Нефтяная геология

В настоящее время метод рентгеновской компьютерной томографии широко применяется в геологии — от изучения структур магматических пород до исследования особенностей микропалеонтологических объектов. В частности, данный метод используется в нефтяной геологии. Для разработки новых технологий нефтедобычи требуется полнота и достоверность информации, полученной на керновом материале. При этом для анализа, зачастую, бывает недостаточно усредненных по всему керну параметров и интегральных характеристик (что дают обычные методы), а требуется детальное распределение параметров в объеме. Данный вид анализа особенно актуален для сложнопостроенных и нетрадиционных коллекторов. Необходимость детального анализа возникает и при изучении сложных процессов, являющихся методами увеличения нефтеотдачи, например, при изучении:

  • влияние различных вытесняющих оторочек;
  • адресного (точечного) воздействия агентами;
  • особенности интеграции (сочетания) различных воздействий;
  • методов оптимального вытеснения нефти и т.д.

Также необходимо отметить, что при наличии в образце горной породы сложных структур, оказывающих существенное влияние на фильтрацию при сочетании множества природных и техногенных факторов, интегральные параметры не отражают сути процессов, так как представляют процессы в весьма сложной, а порой и неизвестной исследователю комбинации («черный ящик»).

Для решения данной проблемы предлагается использовать рентгеновскую компьютерную микротомографию (исключительно или в составе комплекса исследований). Выбор обусловлен применимостью данной методики к породам в широком диапазоне плотностей, практически с любым химическим и минералогическим составом.

При проведении микротомографической съемки основным результатом является трехмерная карта плотности, исследуемого образца. Дальнейшая обработка изображений позволяет оценить:

  • структуру образца (включая восстановление исходной, пластовой структуры);
  • распределение различных фаз и литотипов в образце;
  • свойства породы (плотность, однородность, изотропность, механические свойства и т.д.);
  • петрофизические свойства породы;
  • пористость (открытая, закрытая, эффективная);
  • абсолютная проницаемость (по воде, газу, другому флюиду);
  • трехмерная карта смачиваемости;
  • детальные относительные фазовые проницаемости (в зависимости от температуры, индивидуальные для трещинной и матричной частей и т.д.);
  • представительные статистические и корреляционные зависимости;
  • модели физических и химических процессов, включая фильтрационные, механико-деформационные и окислительные, возникающие при применении различных методов воздействия на пласт (термогазовый метод, кислотные обработки, гидроразрыв пласта и т.д.);
  • параметры, необходимые в рамках решения специальных задач (моделирование современных методов увеличения нефтеотдачи).

Такой подход обладает рядом преимуществ, по сравнению с традиционным подходом к исследованию образцов керна и моделированию физико-химических процессов:

  • снижение стоимости исследований;
  • сокращение сроков проведения исследования;
  • снижение технологических и финансовых рисков за счет уменьшения неопределенности, а также повышения достоверности и детальности получаемой информации;
  • возможность корректного перемасштабирования при построении моделей;
  • возможность проведения серии многовариантных численных экспериментов на одном образце (при ограниченном наборе физических образцов);
  • возможность учитывать изменения структуры, и соответственно фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС), образца при его извлечении из пласта и транспортировке путем восстановления исходной структуры;
  • возможность проведения пространственной интерполяции (экстраполяции) между образцами по каждому параметру (или группе параметров) отдельно и лишь после этого усреднения и рекомбинации свойств. Такой подход существенно повышает точность и достоверность прогноза ФЕС;
  • создание цифрового образца керна, не подверженного изменению при воздействии и с течением времени. Всегда можно получить из цифрового кернохранилища исходный образец, или образец после заданного набора воздействий.

Из материалов конференции «Практическая микротомография» Казань, КНИТУ, 2013год.

Подробнее