ГИЛЬМАНОВА НАТАЛЬЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЛИТОЛОГИЧЕСКОГО РАСЧЛЕНЕНИЯ И МЕЖСКВАЖИННОЙ КОРРЕЛЯЦИИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ
реклама
На правах рукописи ГИЛЬМАНОВА НАТАЛЬЯ ВЯЧЕСЛАВОВНА РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ЛИТОЛОГИЧЕСКОГО РАСЧЛЕНЕНИЯ И МЕЖСКВАЖИННОЙ КОРРЕЛЯЦИИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ ТЕРРИГЕННЫХ И ВУЛКАНОГЕННО-ОСАДОЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН Специальность 25.00.10 – Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Тюмень 2007 г. 2 Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете (ТюмГНГУ), ТО «СургутНИПИнефть», Институте криосферы Земли Сибирского отделения РАН Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, академик РАН, Мельников Владимир Павлович, Институт криосферы Земли СО РАН Научный консультант: кандидат геолого-минералогических наук, Мальшаков Алексей Васильевич, ТО «СургутНИПИнефть» Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, Бембель Роберт Михайлович, ИГГ ТюмГНГУ кандидат геолого-минералогических наук, Хабаров Владимир Васильевич, ФГУП ЗапСибНИИГГ Ведущая организация: Государственное предприятие ХантыМансийского автономного округа – Югры «Научно-аналитический центр рационального недропользования им. В.И. Шпильмана» Защита состоится 14 ноября 2007г. в 14 00 на заседании диссертационного совета Д212.273.05 при Тюменском государственном нефтегазовом университете (ТюмГНГУ) по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского 56, институт геологии и геоинформатики, ауд. 113. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ по адресу: г. Тюмень, ул. Мельникайте 72. Отзывы, заверенные печатью учреждения, в одном экземпляре просим направлять по адресу: 625000, г. Тюмень, Володарского 56, ученому секретарю диссертационного совета. Факс (3452) – 32-31-00, 39-03-46. e-mail: [email protected] Автореферат разослан 12 октября 2007г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук Семенова Т.В. 3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Одной из главных задач развития топливноэнергетического комплекса Российской Федерации является увеличение добычи углеводородов, как за счет ввода новых месторождений, так и новых объектов на уже разрабатываемых площадях. В свою очередь, это предполагает освоение слабопроницаемых коллекторов с неоднородным строением и сложным зональным распространением (геологические объекты юрского, триасового и палеозойского возраста). Приуроченные к ним горные породыколлекторы резко отличаются от вышезалегающих меловых отложений сложным вещественным составом, многообразием типов коллекторов, аномалиями физических свойств и условиями залегания. Существующие методики интерпретации не обеспечивают необходимой для современной практики ведения геолого-разведочных работ эффективности при определении литологических параметров вулканогенно - осадочных коллекторов, разделения их на толщи с различными свойствами, отбивке границ зон вероятных коллекторов. В связи с этим, применение математических методов для идентификации отложений и расчленения разрезов скважин по литологическим признакам с учетом фрактальных характеристик пластов является актуальной научной задачей. Цель работы. Целью работы является повышение геологической эффективности использования методов ГИС (геофизических исследований скважин) в сложнопостроенных терригенных, карбонатных и вулканогенных коллекторах при литологическом расчленении разреза и межскважинной корреляции на основе комплексного математического анализа геологогеофизической информации. Основные задачи исследования. Для реализации поставленной цели в работе решались основные задачи: - Практическая реализация уравнений авторегрессии и результатов вейвлетпреобразования при идентификации вулканогенных отложений и определении границ различных литологических разностей. - Применение вейвлет-образов, количественных значений коэффициентов вейвлет-преобразования, остаточной дисперсии для прогноза зон коллекторов в карбонатном разрезе и при межскважинной корреляции в терригенных отложениях. - Анализ связи фрактальных характеристик интервалов разреза с химическим составом вулканогенных горных пород и степенью их преобразованности. - Апробация методики выделения различных петротипов пород в разрезе кислых эффузивов триасового возраста с учетом разделения их по параметрам дискриминантной функции. 