С.Ю. Гарина, С.А. Иванов, Е.О. Кудрявцева, П.Ю. Легейдо, О.Ф

УДК 550.837.9(571.53), 550.837.82(571.53)
С.Ю. Гарина1, С.А. Иванов1, Е.О. Кудрявцева1, П.Ю. Легейдо1, О.Ф. Путиков2
АНАЛИЗ СВЯЗИ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ,
ПОЛУЧЕННЫХ ДНМЭ, С ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫМИ
СВОЙСТВАМИ РАЗРЕЗА (НА ПРИМЕРЕ СЕВЕРНОГО КАСПИЯ)
Аннотация. В целях совершенствования методики прогнозирования залежей УВ на основе технологии
ДНМЭ проведены исследования, направленные на определение возможности количественного прогноза
эффективной емкости коллекторов на основе получаемых поляризационных параметров. В качестве эталонов
выбраны участки в пределах месторождений на севере Каспийского моря, характеризующиеся достаточно
густой сетью профилей ДНМЭ разных лет, позволяющей выбрать кондиционный материал, отвечающий
условиям экспериментальных работ. Экспериментальные данные о связи коэффициента поляризуемости и
эффективной емкости коллектора показали хорошее соответствие их теоретической зависимости.
Результаты однофакторного дисперсионного анализа по программе ANOVA показали очевидную значимость
исследуемых поляризационных параметров.
Ключевые слова: ДНМЭ, поляризационные параметры, эффективная емкость коллекторов,
однофакторный дисперсионный анализ.
Об авторах:
1
– «Сибирская геофизическая научно-производственная компания», г. Иркутск;
2
– «Национальный Минерально-сырьевой университет «Горный»», г. Санкт-Петербург
При поисках углеводородов с помощью метода ДНМЭ традиционно определяется
плановое положение предполагаемой залежи, соответствующее плановому положению
аномалии ВП. Данное исследование направлено на определение возможности
количественной оценки залежи на основе выявления закономерностей изменения ППС
(поляризационных параметров среды) и ФЕС (фильтрационно-емкостных свойств) разреза.
Благоприятным полигоном для таких исследований является северная акватория
Каспия, где работы ДНМЭ проводились в течение нескольких лет, в результате чего сеть
профилей ДНМЭ получилась достаточно плотной.
Для проведения анализа связи параметров ДНМЭ с объемом залежи УВ и, возможно,
характером насыщения коллекторов Заказчиком были предоставлены данные по 8
продуктивным скважинам, включающие эффективную мощность, коэффициент пористости,
коэффициент нефтегазонасыщения, данные газового каротажа, а также данные газового
каротажа по одной непродуктивной скважине. На основе эффективной мощности и
коэффициента пористости нами были рассчитаны значения эффективной емкости
(q=hэфф*Кп) для каждой скважины. Для проведения анализа сформированы выборки данных
ДНМЭ в радиусе 1.5 км вокруг скважин, по которым предоставлены данные ГИС и газового
каротажа. Для исследования привлекались осредненные значения коэффициента
поляризуемости в третьем и четвертом геоэлектрических слоях, а также значения
проводимости послойно и суммарные по разрезу. На основе данных параметров
рассчитывались различные варианты комплексных поляризационных параметров.
Установлена
корреляционная
зависимость
изменения
значений
коэффициента
поляризуемости η4 в четвертом геоэлектрическом слое и значений эффективной емкости q по
скважинам (Kкор=0.64) (рис. 1). Коэффициент корреляции возрастает до 0.82, если учитывать
значения коэффициента поляризуемости не только в целевом 4-ом геоэлектрическом слое, но
и в смежном 3-ем слое, также раскрепленном при проведении инверсии (рис. 2). Расчет
поляризационного параметра N= η3η4100/Ssum позволяет в определенной мере снизить
влияние литологического фактора, когда изменение отклика ВП связано с изменением
проводимости разреза. Корреляционная зависимость данного параметра с эффективной
емкостью еще выше и составляет 0.87 (рис. 3).
Рис. 1. Корреляционная зависимость изменения значений коэффициента поляризуемости η4 и
эффективной емкости q по скважинам
Рис. 2. Корреляционная зависимость изменения значений коэффициента поляризуемости η*=η3η4 и
эффективной емкости q по скважинам
Рис. 3. Корреляционная зависимость поляризационного параметра Ν= η3η4100/Ssum и значений
эффективной емкости q по скважинам
Поскольку целевым горизонтом является 4-й геоэлектрический слой, следующим
шагом было введение поправочного степенного коэффициента для параметра η4, чтобы
придать ему бóльший вес. Опытным путем значение коэффициента было выбрано
равным 1.3. Значение коэффициента корреляции степенного поляризационного параметра Nst
(Nst=η3η41.3100/Ssum) и эффективной емкости q составило 0.88. Если при сопоставлении с
эффективной емкостью учитывать коэффициент нефтегазонасыщения (вместо q брать
qКнг), то коэффициент корреляции с Nst падает до 0.84 (рис. 4).
