Выбор оптимальной методики прогноза глубин продуктивных горизонтов по сейсмическим данным на примере Оренбургского месторождения
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 6
1.1 Краткие сведения о месторождении 6
1.2 Тектоника 7
1.3 Этапы геолого-тектонического развития 9
1.4 Литолого-стратиграфическая характеристика месторождения 10
1.5 Нефтегазоносность 14
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРУКТУРНЫХ ПОСТРОЕНИЙ 17
2.1 Определение задачи структурных построений 17
2.2 Решение задачи прогноза глубин 17
2.3 Выбор модели прогноза. 18
2.4 Выбор опорного горизонта 20
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА 23
3.1 Постановка задачи 23
3.2. Состав программного пакета 24
3.3 Состав программных модулей 24
3.3.1 МодульBuildSection.wl 24
3.3.2 МодульVisualization.wl 28
3.3.3 Модуль PredictionModels.wl 31
3.3.4 Модуль Supportive.wl 33
4. ОПРОБОВАНИЕ 36
4.1 Опробование на данных участка месторождения, покрытого съемкой МОВ ОГТ 2Д 36
4.1.1 Подготовка данных к опробованию 36
4.1.2 Прогноз глубин 38
4.1.3 Анализ результатов прогнозирования. 40
4.2 Опробование на данных участка месторождения, покрытого съёмкой МОВ ОГТ 3Д 41
4.2.1 Подготовка данных к опробованию 41
4.2.2 Прогноз глубин 43
4.2.3 Анализ результатов прогнозирования 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 50
ПРИЛОЖЕНИЕ А 51
1. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 6
1.1 Краткие сведения о месторождении 6
1.2 Тектоника 7
1.3 Этапы геолого-тектонического развития 9
1.4 Литолого-стратиграфическая характеристика месторождения 10
1.5 Нефтегазоносность 14
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРУКТУРНЫХ ПОСТРОЕНИЙ 17
2.1 Определение задачи структурных построений 17
2.2 Решение задачи прогноза глубин 17
2.3 Выбор модели прогноза. 18
2.4 Выбор опорного горизонта 20
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ПАКЕТА 23
3.1 Постановка задачи 23
3.2. Состав программного пакета 24
3.3 Состав программных модулей 24
3.3.1 МодульBuildSection.wl 24
3.3.2 МодульVisualization.wl 28
3.3.3 Модуль PredictionModels.wl 31
3.3.4 Модуль Supportive.wl 33
4. ОПРОБОВАНИЕ 36
4.1 Опробование на данных участка месторождения, покрытого съемкой МОВ ОГТ 2Д 36
4.1.1 Подготовка данных к опробованию 36
4.1.2 Прогноз глубин 38
4.1.3 Анализ результатов прогнозирования. 40
4.2 Опробование на данных участка месторождения, покрытого съёмкой МОВ ОГТ 3Д 41
4.2.1 Подготовка данных к опробованию 41
4.2.2 Прогноз глубин 43
4.2.3 Анализ результатов прогнозирования 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 50
ПРИЛОЖЕНИЕ А 51
Одним из основных этапов интерпретации сейсмических данных как на этапе поиска и разведки месторождений, так и на этапе их эксплуатации является структурная интерпретация – определение морфологии отражающих границ. Сложность этой задачи определяется как геологическими факторами, так и степенью изученности района работ.
Большинство разрабатываемых месторождений ПАО «Газпром нефть» приурочены к антиклинальным структурам осадочного чехла. Это касается месторождений, связанных как с выдержанными по площади пластами морского генезиса, так и резко изменчивыми по латерали пластами склоновых или континентальных фаций. Отсюда следует важность структурной интерпретации и выбора методики прогноза.
В случае ошибки прогноза глубин геологическая модель может существенно измениться, что в свою очередь повлечёт к изменению величины запасов. Принимая во внимание себестоимость бурения эксплуатационных скважин, некорректный прогноз непременно отразится на экономических показателях.
Если рассматривать техническую сторону вопроса, то здесь стоит отметить, что в целях экономии времени обычно для прогноза глубин применяют две модели – это средняя скорость и модель линейной регрессии зависимости глубины от времени. Применение других методов, в том числе скоростей ОГТ – редкость. Кроме того, при использовании традиционного метода средней скорости возникает проблема вычисления погрешности прогноза, которая решается только для случая сейсмической съемки 2Д. Для 3Д в этом случае погрешность оценивают методом кроссвалидации, что не вполне корректно.
Таким образом целью исследования стал анализ существующих моделей прогноза глубин. Для этого в данной работе используются как экспериментальные данные, полученные в ходе стажировки и работы в научно-техническом центре Газпромнефти, так и синтетические, смоделированные в разработанном самостоятельно пакете программ.