4 Научная новизна. Разработана методика определения границ различных литологических разностей (петротипов) в вулканогенном и вулканогенно-осадочном комплексе по данным вейвлет-анализа. Показана возможность применения размерности самоподобия и вейвлет-спектра для формализации процедуры межскважинной корреляции в сложнопостроенном геологическом разрезе. Выявлены закономерности изменения фрактальных характеристик интервалов разреза от химического состава горных пород и степени их преобразованности для эффузивных толщ, от расчлененности и песчанистости – для терригенных отложений, от степени доломитизации – для карбонатных пластов. На основе комплексирования методов ГИС и применения дискриминантного анализа усовершенствованы методические приемы идентификации различных петротипов в вулканогенном разрезе. Защищаемые положения. Вейвлет-анализ данных геофизических исследований скважин позволяет повысить эффективность определения границ различных литологических разностей (петротипов) в вулканогенном и вулканогенно-осадочном комплексе. Выявленные закономерности изменения фрактальных характеристик от химического состава горных пород и степени их преобразованности для эффузивных толщ, от расчлененности и песчанистости – для терригенных отложений, от степени доломитизации – для карбонатных пластов дают возможность повысить достоверность прогноза вероятных коллекторов в изучаемых разрезах. Комплексирование методов ГИС с использованием дискриминантного анализа повышает достоверность идентификации пород различных петротипов в вулканогенном разрезе. Апробация результатов исследования. Основные результаты докладывались на: международной научно-технической конференции «Нефть и газ в Западной Сибири» (г. Тюмень, 1996 год), Всероссийской научной конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна» (г. Тюмень, 2000 год), второй Всероссийской научной конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна» (г. Тюмень 2002 год), научно-практической конференции «Формационный анализ в геологических исследованиях» (г. Томск, 2002 год), третьем Всероссийском литологическом совещании «Генетический формационный анализ осадочных комплексов фанерозоя и докембрия» (г. Москва, 2003 год), Международном научном симпозиуме «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2003 год), научной конференции «Фракталы и их приложения в науке и технике» (г. Тюмень, 2003 год), Всероссийской научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде Matlab» (г. Москва, 2004 год), Международной академической конференции 5 «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири» (г. Тюмень, 2006 год), Всероссийской научно-технической конференции «Ядерно-геофизические технологии в комплексе ГИС при исследовании наклонных и горизонтальных скважин. Современное состояние в России и СНГ, перспективы развития методов и технологий» (г. Сургут, 2007). Основные положения диссертации опубликованы в 16 научных статьях, в том числе 3 статьи в журналах, рецензируемых ВАК РФ. Исходные данные. Решение поставленных задач осуществлялось путем обработки материалов ГИС Рогожниковского, Восточно-Сургутского, СевероВарьеганского, Талаканского, Салымского, Песчаного месторождений и Борковской площади по 237 разведочным скважинам, с проведением ГИС в открытом и обсаженном стволе. Использованы результаты петрофизических исследований, полученные в центральной лаборатории «Главтюменьгеологии» и отделе петрофизических исследований Тюменского филиала «СургутНИПИнефть» по более 1500 образцам. Достоверность полученных результатов подтверждается сопоставлением их с данными лабораторных исследований керна и описанием шлифов. Основу диссертации составили исследования, выполненные автором на кафедре «Геофизические исследования скважин» ТюмГНГУ и в Тюменском отделении «СургутНИПИнефть» ОАО «Сургутнефтегаз» в течение 1998-2007 годов. В ходе работ использовались методики литологического расчленения разреза по данным ГИС, фациального анализа материалов ГИС, методы статистического анализа и цифровой обработки сигналов. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав и заключения. Текст изложен на 123 страницах, иллюстрирован 25 таблицами и 127 рисунками, список литературы включает 152 источника. Диссертация подготовлена под научным руководством д. г.-м. н., академика РАН В.П. Мельникова, при научном консультировании к.г.-м.н. А.В.Мальшакова. В период работы над диссертацией автором получены полезные практические советы, замечания и помощь в сборе материала от Я.И. Гильманова, В.А. Ефимова, Т.А. Коровиной, Л.А. Кроль, Е.П. Кропотовой, З.В. Лашневой , О.