Трехмерное генетическое моделирование карбонатных рифовых отложений

Рифы являются положительными формами рельефа и представляют собой один из видов палеогеомор-фологических ловушек. Необходимые условия для накопления карбонатов следующие: щелочная среда осадконакопления (pH>7); дефицит терригенного ма- териала; избыток карбоната кальция. Карбонаты накапливаются вдали от источников терригенного материала.

Среди литологических признаков органогенных построек можно выделить следующие: преобладание каркасных известняков с различными текстурами нарастания; массивность, отсутствие седиментационной слоистости; биоморфная («рифовая») слоистость; текстурная и структурная неоднородность, характерная фациальная зональность, переслаивание каркасных и сопутствующих образований; выполнение полостей афанитовым, сгустковым и детритовым материалом; следы перерывов и сверлений; чистота генетического состава, незначительная терригенная примесь; отсутствие сортировки и первичного цемента в органогенно-обломочных породах [2].

Рифовые постройки не имеют отчетливого слоистого строения и характеризуются массивной текстурой на макроуровне. При более детальном рассмотрении выявляются пятнистые текстуры. В одном образце керна могут присутствовать различные текстурноструктурные типы карбонатных пород. Развитие мозаично-пятнистых текстур обусловлено не только особенностями роста рифостроящих организмов, но и проявлениями вторичных диагенетических процессов, таких как растворение, выщелачивание, доломитизация и т.д. Первичная пористость зависит от структурно-текстурных особенностей карбонатных пород, она не остается постоянной и в процессе роста может сокращаться за счет инкрустирующих водорослей, цементации, заполнения пустот мелкими организмами и детритом, а так же в результате гидрохимического выпадения карбонатов. Объем пустот возрастает и их сообщаемость улучшается в результате жизнедеятельности сверлильщиков, диагенетического растворения карбонатов, доломитизации, выщелачивания, в т.ч. и карстообразования.

Построение концептуальной, фациальной и литологической моделей.

• 1.    Перед построением геологической модели (ГМ) рифовых построек следует по результатам комплексной интерпретации данных скважин и сейсморазведки получить структурные поверхности рифа (кровля, подошва).

• 2.    Для рифов характерно улучшение свойств вверх по разрезу, что следует использовать при интерполяции ФЕС. Ухудшение ФЕС пород, слагающих рифы, происходит при удалении от центральной части рифа к периферической зоне.

• 3.    В качестве подошвы рифа принимается кровля его основания.

• 4.    Распределение высоко- и плохопроницаемых отложений внутри рифовой постройки оказывается весьма сложным. Многие параметры зависят от направленности процессов осадконакопления. Наиболее важными факторами, контролирующими развитие седиментационной системы рифа, являются: эвстати-ческие колебания уровня моря, их скорость и амплитуда; тектоника и климат осадочного бассейна, размер и

• форма бассейна, морфология побережья и др. Рифовые отложения формируются при одновременном воздействии целого ряда факторов, что приводит к образованию осадочных тел различной конфигурации с различными ФЕС. Все эти факторы оказывают прямое или косвенное воздействие на состав поступающих в бассейн карбонатных осадков, объем осадочного материала, скорость его поступления в бассейн и его связывание живыми организмами. При детальной корреляции рифов рекомендуется: рассматривать стратиграфические границы рифовых тел как автономные по отношению к изохронным склоновым фациям; использовать множество опорных стратиграфических границ, представленных доломитами, прослеживать часть из них в качестве основных реперов и подбирать локальные реперы; использовать принцип примерного постоянства угла наклона кровли рифовых тел вдоль вектора перемещения осадков; использовать принцип аналогии, согласно которому закономерности, выявленные на хорошо изученных бурением участках, переносятся на менее разбуренные с аналогичными условиями формирования.

• 5.    При построении ГМ рекомендуется использовать непрерывную интерпретацию ГИС с выделением литотипов как в породах-коллекторах, так и в некол-лекторах.