Рис. 4. Корреляционная зависимость поляризационного параметра Nst=η3η41.3100/Ssum и
значений эффективной емкости q, а также qКнг по скважинам
Для оценки статистической значимости корреляции поляризационного параметра N и
коэффициента поляризуемости целевого горизонта η4 был проведен однофакторный
дисперсионный анализ по программе ANOVA, выполненный Давыденко А.Ю.
Анализировалось девять групп (выборки поляризационных параметров вокруг девяти
скважин). По результатам анализа был сделан следующий вывод. Влияние исследуемого
фактора очевидно значимо, т.к. отношение дисперсии, обусловленной этим фактором, к
дисперсии внутригрупповой (разбросу значений внутри групп) F=15.239 значительно
превышает не только 5% уровень значимости (2.053), но и 0.1% (3.693). Таким образом,
различия характеристики N и Nst, вычисленные в окрестностях различных скважин с очень
большой вероятностью являются не случайными, и можно надеяться на выявление их связи с
параметрами разреза, определенными для этих скважин. Аналогичные критические значения
статистики Фишера, а, следовательно, и аналогичные выводы были получены для выборок
коэффициента поляризуемости η4.
С помощью регрессионного анализа, осуществленного в программе MathCAD, был
осуществлен поиск формулы регрессии для параметров q и Nst, а также для q и N. Было
установлено, что и в том, и в другом случае, аппроксимация на основе функции
вероятностей существенно лучше линейной и более «физична». Значения статистики
Фишера при такой аппроксимации (F=22.702) существенно превышают 1% уровень
значимости (Fcr01=10.925). С помощью полученных уравнений регрессии для степенного
поляризационного параметра Nst (а также поляризационного параметра N) и значений
эффективной емкости q по данным ГИС были рассчитаны значения эффективной
емкости q по всему исследуемому участку. Значения q, рассчитанные вблизи скважин,
весьма близки к значениям эффективной емкости по данным ГИС (рис. 5). Скважины 10 и 11
– проектные.
Рис. 5. Графики распределения значений эффективной емкости q по данным ГИС и значений q,
рассчитанных с использованием корреляционной зависимости с поляризационными параметрами Nst и
N
Олегом Федоровичем Путиковым выведена формула теоретической зависимости
коэффициента поляризуемости от значений эффективной емкости коллектора:
   max 1  e  M зап , где
ηmax – максимально возможное значение коэффициента
поляризации пород в заданных условиях, Mзап – величина потенциально извлекаемых
запасов,  - константа для определенных геологических условий.
Экспериментальные данные о связи коэффициента поляризуемости 4-го
геоэлектрического слоя η4 и эффективной емкости коллектора по скважинам – Mзап (рис. 6)
показывают хорошее соответствие их теоретической зависимости.


Рис. 6. Зависимость коэффициента поляризуемости 4-го геоэлектрического слоя η4 от значения
эффективной емкости коллектора – Mзап (Сев. Каспий)
Таким образом, выявленные в ходе анализа взаимосвязи между параметрами ДНМЭ и
параметрами разреза, установленными по ГИС, позволяют дать более точный прогноз на
исследованную площадь. Следует отметить, что статистическая взаимосвязь параметров
поляризации и эффективной емкости проявляет себя через значения полей ВП, осредненных
в некотором радиусе (в нашем случае – 1.5 км). По единичным данным установить эту
взаимосвязь не удалось.
Однако следует отметить, что установленная зависимость носит статистический
характер и может рассматриваться как прообраз возможной функциональной связи только
для исследованного участка. Выявленная зависимость не может быть распространена на
участки с другими типами моделей среды. Для них требуется отдельное исследование.
S.Yu. Garina, S.A. Ivanov, E.O. Kudryavceva, P.Yu. Legeydo, O.F. Putikov
ANALYSIS OF RELATIONSHIP OF POLARIZATION PARAMETERS DNME
WITH RESERVOIR PROPERTIES (ON THE EXAMPLE OF NORTHERN CASPIAN)
Abstract. In order to improve forecasting possibility of DNME the study was conducted to determine the
possibility of quantitative prediction of the reservoir effective capacity based on received polarization parameters. The
HC fields in the north of Caspian Sea with the dense DNME lines network were took as reference area. Such network
allowed choosing the conditional material for experimental work. The experimental data about the relationship of the
polarizability coefficient and effective reservoir capacity showed good agreement with their theoretical relationship.
Results of ANOVA showed obvious significance of the studied polarization parameters.