GeoSteeringИнформацияИнформационные ресурсы → Современные методики геонавигации

Современные методики геонавигации

Одной из главных задач, стоящих в данный момент перед нефтегазовой индустрией, является увеличение коэффициента извлечения нефти. С семидесятых годов прошлого века средняя нефтеотдача в нашей стране сократилась с 50 процентов до 27. Такой уровень использования запасов один из самых низких в мире. Существует несколько методов увеличения нефтеотдачи, но эта статья посвящена только практикам максимизации коэффициента извлечения нефти путем оптимизации положения ствола горизонтальной скважины. Подобного рода оптимизация осуществляется за счет геологического сопровождения бурения - геонавигации. Коротко рассмотрим различные способы геонавигации, начиная от простых, основанных на применении стандартных приборов каротажа, до самых современных, использующих интегрированную модель, включающую в себя структурные данные, инклинометрию и азимутальные каротажи, получаемые в режиме реального времени.

Самым важным аспектом геонавигации является своевременное принятие решения о коррекции траектории скважины в зависимости от поступающих данных. На данный момент существует три возможных способа реакции на изменение литологии и свойств породы во время бурения:

1. Мониторинг / разведка

Данный вариант не предполагает активных действий и изменения траектории. Бурение осуществляется по заранее подготовленному плану и исключает возможность влияния на положение ствола скважины. Это пассивный метод, то есть он предполагает только наблюдение и отсутствие реакции. Следовательно, в данном случае уместно говорить об отсутствии геонавигации. Примером может служить геометрическое бурение, где траектория не изменяется в зависимости от свойств породы. Производится наблюдение за вновь поступающими каротажными данными, но никаких решений, основанных на этих наблюдениях, не принимается.

2. Сравнение каротажа (не азимутальные приборы)

Это неплохо зарекомендовавший себя способ геонавигации. Он не требует дорогостоящих имиджей для работы и может хорошо показать себя даже при наличии всего одной кривой ГК. Методика реактивная – то есть после бурения определенного интервала производится обработка полученных каротажей, их интерпретация и принимается решение. Кратко данный способ можно описать как 4 последовательных шага:

  1. Построение 2-мерной плоскопараллельной модели пласта
  2. Расчет синтетического каротажа вдоль траектории бурящейся скважины
  3. Сравнение фактического каротажа во время бурения с синтетическим каротажем
  4. Обновление модели, прогноз структурного угла пласта

Результатом работы  является определение стратиграфического положения ствола в пласте, а также прогноз структуры пласта. Графическое представление методики приведено на рис. 1.

Матчинг синтетического каротажа

Синтетический каротаж строится на основе данных соседней (опорной) скважины. Соседняя (опорная) скважина может быть вертикальной или наклонно-направленной. Перед бурением горизонтальной скважины создается модель пласта, в которой учитывается региональный угол падения структуры пласта, получаемый по данным геологической модели месторождения. По каротажу опорной скважины рассчитывается синтетический каротаж вдоль траектории горизонтальной скважины.

Фактический каротаж горизонтальной скважины сравнивается с синтетическим каротажем модели, после чего модель обновляется до получения наибольшего совпадения синтетического и фактического каротажей. Таким образом, определяется стратиграфическое положение ствола скважины в пласте, а также прогноз поведения структуры пласта на основании его регионального угла падения и подбора фактического и синтетического каротажей. При необходимости в процессе бурения корректируется траектория горизонтальной скважины.

3. Определение структурного угла пласта по азимутальному каротажу

Азимутальный каротаж дает больше информации по сравнению с усредненным значением или каротажем по одному сектору, но это влечет за собой увеличение стоимости. Азимутальный каротаж представляет собой каротаж, который записывает данные с определенного сектора (азимута) ствола.

Для определения угла падения пласта вдоль траектории скважины используются кривые верхнего и нижнего секторов. При пересечении стволом скважины породы вниз по напластованию, нижний сенсор отбивает пропласток первым, затем отбивают правый и левый боковые сенсоры и последним пропласток отбивается верхним сенсором. При пересечении пропластка вверх по напластованию, порядок отбивки сенсорами будет обратный. Используя расстояние между каротажами верхнего и нижнего сенсоров можно рассчитать структурный угол пропластков в разрезе траектории и таким образом определить текущее положение ствола скважины.

К преимуществам данного способа относятся:

  • Независимое определение угла падения структуры от латеральной однородности и однородности по мощности пласта.
  • Прямое определение направления движения ствола в пласте, не дающее возможности двоякой трактовки (например, для метода сравнения каротажей может сложиться ситуация, когда два разных набора углов падения пласта дадут одинаковую степень корреляции между фактическим и синтетическим каротажем). Для геонавигации по имиджам такого рода проблемы не возникают.

Но и этот способ имеет ряд недостатков, а именно:

  • Отсутствие литологического контраста при бурении в литологически однородном пропластке - каротаж не сможет записать изменения даже при направлении бурения к кровле или подошве литологического пропластка.
  • Затруднительность определения соответствий одного и того же пропластка на каротаже верхнего и нижнего сенсоров, в случае если угол между стволом и напластованием мал.
  • Высокая стоимость каротажа

Для достижения максимальной результативности геонавигации необходимо использование комбинации второго и третьего из описанных способов. При таком подходе угол падения структуры пласта будет оцениваться двумя независимыми методами и точность оценки значительно возрастет. Кроме того, во время бурения, крайне важно получать новые  каротажные данные (обычные и азимутальные) максимально быстро. Поэтому все большее распространение получает методика передачи каротажных данных в режиме реального времени. В этом случае, инженер по геонавигации может исключить из списка своих обязанностей рутинные процедуры загрузки данных и  уделить максимум внимания процессу сопровождения бурения скважины.

С этой целью были разработаны и активно развиваются программные комплексы для геологического сопровождения бурения скважин. Современные программные решения поддерживают возможность объединения данных статических геологических моделей с результатами работы различных способов геоавигации. Это помогает геологам значительно повысить эффективность работ по оптимизации положения ствола скважины.

Компания “Геонавигационые технологии” разработала программный комплекс “Геонафт”, предназначенный для геологического сопровождения бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин с целью наиболее успешной проводки ствола в целевом горизонте.

“Геонафт” позволяет использовать методы сравнений каротажа и определения структурного угла пласта по азимутальному каротажу в простой и понятной пользователю форме. ПК, кроме  того, имеет возможность автоматической загрузки данных в режиме реального времени. Общий вид ПК представлен на рис. 2.

Программный комплекс "Геонафт"

Рисунок 2. Общий вид ПК «Геонафт».

Дополнительную информацию можно найти на сайте www.geosteertech.ru  или отправив письмо по адресу info@geosteertech.ru.