«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

Анализ структурных изменений коллекторов углеводородов средствами рентгеновской компьютерной томографии

УДК: 622.276.1:550.837+622.279
DOI: -

Авторы:

¹ Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН, Москва, Российская Федерация

Ключевые слова: внутренняя структура коллектора, фракционный состав, гранулометрический анализ, неоднородности состава матрицы, цифровой анализ керна, компьютерная рентгеновская томография (КТ), структурные свойства горных пород, смещение зерен матрицы

Аннотация:

В статье приведены исследования изменений внутренней структуры коллектора Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ) неразрушающими методами компьютерной томографии (КТ) после гидромеханических испытаний кернового материала в барических условиях. Цифровые исследования снимков КТ включали анализ трещиноватости, кавернозности, неоднородностей матрицы, содержания примесей, изменения фракционного состава. На базе разномасштабных снимков рентгеновской компьютерной томографии проведено сравнение изменения взаимного расположения зерен матрицы породы, трещинообразования и макроскопических изменений порового пространства. Путем сегментации созданы 3D-модели внутренней структуры пород и геометрии распределения примесей состава матрицы. Исследовано изменение количества металлических и минеральных веществ в составе пород. Проведен цифровой гранулометрический анализ матрицы коллектора, построены гистограммы распределения зерен по размерам. Показано отсутствие выраженных изменений структуры на макроуровне для двух типов пород. Описан характер изменения фракционного состава пород после испытаний и выдвинуты предположения о причинах регистрируемых изменений. Структурные характеристики породы, полученные с помощью цифрового подхода, представляют собой ценные данные для создания и наполнения моделей пласта. Полученные результаты могут использоваться для решения вопросов разрушения и деформации горных пород в ходе воздействия на пласт. Совместное применение полученных результатов с результатами традиционных лабораторных методов анализа и механических испытаний призвано усовершенствовать существующие подходы к комплексному анализу кернового материала.

Список литературы:

1. Абросимов А.А. Применение рентгенотомографии для изучения фильтрационно-емкостных систем коллекторов нефти и газа // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2015. – № 4. – С. 5–15.
2. Petroleum related rock mechanics / E. Fjaer, R.M. Holt, P. Horsrud [et al.]. – 2nd ed. – Amsterdam: Elsevier Science, 2008. – 514 p.
3. Zoback M.D. Reservoir geomechanics. – Cambridge: Cambridge University Press, 2010. – 461 p.
4. Глушаков А.А., Пивоваров Д.Е., Афанаскин И.В. Математическая модель для анализа разработки нефтяных месторождений с нелинейной зависимостью пористости и проницаемости от давления в рамках концепции ячеек заводнения // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2024. – № 7. – C. 52–57.
5. Schuck B., Desbois G., Urai J.L. Grain-scale deformation mechanisms and evolution of porosity in experimentally deformed Boom Clay // Journal of Structural Geology. – 2020. – Vol. 130. – P. 103894. – URL: https://doi.org/10.1016/j.jsg.2019.103894
6. Control of fluids on deformation of rocks / N.L. Carter, C.B. Raleigh, M.S. Paterson [et al.] // Geological Society, London, Special Publications. – 1990. – Vol. 54, No. 1. – P. 1–13. – URL: https://doi.org/10.1144/gsl.sp.1990.054.01.01
7. Орлов И.Р. Особенности применения технологии разработки горизонтальными скважинами для анизотропных коллекторов с наличием естественной трещинности // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – 2009. – № 1. – С. 104–115.
8. Saner S., Cagatay M.N., Sanounah A.M. Relationships between shale content and grain-size parameters in the Safaniya Sandstone reservoir, NE Saudi Arabia // Journal of Petroleum Geology. – 1996. – Vol. 19. – P. 305–320. – URL: https://doi.org/10.1111/j.1747-5457.1996.tb00436.x
9. Aplin A.C., Fleet A.J., Macquaker J.H.S. Muds and mudstones: physical and fluid-flow properties // Geological Society, London, Special Publications. – 1999. – Vol. 158. – P. 1–8. – URL: https://doi.org/10.1144/GSL.SP.1999.158.01.01
10. Yang Y., Aplin A.C. Permeability and petrophysical properties of 30 natural mudstones // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. – 2007. – Vol. 112. – P. B07201. – URL: https://doi.org/10.1029/2005JB004243
11. Particle size analysis by laser diffraction / S.J. Blott, D.J. Croft, K. Pye [et al.] // Geological Society, London, Special Publications. – 2004. – Vol. 232. – P. 63–73. – URL: https://doi.org/10.1144/ gsl.sp.2004.232.01.08
12. Jiang Z., Liu L. A pretreatment method for grain size analysis of red mudstones // Sedimentary Geology. – 2011. – Vol. 241. – P. 13–21. – URL: https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2011.09.008
13. Duliu O.G. Computer axial tomography in geosciences: an overview // Earth-Science Reviews. – 1999. – Vol. 48, No. 4. – P. 265–281. – URL: https://doi.org/10.1016/S0012-8252(99)00056-2
14. Saraf S., Bera A. A review on pore-scale modeling and CT scan technique to characterize the trapped carbon dioxide in impermeable reservoir rocks during sequestration // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2021. – Vol. 144. – P. 110986. – URL: https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110986
15. CT-MINI by ProCon X-Ray GmbH. – URL: https://procon-x-ray.de/en/ct-mini (дата обращения: 23.08.2024).
16. Химуля В.В. Исследование структурных особенностей порового пространства коллектора углеводородов на основе снимков рентгеновской компьютерной томографии // Актуальные проблемы нефти и газа. – 2023. – Т. 4, № 43. – С. 44–57. – URL: https://doi.org/10.29222/ipng.2078-5712.2023-43.art4
17. GeoDict – The Digital Material Laboratory. – URL: https://www.math2market.de (дата обращения: 23.08.2024).
18. Kaur H., Kaur N., Neeru N. Evolution of multiorgan segmentation techniques from traditional to deep learning in abdominal CT images – A systematic review // Displays. – 2022. – Vol. 73. – P. 102223. – URL: https://doi.org/10.1016/j.displa.2022.102223
19. ISO 13320-1:1999 (E). Particle size analysis. Laser diffraction methods. Part 1: General principles. – 34 p.
20. Козлов Д.Н., Борисова О.В. Разработка и исследование стандартных образцов гранулометрического состава микропорошков // Научно-технический вестник. – 2004. – № 15. – С. 251–254.