М. Нелепченко, от работников комплексной геологотематической партии треста «Сургутнефтегеофизика» ОАО"Сургутнефтегаз". Всем перечисленным коллегам автор выражает глубокую признательность и благодарит за оказанное содействие в работе над диссертацией. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность работы, исследований, научная новизна. основные задачи Глава 1. Состояние и перспективы изучения вулканогенных, карбонатных и сложно-построенных терригенных коллекторов 6 В первой главе диссертации приведены сведения как обзорного, так и оригинального характера. На основе анализа керновых данных (1500 образцов) и описания шлифов проведен сравнительный анализ структурных, текстурных особенностей вулканогенных, карбонатных и терригенных пород, средних значений их фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) по изучаемым площадям (Борковская площадь, Сургутский и Вартовский своды, Фроловской зоны, Талаканского участка), а также рассмотрены особенности геофизической характеристики перечисленных пород. Кроме того, для карбонатных и терригенных отложений анализ ФЕС проводился с учетом фациальных условий осадконакопления. В работе показано, что для всех типов пород наблюдается резкая изменчивость литологического состава и связанная с ней текстурная неоднородность, высокая анизотропия физических и коллекторских свойств пород по разрезу и площади; значительная вторичная преобразованность пород, сложная структура порового пространства. Для вулканогенных, вулканогенноосадочных и карбонатных пород характерно преобладание в разрезах коллекторов сложных типов: трещинно-кавернозных и трещинно-кавернознопоровых. В минеральном отношении карбонатные породы менее разнообразны, чем обломочные и вулканогенные, но по структурно-текстурным характеристикам имеют гораздо больше разновидностей. Изучаемые вулканогенные разности характеризуются сложным минералогическим составом и большим диапазоном содержания основных породообразующих компонентов, кроме того, в эффузивных толщах присутствуют элементы с аномальными нейтронными свойствами. Значительное влияние на ФЕС и геофизическую характеристику карбонатных и терригенных толщ оказывает фациальный облик пород. Глава 2. Применение математических методов для идентификации отложений и корреляции «немых» толщ. Во второй главе рассмотрены вопросы применения теории случайных функций, в частности использование модели авторегрессии для расчленения исходного ряда наблюдений в отложениях «немых» толщ, её параметров – для оценки зон смены ритмов в вулканогенных толщах, постседиментационных преобразований – в карбонатных толщах, интенсивности геодинамических режимов – в терригенных отложениях. Периодичность определяется в терригенных формациях сменой гранулометрического состава по вертикали (песчаники – алевролиты – глины), в карбонатном разрезе периодичность обусловлена мощностью отложений, для вулканогенных пород – периодичность обусловлена типом вулканизма (основные – средние - кислые разности, щелочные, субщелочные, либо нормальных серий породы). 7 Цикличность существенно усложняет решение задачи идентификации толщ горных пород. Разновозрастные толщи, приобретая сходные черты, теряют признаки индивидуальности, что затрудняет их распознавание. Для анализа соотношений между входным (параметры динамической системы) и выходным (диаграммы методов ГИС) сигналами в работе использовалось дискретное уравнение процесса авторегрессии 2-порядка. Расчет параметров уравнения авторегрессии был произведен для вулканогенно-осадочных толщ Борковской площади (разрез характеризуется полной сменой формаций, породы преимущественно неколлекторы) и Рогожниковского месторождения. На основании проведенного анализа можно сказать, что точная оценка границ регионального цикла (или его карбонатной, терригенной, вулканогенной части) только по изменениям значений остаточной дисперсии ( ост ) невозможна, так как получаемые оценки относятся к окну наблюдения. По изменению ост можно сказать только одно, есть эта граница в рассматриваемом интервале или нет. При расчленении разреза скважин Борковской площади и Рогожниковского месторождения по литологическим разностям с учетом химического состава, получено, что остаточная дисперсия изменяется на границах смены химического состава пород (по содержанию SiO2, TiO2, FeO, Fe2O3, MgO, CaO). Предельно низкую остаточную дисперсию имеют известняки, для пород вулканогенно-осадочного комплекса характерны 2 повышенные пределы изменения. Кроме того, увеличение ост в этих породах связано с формированием вторичной