смотреть pdf - ПетроТрейс Глобал

Tu 01 03
Application of Frequency-Dependent Analysis for
Prediction of the Relative Changes in the
Rermeability of the Reservoir
A.I. Rozhkova* (PetroTrace Global), G.M. Goloshubin (University of
Houston) & A.E. Korolev (PetroTrace Global)
SUMMARY
Traditional approach to predict reservoir properties involves map construction of the expected net
thicknesses and porosity on the base of dynamic attribute analysis of the wave field and inversion results.
The reservoir permeability is an important parameter for field development, its forecast on the base of
seismic data is not widely spread, although there are publications that illustrate the possibility of such
forecast. The article presents the results of applying the frequency-dependent seismic attribute MOBATR,
which characterizes the relative changes in the permeability of the reservoir. This attribute aimed at
detecting frequency anomalies in the spectrum of the wave group, reflected from porous fractured
reservoir. In accordance with the analytical solution, on which based the calculation of the attribute, its
values change indicates on the proportional change in permeability along the reflector
«Геомодель – 2015»
Россия, г. Геленджик, 7-10 сентября 2015 г.
ПРИМЕНЕНИЕ
ЧАСТОТНО-ЗАВИСИМОГО
АНАЛИЗА
ДЛЯ
ПРОГНОЗА
ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛАСТА-КОЛЛЕКТОРА
Рожкова А.И.* (ООО «ПетроТрейс Глобал»), Голошубин Г.М. (Университет Хьюстона), Королев
А.Е. (ООО «ПетроТрейс Глобал»)
Традиционный подход к прогнозу емкостных свойств коллектора подразумевает построение
прогнозных карт пористости и эффективных толщин на основе интерпретации динамических
атрибутов волнового поля с привлечением результатов инверсии. Важным промысловым параметром
является проницаемость, прогноз которой по сейсмическим данным пока широко не распространен,
хотя имеются публикации, иллюстрирующие возможность такого прогноза. В докладе приводятся
результаты применения частотно-зависимого сейсмического атрибута MOBATR, отображающего
относительные изменения проницаемости пласта-коллектора. Атрибут нацелен на обнаружение
аномалий частотного спектра волновых пакетов, отраженных от порово-трещинного коллектора. В
соответствии с аналитическим решением, положенным в основу вычисления атрибута, изменения его
значений указывают на пропорциональные изменения проницаемости вдоль отражающей границы.
Введение
Порово-трещинный коллектор можно охарактеризовать тремя типами проницаемости:
проницаемость матрицы горной породы, трещинная проницаемость и «граничная» проницаемость,
контролирующая обмен флюидом между трещинами и порами матрицы. Имеется положительный
опыт картирования матричной пористости в нижнемеловых песчаниках Западной Сибири на основе
сейсмических данных в межскважинном пространстве с использованием низкочастотных вейвлетобразов (Голошубин и др., 2008; Голошубин, 2009). Для прогноза трещинной проницаемости
применяются атрибуты когерентности, рассеивающей способности, азимутальной анизотропии
среды, косвенно указывающие на наличие проницаемых зон. Изучение «граничной» проницаемости
основывается на анализе динамических параметров Р-волны, преимущественно в низкочастотной
области (Голошубин и Силин, 2006; Козлов, 2007). В случае тонкого (по сравнению с доминантной
частотой) насыщенного флюидом слоя на низких частотах отраженной волны наблюдается
повышенная амплитуда и запаздывание волны, обусловленные увеличением поглощения и
податливости коллектора за счет перетоков флюида между трещинами и порами. В докладе
анализируются результаты применения частотно-зависимого сейсмического атрибута MOBATR для
отображения подвижности флюида, обусловленной проницаемостью пласта-коллектора. В основу
атрибута положена модель среды с двойной пористостью (Баренблатт и др., 1960) и асмптотическое
представление распространения продольной волны в такой среде (Голошубин и Силин, 2006). В
соответствии с аналитическим решением, положенным в основу вычисления атрибута, изменения его
значений указывают на изменения проницаемости вдоль отражающей границы.
Теоретические основы
На принципиальную возможность прогноза проницаемости в пористых средах по сейсмическим
данным указывает модель Био (1956). Асимптотическое решение в рамках модели Био (Силин и
Голошубин, 2008, 2010) позволяет получить относительно простое выражение для коэффициента
отражения Р-волны от проницаемой границы. Низкочастотное приближение
коэффициента
отражения R быстрой Р-волны от пористого проницаемого флюидонасыщенного полупространства
может быть представлено в виде (Силин и Голошубин, 2010):
где R0 – его импедансная часть; R' – дополнительная часть коэффициента отражения, зависящая от
изменений на границе упругих свойств среды, проницаемости, плотности и вязкости флюида; ω –
круговая частота; ρf – плотность флюида; k – проницаемость; η – вязкость флюида.