Оригинальные материалы предоставлены ООО «Газпромнефть-НТЦ» по Восточному участку Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения (ОНГКМ). Изучаемый участок характеризуется сложным распределяем скоростей, в разрезе есть локальные аномалии обусловленные соляными диапирами. Решение задачи структурных построений здесь является актуальной задачей, а результат структурных построений определяет распределение запасов и размещение фонда добывающих скважин.
Задачи дипломной работы можно разделить на геологические и методические.
Геологические задачи:
• изучение геологического строения Оренбургского месторождения с использованием опубликованных и фондовых источников,
• интерпретация сейсмических данных и прогноз глубин в пределах месторождения.
Методические задач:
• анализ основных подходов определения скоростных моделей и методов прогноза глубин,
• изучение математического ПО Mathematica и языка программирования WolframLanguage, написания программного пакета для анализа данных и прогноза глубин,
• апробация написанной программы на синтетических и экспериментальных данных, в т.ч. на участке Оренбургского месторождения.
Защищаемые положения.
В качестве защищаемых положений в дипломной работе выступаю следующие утверждения:
1. Описанные в работе модели прогноза глубин позволяют получать альтернативные варианты структурных карт, которые могут в большей степени описывать скважинные данные;
2. Разработанный пакет функций позволяет прогнозировать глубины и выполнять выбор оптимальной методики.
Научная новизна связана c созданием программного продукта, обеспечивающего моделирование синтетических моделей и прогнозирование геометрии глубинных горизонтов.
Практическая значимость исследования заключается в изучении и анализе применения методов прогноза структур на примере синтетических и экспериментальных данных.
Автор выражает благодарность научному руководителю Сакулиной Тамаре Сергеевне за профессиональную поддержку и редакцию написанного материала, научному консультанту Екименко Антону Валерьевичу за предоставленные для исследования материалы и постоянное содействие в написании работы, а также Белову Кириллу Валентиновичу за оказанную помощь в редактировании программного кода.
В следующих главах представлено подробное описание решения поставленных задач. Результаты, полученные в ходе дипломной работы, докладывались в рамках научно-практической конференции Геобайкал 2022, опубликованы тезисы «Эффективность моделей прогноза глубины в сейсморазведке. Анализ синтетических моделей и экспериментальных данных». А.В. Екименко, Е.М.Кузнецова.
Большинство разрабатываемых месторождений ПАО «Газпром нефть» приурочены к антиклинальным структурам осадочного чехла. Это касается месторождений, связанных как с выдержанными по площади пластами морского генезиса, так и резко изменчивыми по латерали пластами склоновых или континентальных фаций. Отсюда следует важность структурной интерпретации и выбора методики прогноза.
В случае ошибки прогноза глубин геологическая модель может существенно измениться, что в свою очередь повлечёт к изменению величины запасов. Принимая во внимание себестоимость бурения эксплуатационных скважин, некорректный прогноз непременно отразится на экономических показателях.
Если рассматривать техническую сторону вопроса, то здесь стоит отметить, что в целях экономии времени обычно для прогноза глубин применяют две модели – это средняя скорость и модель линейной регрессии зависимости глубины от времени. Применение других методов, в том числе скоростей ОГТ – редкость. Кроме того, при использовании традиционного метода средней скорости возникает проблема вычисления погрешности прогноза, которая решается только для случая сейсмической съемки 2Д. Для 3Д в этом случае погрешность оценивают методом кроссвалидации, что не вполне корректно.
Таким образом целью исследования стал анализ существующих моделей прогноза глубин. Для этого в данной работе используются как экспериментальные данные, полученные в ходе стажировки и работы в научно-техническом центре Газпромнефти, так и синтетические, смоделированные в разработанном самостоятельно пакете программ.
Оригинальные материалы предоставлены ООО «Газпромнефть-НТЦ» по Восточному участку Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения (ОНГКМ). Изучаемый участок характеризуется сложным распределяем скоростей, в разрезе есть локальные аномалии обусловленные соляными диапирами. Решение задачи структурных построений здесь является актуальной задачей, а результат структурных построений определяет распределение запасов и размещение фонда добывающих скважин.
Задачи дипломной работы можно разделить на геологические и методические.
Геологические задачи:
• изучение геологического строения Оренбургского месторождения с использованием опубликованных и фондовых источников,
• интерпретация сейсмических данных и прогноз глубин в пределах месторождения.
Методические задач:
• анализ основных подходов определения скоростных моделей и методов прогноза глубин,
• изучение математического ПО Mathematica и языка программирования WolframLanguage, написания программного пакета для анализа данных и прогноза глубин,
• апробация написанной программы на синтетических и экспериментальных данных, в т.ч. на участке Оренбургского месторождения.
Защищаемые положения.
В качестве защищаемых положений в дипломной работе выступаю следующие утверждения:
1. Описанные в работе модели прогноза глубин позволяют получать альтернативные варианты структурных карт, которые могут в большей степени описывать скважинные данные;
2. Разработанный пакет функций позволяет прогнозировать глубины и выполнять выбор оптимальной методики.