пористости. Дальнейшим увеличением остаточной дисперсии характеризуются туфы и измененный терригенный комплекс. Расчет параметров уравнения авторегрессии был также осуществлен и для карбонатных отложений осинского горизонта Талаканского месторождения. Диаграммы нейтронного гамма-метода (НГМ) и интервального времени продольной волны (акустический метод – АМ) отражают в карбонатных толщах изменение пористости по разрезу и содержат как закономерные составляющие, характеризующие изменение первичной пористости, так и случайные составляющие, отражающие присутствие вторичных пустот. Поэтому применение модели авторегрессии и расчет остаточной дисперсии по перечисленным методам будет иметь связь с вторичной пористостью 2 доломитов осинского горизонта. Уравнения регрессии ост АМ (Кпсред) и 2 ост НГМ(Кпсред) с осредненной пористостью по керну носят степенной характер с достаточно высоким коэффициентом корреляции порядка 0,9. Такой коэффициент корреляции объясняется тем, что карбонатные толщи, в отличие от вулканогенных и терригенных, характеризуются практически мономинеральным составом и, соответственно, на остаточную дисперсию 8 оказывают влияние только постседиментационные преобразования, напрямую связанные с трещинной и каверновой пористостью. В терригенном разрезе поведение остаточных дисперсий было рассмотрено на основе толщи, во время формирования которой происходила смена геодинамических режимов (пласт ЮС2 Восточно-Сургутского месторождения). Установлено, что для пласта ЮС2 при стабилизации геодинамического режима 2 ост уменьшается (смена условий осадконакопления с континентальных на прибрежно-морские). Таким образом, параметры уравнения авторегрессии для вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород целесообразно применять при оценке зон смены ритмов, так как именно на таких границах создаются благоприятные условия образования пород-коллекторов. Кроме того, остаточная дисперсия методов ГИС в эффузивных разностях будет зависеть от состава отложений (в ряду «основные-средние-кислые» и «щелочные-нормальные») и протекающих вторичных процессов. Следовательно, параметры уравнений авторегрессии могут использоваться как вспомогательные при определении литологического состава пород. Для карбонатных коллекторов значения остаточной дисперсии могут в некоторой степени позволить оценить интенсивность постседиментационных преобразований и наличие вторичных пустот. Условия нестабильности геодинамической системы при формировании терригенных отложений позволяют спрогнозировать смену условий осадконакопления с континентальных на прибрежно-морские. Глава 3. Применение вейвлет-анализа с целью расчленения разрезов скважин по литологическим и литолого-фациальным признакам. В третьей главе диссертации рассматривается возможность расчленения и корреляции разрезов вулканогенных, карбонатных и терригенных пород по данным вейвлет-анализа. Вейвлеты – это обобщенное название особых (солитоноподобных) функций, имеющих вид коротких волновых пакетов с нулевым интегральным значением и с той или иной, подчас очень сложной, формой, локализованных по оси независимой переменной (t или х) и способных к сдвигу по ней и масштабированию. Одномерное непрерывное вейвлет-преобразование функции f(t), которая принадлежит пространству L2 ( R) (т.е. определена на всей действительной оси и имеет конечную норму), имеет следующий вид: W f (a, b) a 1 / 2 * t b * f (t ) a dt f (t ) ab (t )dt . Параметры a и b обеспечивают, соответственно, растяжение/сжатие и сдвиг базисного вейвлета, позволяя полностью сконструировать пространство L2 ( R) . Результатом преобразования является двумерный набор коэффициентов a и b, в котором заключена информация о частотных характеристиках сигнала 9 (благодаря параметру a) и о поведении сигнала во времени (благодаря параметру б). Обычно для анализа частотно-временного состава исследуемого сигнала используют: 1) карту проекций изоуровней или изолиний функции W(a,b) на плоскость (a,b), позволяющих проанализировать изменение интенсивности амплитуд вейвлет-преобразования на различных частотных масштабах и во времени; 2) карты линий локальных экстремумов данных поверхностей, называемых скелетонами (sceleton), четко выявляющих структуру сигнала; 3) зависимости коэффициентов вейвлет-преобразования для выбранного масштаба преобразования от времени. Для разрезов скважин Борковской площади и Рогожниковского месторождения границы, полученные по данным вейвлет-преобразования кривой нейтронного-гамма метода и бокового метода, совпадают