• 6.    Данные керновых исследований используются для типизации карбонатных отложений в зависимости от интенсивности динамики водной среды и длительности нахождения в динамичной зоне, а также для изучения и настройки методов ГИС.

• 7.    Рекомендуется в дополнение к стандартным методам исследований проведение специальных исследований: создание фотографий керновой колонки в дневном и ультрафиолетовом свете; проведение поточечной пермеаметрии, что важно для выявления вертикальных трендов изменчивости проницаемости и оценки ее вертикальной вариограммы. Наличие фиксируемых по керну вертикальных трендов проницаемости для разных фациальных зон часто просто не выявляется по каротажу.

• 8.    Рекомендуется проведение измерений ФЕС на керне при различных давлениях обжима образцов (для оценки изменения петрофизических зависимостей при переходе от стандартных условий к пластовым).

Методика моделирования.

Технология построения цифровой ГМ рифовых построек включает в себя несколько этапов: 1) построение концептуальной геологической модели (седиментационные системы открытого или закрытого побережья); 2) создание структурного каркаса; 3) создание сетки; 4) литологофациальное; 5) петрофизическое моделирование [1].

Перед созданием 3D сетки, необходимо проанализировать ряд факторов влияющих на строение рифового тела – какими рифостроящими организмами сложен риф, наличие и характер вторичных изменений. Определить к какому типу относится моделируемая органогенная постройка (простому, сложному или сложно-дифференцированному). Создание каркаса основывается на стратиграфических разбивках, поверхностях и толщинах, данных по разломам в пределах полигона. Базисными являются основные поверхности каркаса. Схема «нарезки» слоев определяется условиями формирования рифовых построек. Для рифов, в формировании которых ведущую роль играли сетчатые, ветвистые и каркасные организмы, рекомендуется использовать схему нарезки с горизонтальным расположением слоев; если основными строителями являлись корковые и стелящиеся организмы, рекомендуется использовать сетку, где опорным горизонтом является кровля рифа. Т.к. отложения, слагающие рифы, хаотически перемешаны, предлагается использовать нарезку от подошвы.

При литологофациальном (KLito) моделировании возможно применение всего набора методов Irap RMS. Результаты исследования связности пород - коллекторов рифовых построек по моделям, построенным различными способами, показали, что наилучшие KLito получаются при стохастическом способе. Для области развития аморфного рифа, описываемого отдельной зоной, рекомендуется использование кригинга или SIS (последовательное гауссово моделирование). При создании KLito рекомендуется использование всех типов геологических трендов – вертикальных, горизонтальных и трехмерных.

При петрофизическом моделировании коллекторов расчет ФЕС производится последовательно – пористость (K_п), проницаемость (К_пр), водонасыщен-ность. Расчет K_п производится интерполяцией с использованием трендов в зависимости от метода построения K_Lito. Проницаемость пород-коллекторов рассчитывается по статистическим зависимостям К_пр= f (К_п), построенным для разных литотипов с учетом ГСР по РИГИС и керну. Использование дискретно-непрерывных моделей позволяет повысить точность куба К_пр.

Интерполяция нефтенасыщенности проводится только в связном неизолированном нефтенасыщенном объеме пород-коллекторов, т.к. рифы по своей природе не могут являться нефтематеринскими породами и мигрирующая из прилегающих депрессий нефть не может проникать в отдельные изолированные даже высокопроницаемые участки рифа.

Выводы:

• 1.    При создании 3D геологической сетки рифового массива необходимо учитывать генезис рифовой постройки.

• 2.    Интерполяцию параметра литологии рекомендуется проводить стохастическим алгоритмом. Алгоритмы детерминистического моделирования в данном случае не дают удовлетворительных результатов, т.к. не позволяют смоделировать пятнистое (спорадическое) распределение проницаемых пропластков.

• 3.    Интерполяцию коэффициента нефтенасыщен-ности необходимо проводить в связном неизолированном нефтенасыщенном объеме пород-коллекторов.