Использование дипольного акустического каротажа для оценки параметров пор и трещин карбонатных коллекторов

Введение в проблему
Наличие преимущественной ориентации трещин – залог успешной нефте- и газодобычи
Субвертикальные трещины – причина анизотропии карбонатных коллекторов, приводящая к расщеплению поперечных волн
Дипольный акустический каротаж –средство обнаружения эффекта расщепления поперечных волн и, как следствие, выявления трещиноватых зон
Знание параметров трещин - объемной концентрации и формы - позволяет определять проницаемость коллекторов
Теория эффективных сред - ключ к определению параметров трещин по данным ГИС
Границы применимости метода для наклонных скважин и какой же выход из положения за границами применимости метода?

Теория эффективных сред - ключ к определению параметров трещин по данным ГИС
Скорости упругих волн в анизотропной среде зависят от направления распространения волны, упругих постоянных и плотности :
Теория эффективных сред позволяет связать упругие постоянные
с
параметрами внутреннего строения среды:
свойствами компонент,
их объемной концентрацией,
формой включений различных компонент,
ориентацией включений,
степенью связности включений
Трансверсально-изотропная среда

Модель карбонатного коллектора
Матрица: минеральные зерна, остатки органического вещества, закрытая и субкапиллярная пористость
Ориентированные трещины: эллипсоиды с аспектным отношением, изменяющимся в интервале [1е-5, А1]
Хаотически ориентированные поры: эллипсоиды с аспектным отношением в интервале [А2, 1]
Распределение объема пустот по аспектным отношениям описывается Бэта-распределением

Зависимость вида Бэта-распределения от параметров

Скорости упругих волн в карбонатном коллекторе с субвертикальными трещинами
Емкость трещин = 0.5%
Пористость = 10%
d = 5 в Бэта-распределении

Зависимость поведения скоростей от правой границы аспектного отношения трещин

Зависимость поведения скоростей от распределения объема трещин по их форме

Зависимость поведения скоростей от емкости трещин

Зависимость величины расщепления от емкости трещин

Решение обратной задачи по определению параметров трещин и пор карбонатного коллектора по данным ГИС
Входные параметры:
азимут трещин, угол между осью скважины и вертикалью, азимут оси скважины (ГИС)
Vp, Vs1, Vs2 (ГИС)
Плотность (ГИС)
Общая пористость (ГИС)
Правая граница аспектного отношения трещин
Левая граница аспектного отношения пор
Скорости упругих волн и плотность матрицы
Выходные параметры:
Емкость трещин
Открытая пористость
Параметры Бэта распределения для формы трещин и пор
Min

Результаты: зависимость истинного расщепления от емкости трещин

Результаты: гистограммы распределения емкости трещин и объема пор по аспектным отношениям
До аспектного отношения 1е-4 включительно ширина одного интервала аспектного отношения равна 2.5е-5 (интервалы 1 – 4). Для аспектных отношений, больших 1е-4 и до 1е-3 включительно, ширина интервала составляет 1е-4 (интервалы 5 – 13). До аспектных отношений 0.01 включительно ширина интервала равна 0.001 (интервалы 14 – 22). До аспектного отношения 0.1 ширина интервала составляет 0.01 (интервалы 23 – 31). Для интервалов 32 – 40 ширина интервала равна 0.1.

Результаты: номограмма для определения истинного расщепления по кажущемуся расщеплению
Цифрами на кривых показано значении угла наклона оси скважины к плоскости трещин

Результаты: восстановление истинного расщепления и определение емкости трещин

Скорости поперечных волн и расщепление в карбонатном коллекторе, содержащем прослои глины
Угол, при котором расщепление становится равным нулю, уменьшается до 20 градусов

Выводы
Разработанный для карбонатных нефтяных коллекторов метод определения по данным акустического каротажа объема и формы пустот (трещин и пор), участвующих в движении флюида, применим, если угол наклона оси скважины к плоскости трещин не превышает 33 градуса.
При наличии прослоев глины диапазон углов наклона оси скважины к плоскости трещин, при котором метод применим, сужается и становится равным 0 - 20 градусов.
Метод позволяет определять распределения емкости трещин и объемной концентрации пор по их аспектным отношениям.
Метод дает возможность получить зависимость истинного расщепления от кажущегося, а также зависимость емкости трещин от расщепления (истинного и/или кажущегося). Данные зависимости могут использоваться для экспресс-оценки емкости трещин по расщеплению, наблюдаемому при проведении акустического каротажа в карбонатных нефтяных коллекторах.

Какой же выход из положения за границами применимости метода?
Использовать ВСП!!!