с границами толщ различного химического состава. Описанный математический аппарат позволил не только отличить эффузивные толщи от терригенных и карбонатных пород, но и разделить породы в ряду основные – средние – кислые. Использование локальных максимумов позволило уточнить местонахождение границ различных литологических разностей с погрешностью не более 0,4 метра. Получаемые в ряде случаев дополнительные границы связаны с большей кавернозностью или наличием трещин, с изменением содержания количества обломков в лавобрекчиях, изменением щелочности, появлением зон слабой карбонатизации или усилением роли вторичных преобразований минералов. Для Рогожниковской площади использование коэффициентов вейвлетпреобразования на крупных масштабах позволило провести первоначальные линии корреляции и идентифицировать толщи, в нашем случае аналоги сейсмофаций. Линии корреляции, проведенные с использованием крупных масштабов, являются схематичными, как и при расчетах остаточных дисперсий по уравнению авторегрессии. Однако, использование более мелких масштабов позволило провести детальную корреляцию и уточнить проведенные ранее границы. Для терригенных пород линии локальных максимумов спектров дифференцируют кривую метода собственных потенциалов (СП), выделяя на ней участки с разными литолого-фациальными особенностями. Сопоставление такого расчленения геологического разреза с данными качественного и количественного выделения участков геологического разреза с разными литолого-фациальными условиями показало их хорошую сходимость. Для карбонатных коллекторов проводился вейвлет-анализ методов ГИС по 32 скважинам Талаканского месторождения, представленных двумя основными типами разрезов (преимущественно известковый, или, наоборот, доломитизированный). Сопоставляя спектрограммы этих типов разреза можно 10 заметить, что количество локальных максимумов (N) и скорость ветвления для преобразованных доломитов выше, чем для известняков. По сопоставлению lnN и lna (интенсивностью падения кривой lnN(lna), заложенной в скейлинговом показателе самоподобия) выделяется зона с повышенной крутизной упомянутой кривой. Скважины, попавшие в этот участок, относятся к известковой фациальной зоне (по данным Черновой Л.С., 1992). Таким образом, параметры вейвлет-преобразования для вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород целесообразно применять при оценке цикличности разреза, корреляции «немых» толщ с использованием матрицы коэффициентов вейвлет-преобразования. Для карбонатных коллекторов вейвлет-спектр и скорость ветвления могут в некоторой степени оценить интенсивность постседиментационных преобразований, а линии локальных максимумов позволяют выделить интервалы пород различной литологии. При использовании вейвлет-анализа в терригенных отложениях можно проводить корреляцию в условиях смены фаций. Общим для всех типов пород при использовании вейвлет-анализа является уточнение границ толщ с погрешностью до 0,4 м, что невозможно при применении других методов исследования (моделей авторегрессии, рядов Фурье). Глава 4. Выявление фрактальных свойств разреза вулканогенных, терригенных и карбонатных толщ. Применение петрохимических пересчетов в вопросе идентификации отложений. В четвертой главе диссертации опробованы модели, построенные с учетом основных петрохимических коэффициентов, их отношений, отражающих направленность процесса изменения эффузивов, с показателями Херста. Проведены факторный и дискриминантный анализы при выделении отдельных петротипов пород в вулканогенном разрезе. Обычно состав магматических пород выражается в весовых процентах следующих двенадцати окислов: SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O, P2O5. В работе использовались широко известные способы расчета петрохимических коэффициентов А.Н. Заварицкого и П. Ниггли. Проведенный факторный анализ ФЕС вулканогенных коллекторов позволил описать систему тремя факторами: структурой порового пространства горных пород (55-70% общей дисперсии), неоднородностями минерального состава (до 18% общей дисперсии) и постседиментационными преобразованиями (до 13% общей дисперсии). Аналогично проведенный факторный анализ для основных окислов позволил обозначить элементы, участвующие в процессе изменения эффузивов: значимые нагрузки приходятся на SiO2, K2O, Fe2O3 (50-60% общей дисперсии), Na2O и Al2O3 (25-30% общей дисперсии), MgO и CaO (до 16% общей дисперсии). 