля качества). При необхідності здійсніть виправлення значень питомого електричного опору промивальної рідини (команда Расчет/Оценка качества/Уточнить RS) та показів методів електричного каротажу (команда Расчет/Оценка качества/ИсправитьБКЗ, Исправить ИК, Исправить БК)

5. Уточнити спосіб інтерпретації даних електричного каротажу (спосіб приведених кривих або спосіб мінімізації) і при необхідності поміняти на необхідний (команда Расчет/Способ приведенных кривых або Расчет/Способ минимизации).

6. Після оцінки якості даних БКЗ, БК, ІК та вибору способа інтерпретації здійснити перерахунок питомого електричного опору пропластків (команда Расчет/Пересчитать все пропластки). В результаты перерахунку у базі даних створяться файли (гис.RBKZ, гис.RPBK, гис.RPIK, гис.RPO, гис.RZ та гис.DZ), які відповідають питомому електричному опору пропластка та параметрам зони проникнення.

7. Здійснити поточковий розрахунок питомого електричного опору пласта та параметрів зони проникнення (команда Данные/Поточечный расчот).

8. Роздрукувати результати інтерпретації довільно вибраних трьох пластів (команда Данные/Просмотр).

 

Оформлення звіту

Звiт про виконану роботу повинен мiстити методичні вказівки до виконання роботи, роздруковані планшети каротажних діаграм. За результатами виконаної роботи зробити висновки.

Аналіз результатів роботи

У результаті проведеної роботи студент повинен зробити аналіз отриманих результатів та викласти висновки, щодо отриманих результатів.

3.6 Контрольні запитання

1. Які Ви знаєте типи проникнення фільтрата бурового розчину в пласт?

2. Як вибираються опорні пласти для оцінки якості матеріалів БКЗ, БК і ІК?

3. Які є способи інтепретації даних електричного каротажу?

4. В чому полягає суть комплексної інтерпретації даних БКЗ, БК, ІК способом приведених криви?

5. В чому полягає суть комплексної інтерпретації даних БКЗ, БК, ІК способом мінімізації?