ЛАБОРАТОРИЯ ПРОФЕССОРА Д.А.КОЖЕВНИКОВА
КАФЕДРА ГИС РГУ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М.ГУБКИНА
 
оказание экспертно-консультационных услуг, экспертная поддержка геофизической разведки месторождений нефти и газа, оценки извлекаемых запасов по данным гис
О нас... Предложения Публикации In English

Интерпретационное Обеспечение гамма-метода

Гамма-метод (ГМ) как интегральная модификация метода естественной радиоактивности характеризуется высокой петрофизической информативностью, простотой и надежностью измерительной аппаратуры, высоким вертикальным разрешением, широким промышленным применением.

Несмотря на более чем полувековой опыт изучения естественной радиоактивности горных пород в нефтегазовых скважинах, ГМ до сих пор интерпретируется только как "метод глинистости". Гамма-метод может служить примером того, что хорошо разработанная теория метода для решения прямой задачи и возможность использования результатов физического и математического моделирования еще не гарантируют успешного решения обратной задачи.

Применяемая в качестве интерпретационного параметра ГМ величина двойного разностного отношения D J g ("двойной разностный параметр") исключает возможность анализа абсолютного уровня радиоактивности и, как и мощность экспозиционной дозы (МЭД), не имеет никакого петрофизического смысла. Поэтому для оценок глинистости по ГМ используются эмпирические зависимости, если их удается предварительно установить с помощью лабораторных исследований на образцах горных пород. К сожалению, это возможно лишь в редких случаях из-за сложной геохимической природы метода, интегрального способа регистрации (не позволяющего раздельно изучать вклады излучений от различных радионуклидов) и несовершенства метрологического обеспечения, исключающего сопоставимость результатов лабораторных и скважинных измерений. При этом само понятие "глинистость" может рассматриваться в трех различных смыслах гранулометрическом, минералогическом и петрофизическом.

Естественная радиоактивность горных пород может быть обусловлена не только "глинистостью", но и присутствием К шпатов, ТОВ, наличием акцессорных минералов, и т.д. Пелитовая фракция (гранулометрическая "глинистость") включает в себя не только диспергированные глинистые минералы, но и неактивные "пылеватые" частицы, в частности, дробленый кварц.

Неопределенность интерпретационного (петрофизического) параметра метода влечет за собой отсутствие петрофизической модели. Вынужденное использование вместо нее гипотетических зависимостей, установленных на образцах керна, недопустимо не только потому, что при этом используется "не та" глинистость, но и потому, что зависимости, установленные в лабораторных условиях, не работают в скважинных условиях [Ю.А.Гулин и др.]. Использование при комплексной интерпретации гипотетических палеток типа D J g = jгл), хотя бы и заданных в виде формул, означает внесение количественной дезинформации.

Разработанный нами алгоритм интерпретации данных ГМ свободен от перечисленных недостатков. Он использует оригинальную интерпретационную модель и новые метрологические характеристики: радиальную чувствительность прибора (канала ГМ) и геометрический фактор полупространства (введены и обоснованы Д.А.Кожевниковым). При соответствующей метрологической настройке алгоритм обеспечивает:

  • количественное определение суммарного массового содержания ЕРЭ в горных породах в физически обоснованных единицах (в единицах уранового эквивалента eU) по результатам измерений в необсаженных и в обсаженных скважинах;
     
  • количественный учет (исключение) влияния изменений технических условий измерений;
     
  • абсолютную сопоставимость результатов измерений, выполненных с разнотипной скважиной аппаратурой;
     
  • сопоставимость результатов измерений в лабораторных и скважинных условиях.
     
  • формализованную экспертную оценку качества результатов измерений в моделях государственных стандартных образцах содержаний ЕРЭ (ГСО-ЕРЭ) и полевых калибровочных устройствах (ПКУ).
     

Метрологическое обеспечение алгоритма интерпретации заключается в его настройке на метрологические характеристики используемого радиометра концентрационную чувствительность по урану и радиальную чувствительность. При необходимости метрологические характеристики могут быть определены отдельным программным модулем по результатам измерений в ГСО-ЕРЭ или ПКУ, а при отсутствии таковых рассчитаны теоретически по оригинальной методике.

Входными данными и результатами алгоритмической интерпретации являются следующие величины.

Входные данные:
  1. концентрационная чувствительность по урану;
  2. радиальная чувствительность;
  3. текущая статическая амплитуда показаний (имп/мин или мР/час);
  4. плотность промывочной жидкости (г/см3) и ее тип (обычный глинистый раствор или утяжеленный баритом);
  5. текущий диаметр скважины (данные кавернометрии);
  6. плотность и толщина стенки обсадной колонны;
  7. плотность и толщина глинистой корки;
  8. плотность цементного камня;
  9. скорость v регистрации диаграмм (м/час) и постоянная времени t интегрирующей ячейки (сек) (при ее наличии).

Величины v и t вводятся для преобразования динамических аномалий в статические. Параметры промежуточных зон используются при определении геометрических факторов зон в системе скважина-пласт (для обсаженных скважин плотность цементного камня вводится по умолчанию; при некачественном цементировании возможна корректировка).

Выходные данные: суммарные массовые содержания ЕРЭ в пластах в единицах эквивалентного массового содержания равновесного урана eU.

Программные модули предварительной обработки осуществляют:
  • преобразование динамических аномалий в статические с учетом нелинейности аппаратуры;
  • расчленение разреза на пласты по диаграмме ГМ и учет конечной мощности пластов;
  • сопоставление границ пластов, выделенных по всем диаграммам комплекса ГИС, формирование сводной попластовой таблицы абсолютных амплитуд статических аномалий (эта процедура необходима при интерпретации данных ГМ в комплексе ГИС).

Разработанное нами интерпретационно-алгоритмическое обеспечение ГМ обладает следующими отличительными достоинствами:
  • интерпретация данных ГМ осуществляется непосредственно в единицах петрофизического параметра (уранового эквивалента) eU;
  • для величины eU нами доказана строгая петрофизическая модель, благодаря чему получаемые результаты могут быть обоснованно использованы в системе петрофизических уравнений при комплексной интерпретации (при отсутствии данных гамма-спектрометрии ГМ-С);
  • исключение влияния конструкции скважины (плотности и радиоактивности бурового раствора, цементного кольца в обсаженных скважинах, параметров обсадной колонны, изменений диаметра скважины с глубиной);
  • при отсутствии информации о радиоактивности промежуточных зон в системе скважина-пласт интенсивность фоновой компоненты, включая собственный фон прибора, определяется и учитывается программно (автоматически);
  • не требуется наличия опорных пластов а также информации о литологическом составе изучаемых отложений;
  • абсолютная сопоставимость результатов интерпретации замеров ГМ, выполненных с разнотипной скважинной аппаратурой;
  • абсолютная сопоставимость результатов измерений в лабораторных и скважинных условиях;
  • абсолютная сопоставимость данных интегрального ГМ с данными ГМ-С, выполненными в различных скважинах. Это позволяет передавать спектрометрическую информацию о содержаниях ЕРЭ, получаемую (пока еще) в ограниченном числе скважин, через показания интегрального ГМ, регистрируемые во всех скважинах (канал ГМ присутствует в радиометрах любого типа).


В программной реализации используется банк метрологических характеристик каналов интегрального ГМ во всех типах скважинных радиометров, что позволяет, в частности, выполнять переинтерпретацию и ревизию архивных данных, полученных с помощью устаревшей аппаратуры (в том числе снятой с производства).