Коэффициент отражения является зависимым от частоты, параметров флюида и проницаемости.
Вычислив первую производную по частоте от коэффициента отражения R в виде:
«Геомодель – 2015»
Россия, г. Геленджик, 7-10 сентября 2015 г.
,
после несложных преобразований
подвижности флюида:
можно получить выражение, которое пропорционально
.
Применив к этому выражению
пропорциональный проницаемости:
преобразование
Фурье,
получаем
сейсмический
атрибут,
.
Вычисление такого атрибута создаёт предпосылки для прогноза проницаемости и продуктивности
пласта-коллектора по сейсмическим данным, с опорой на ГИС.
Атрибут вычисляется в скользящем временном окне и применяется в качестве модулирующей
функции к исходному сигналу.
Практическое применение
На Рисунке 1 приведён пример преобразования сейсмического разреза в атрибут MOBATR.
Обработка сейсмических данных проводилась с сохранением относительных амплитуд и частотного
спектра. Были протестированы длина окна и диапазон частот, по которым проводится
интегрирование, и определены наиболее оптимальные параметры. Далее проводился расчёт куба
атрибута MOBATR. Полученные распределения повышенных значений атрибута MOBATR
коррелируются с гидродинамическими измерениями в скважинах. Выделенные зоны согласуются с
представлением о распределении улучшенных коллекторских свойств по результатам изучения
геологии района и динамического анализа.
Выводы
С целью уточнения распределения улучшенных коллекторских свойств на одной из площадей нами
был рассчитан дополнительный динамический атрибут MOBATR, характеризующий относительную
проницаемость пласта-коллектора. Приведённые теоретические выкладки, на которых основана
методика расчёта данного атрибута, создают предпосылки для прогноза проницаемости и
продуктивности пласта-коллектора по сейсмическим данным, с опорой на информацию по
скважинам. На изучаемой площади аномальные зоны атрибута согласуются с представлением о
распределении улучшенных коллекторских свойств по результатам изучения геологии района и
динамического анализа. Таким образом, применение атрибута MOBATR оказалась полезным при
интерпретации значений проницаемости в межскважинном пространсте.
Литература
Biot, M.A. [1956] Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solid. I. Low-frequency
range. Journal of the Acoustical Society of America, 28(2), 168-178.
Biot, M.A. [1956] Theory of propagation of elastic waves in a fluid-saturated porous solid. II. Higher
frequency range. Journal of the Acoustical Society of America, 28(2), 179-191.
Баренблатт, Г.И., Желтов, Ю.П., Кочина, И.Н. [1960] Об основных представлениях теории
фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах. ПММ, 24(5), 852-864.
Goloshubin, G. and Silin, D. [2006] Frequency-dependent seismic reflection from a permeable boundary in a
fractured reservoir. 76th Annual SEG Meeting, New Orleans, 2006, 1742-1746.
«Геомодель – 2015»
Россия, г. Геленджик, 7-10 сентября 2015 г.
Goloshubin, G., Silin, D., Vingalov, V., Takkand, G. and Latfullin, M. [2008] Reservoir permeability from
seismic attribute analysis. The Leading Edge, 27(3), 376-381.
Goloshubin, G. [2009] Seismic amplitude analysis for permeability prognosis. 71st EAGE Conference &
Exhibition – Amsterdam, 2009, Expended abstract # S032.
Kozlov, E.A. [2007] Seismic Signature of a permeable, dual-porosity layer. Geophysics, 72, 281-292.
Silin D. and Goloshubin G. [2008] Seismic wave reflection from a permeable layer- Low-frequency
asymptotic analysis. Proceedings of International Mechanical Engineering Congress & Exposition, Boston,
USA, 2008, 1-11.
Silin D. and Goloshubin G. [2010] An asymptotic model of seismic reflection from a permeable layer.
Transport in Porous Media, on-line Springerlink.com, 2010, 233-256.
«Геомодель – 2015»
Россия, г. Геленджик, 7-10 сентября 2015 г.
Рисунок 1 Разрез сейсмических данных и соответствующий разрез атрибута проницаемости.
«Геомодель – 2015»
Россия, г. Геленджик, 7-10 сентября 2015 г.