Научная новизна связана c созданием программного продукта, обеспечивающего моделирование синтетических моделей и прогнозирование геометрии глубинных горизонтов.
Практическая значимость исследования заключается в изучении и анализе применения методов прогноза структур на примере синтетических и экспериментальных данных.
Автор выражает благодарность научному руководителю Сакулиной Тамаре Сергеевне за профессиональную поддержку и редакцию написанного материала, научному консультанту Екименко Антону Валерьевичу за предоставленные для исследования материалы и постоянное содействие в написании работы, а также Белову Кириллу Валентиновичу за оказанную помощь в редактировании программного кода.
В следующих главах представлено подробное описание решения поставленных задач. Результаты, полученные в ходе дипломной работы, докладывались в рамках научно-практической конференции Геобайкал 2022, опубликованы тезисы «Эффективность моделей прогноза глубины в сейсморазведке. Анализ синтетических моделей и экспериментальных данных». А.В. Екименко, Е.М.Кузнецова.
Определение морфологии отражающих границ – важная задача разведочной геофизики. Задача особенно актуальна при интерпретации структур нефтегазовых месторождений, залежи которых связаны с ловушками антиклинального типа. Это обуславливает важность выбора методики прогноза глубин.
Целью выполненного исследования был анализ существующих моделей прогноза глубин. Для этого были использованы сейсмические и скважинные данные по восточному участку Оренбургского месторождения, а также синтетические разрезы, смоделированные в разработанном самостоятельно программном пакете.
Написанный программный код, во-первых, позволяет задавать синтетическую глубинную модель по набору параметров, моделировать распределение скоростей и изученность скважинами и рассчитывать соответствующую модель времен, а во-вторых, обеспечивает автоматизированный расчет прогнозируемых горизонтов с применением всего доступного спектра методов и возможностью выбора опорного горизонта. Применение такой автоматизации заметно сократило время, требующееся на рутинные расчеты.
Особенностью экспериментальных материалов МОВ ОГТ 2Д- по восточному участку месторождения было наличие распределения эффективных скоростей. В рамках этой части исследования показано, что применение эффективных скоростей приводит к уменьшению погрешности прогноза только в случае использования анизотропной глубинно-скоростной модели, что объясняется тем, что в создании данной модели на этапе обработки сейсмической съемки учитываются данные отбивок. Поэтому, хотя модель эффективных скоростей показала приемлемую погрешность, ее пользование может быть спорно.
При работе с материалами МОВ ОГТ 3Д решалась прикладная задача анализа причин несоответствия в пробуренной в 2022 году скважине №1036 отбивки горизонта, соответствующего кровле башкирского яруса B и прогнозируемой по материалам интерпретации 2018г. глубины. В результате было показано, что использование некоторых описанных в данном исследовании методов в несколько раз уменьшило разницу между фактической и прогнозируемой глубиной в точке скважины. Эффективнее всего оказался метод интервальных скоростей dv(dt), где в качестве опорного принимался горизонт P1art, рассчитанный по методу регрессии глубин h(t).
Также с методической точки зрения было отмечено удобство автоматизации прогноза с помощью написанных программных средств.
Целью выполненного исследования был анализ существующих моделей прогноза глубин. Для этого были использованы сейсмические и скважинные данные по восточному участку Оренбургского месторождения, а также синтетические разрезы, смоделированные в разработанном самостоятельно программном пакете.
Написанный программный код, во-первых, позволяет задавать синтетическую глубинную модель по набору параметров, моделировать распределение скоростей и изученность скважинами и рассчитывать соответствующую модель времен, а во-вторых, обеспечивает автоматизированный расчет прогнозируемых горизонтов с применением всего доступного спектра методов и возможностью выбора опорного горизонта. Применение такой автоматизации заметно сократило время, требующееся на рутинные расчеты.
Особенностью экспериментальных материалов МОВ ОГТ 2Д- по восточному участку месторождения было наличие распределения эффективных скоростей. В рамках этой части исследования показано, что применение эффективных скоростей приводит к уменьшению погрешности прогноза только в случае использования анизотропной глубинно-скоростной модели, что объясняется тем, что в создании данной модели на этапе обработки сейсмической съемки учитываются данные отбивок. Поэтому, хотя модель эффективных скоростей показала приемлемую погрешность, ее пользование может быть спорно.
При работе с материалами МОВ ОГТ 3Д решалась прикладная задача анализа причин несоответствия в пробуренной в 2022 году скважине №1036 отбивки горизонта, соответствующего кровле башкирского яруса B и прогнозируемой по материалам интерпретации 2018г. глубины. В результате было показано, что использование некоторых описанных в данном исследовании методов в несколько раз уменьшило разницу между фактической и прогнозируемой глубиной в точке скважины. Эффективнее всего оказался метод интервальных скоростей dv(dt), где в качестве опорного принимался горизонт P1art, рассчитанный по методу регрессии глубин h(t).
Также с методической точки зрения было отмечено удобство автоматизации прогноза с помощью написанных программных средств.