11 Методика пошагового расчленения разреза на отдельные литологические разности предполагает использование простой линейной дискриминантной функции, группы эталонных пластов известного петротипа и комплексирования методов ГИС друг с другом. В работе использовался комплекс ГИС в различных сочетаниях (двумерные и трехмерные сопоставления): интервальное время, содержание калия, тория и урана, естественная радиоактивность, амплитуда собственных потенциалов, удельное электрическое сопротивление (боковой метод), интенсивность нейтронного метода по зонду большой и малой длины, плотность. Перечисленные методы позволяют с вероятностью от 65 до 95% выделять следующие петротипы пород: базальты и амфиболиты, туфоизвестняки, туфы, отложения коры выветривания, отложения преобразованного терригенного комплекса, лавобрекчии и кластолавы, сидеритизированные лавы, перлитизированные лавы и неизмененные кислые эффузивы. При изучении фрактальных характеристик разреза диаграммы методов ГИС рассматривались в виде одномерной дискретной числовой последовательности, т.е. как раз в той форме, в какой они присутствуют в базе данных при цифровой регистрации. Для анализа фрактальных свойств пластов в работе использовался метод нормированного размаха. R/S-анализ является мерой того, как меняется числовая последовательность с увеличением отставания одного элемента от другого. Как обнаружил Херст, для многих случаев наблюдаемый нормированный размах (R/S) очень хорошо описывается эмпирическим соотношением: R / S ( / 2) H . Зависимость R/S от характеризуется линейным трендом, угловой коэффициент которого H называется показателем степени Херста. Для чистого Гауссова шума H имеет величину порядка 0,5, а для фрактального Гауссова шума лежит в пределах от 0,6 до 0,95, чаще всего в интервале 0,65 - 0,85. Для неизмененных вулканогенных пород показатель Херста близок к 1, что свидетельствует о наличии долговременной статистической зависимости и высокой степени упорядоченности данных отложений. Для измененных пород – показатель Херста уменьшается, проявляются фрактальные свойства объекта, степень упорядоченности также уменьшается. Кроме того, возможно сопоставление фрактальных характеристик разреза с данными химического состава изучаемых отложений и фильтрационноемкостными свойствами среды. Из зависимостей показателей Херста от коэффициентов SiO2/Al2O3; SiO2/(MgO+CaO+K2O); SiO2/(MgO+FeO+Fe2O3) замечено, что наиболее полно процесс изменения базальтов можно проследить при сопоставлении химического состава пород с показателями методов естественной радиоактивности, с нейтронными характеристиками и интервальным временем. 12 Степень дифференциации упомянутых сопоставлений определяется поведением кальция, железистых минералов, сульфидов, титана и алюминия (подвижностью при постседиментационных преобразованиях и направленностью этих процессов). Количество измененного железа и привнесенной серы увеличивается в зависимостях, имеющих более крутой наклон, т.е для основных пород. Кроме того, наиболее подвержены изменениям породы, содержащие магний. Для таких пород показатели Херста убывают наиболее интенсивно. Так как существует связь показателей Херста и степени измененности пород, должна наблюдаться тенденция изменения показателя Херста от осредненной пористости образцов керна. Для заданных интервалов разреза кислых эффузивов наблюдается однозначная обратная тенденция, то есть с уменьшением показателя Херста степень измененности вулканических пород данного интервала увеличивается и, соответственно, увеличивается средняя пористость. Коэффициент корреляции достаточно высок и составляет 0,91. Для терригенных отложений анализировались сопоставления показателя Херста по методу собственных потенциалов и естественной радиоактивности с коэффициентом песчанистости горных пород для различных фациальных условий осадконакопления. Показатель Херста изменяется в пределах от 0.5 до 1, что соответствует теоретическим представлениям. Наиболее высоким значения показателя Херста соответствуют упорядоченные русловые отложения и «чистые» глинистые толщи, что является очевидным. В зависимости от изменения коэффициента песчанистости четко выделяются две характерные области: для повышенных значений коэффициента песчанистости – наблюдается рост показателя Херста, для пониженных значений – обратная зависимость. Таким образом, рассчитанные петрохимические коэффициенты позволили по сопоставлениям методов ГИС друг с другом выделить крупные толщи пород, отличающиеся по химическому составу. Дикриминанатный анализ позволил определить оптимальный комплекс ГИС для выделения пластов различных петротипов в разрезе единой основности. На основании проведенного анализа создана пошаговая методика определения литологии в вулканогенном разрезе с высокой степенью эффективности. Фрактальные характеристики разреза (показатели Херста) рекомендуется использовать при определении степени преобразованности пород вулканогенного разреза, прогнозировании пористости эффузивных толщ, степени сортировки в терригенном и карбонатном разрезах. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Основные результаты диссертационной работы состоят в том, что на основе проведенного вейвлет-анализа и рассчитанных фрактальных 13 характеристик повышена эффективность литологического расчленения (выделения петротипов) сложнопостроенного вулканогенного и вулканогенноосадочного разреза, межскважинной корреляции в отложениях «немых» толщ. В результате проведенных работ решены следующие задачи: 1. Разработана методика комплексного анализа данных ГИС, включающая в себя расчет параметров уравнения авторегрессии и вейвлетпреобразований, повышающая достоверность расчленения вулканогенного разреза скважин на литологические толщи, дающая дополнительную информацию при определении типа геодинамического режима в терригенных отложениях. 2. Установлены закономерности изменения фрактальных характеристик от химического состава горных пород и степени их преобразованности для эффузивных толщ, от расчлененности и песчанистости – для терригенных отложений, от степени доломитизации – для карбонатных пластов. 3. На основе дискриминантного анализа усовершенствованы методические приемы идентификации различных петротипов для пластов триасового возраста. 4. На основе вейвлет-анализа усовершенствованы методические приемы межскважинной корреляции в терригенном и вулканогенно-осадочном разрезе. СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК РФ: 1. Вейвлет-анализ данных геофизических исследований скважин с целью расчленения по литолого-фациальным особенностям геологических разрезов. // «Известия ВУЗов. Нефть и газ», №5 Тюмень, 2005. С. 20-21 (в соавторстве с Мальшаковым А.В.). 2. Определение границ литологических разностей и фрактальных свойств разреза вулканогенных толщ для прогноза зон вероятных коллекторов. // «Нефтяное хозяйство», №11, Москва, 2005. С.24-28 (в соавторстве с Мальшаковым А.В.). 3. Сопоставление результатов геолого-технологических исследований и данных ГИС для выделения вулканогенных коллекторов. //«Нефтяное хозяйство», № 4, Москва, 2006. С.26-30 (в соавторстве с Ефимовым В.А., Гильмановым Я.И.). Список публикаций по теме диссертации: 1. Коэффициенты неоднородности песчано-глинистых отложений юрского возраста Восточно-Сургутского месторождения в связи с палеогеографическими условиями формирования. //Материалы Всероссийской научной конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского 14 мегабассейна». Тюмень, ТюмГНГУ, 2000. С.9-11 (в соавторстве с Гильмановым Я.И.). 2. Идентификация толщ в отложениях среднего палеозоя Борковской площади Тюменского района по данным ГИС и петрохимическим исследованиям шлама. // Материалы Второй Всероссийской научной конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна». Тюмень, ТюмГНГУ, 2002. С.43-44. 3. Выделение циклов в вулканогенно-осадочных формациях среднего палеозоя Борковской площади Тюменского района. //Материалы научнопрактической конференции посвященной 80-летию профессора И.А. Вылцана «Формационный анализ в геологических условиях». Томск, ТГУ, 2002. С.158160. 4. Уточнение границ циклов в вулканогенно-терригенных формациях палеозойского возраста на ограниченном интервале разреза Борковской площади Тюменского района по данным ГИС. // Материалы 3-го Всероссийского литологического совещания «Генетический формационный анализ осадочных комплексов фанерозоя и докембрия». Москва, МГУ, 2003. С.284-287. 5. Определение типа пористости в эффузивных коллекторах Среднего Приобья. // Материалы международного научного симпозиума «Проблемы геологии и освоения недр». Томск, ТГУ, 2003. С.347-349. 6. Сопоставление фрактальных свойств геологического разреза с данными седиментологического анализа (по данным геофизических исследований скважин). // Материалы Всероссийской научной конференции «Фракталы и их приложения в науке и технике». Тюмень, ТюмГНГУ, 2003. С. 55-70 (в соавторстве с Мальшаковым А.В.). 7. Вейвлет-анализ данных геофизических исследований скважин с целью расчленения и корреляции геологических разрезов. // Материалы Всероссийской научной конференции (проектирование инженерных и научных приложений в среде Matlab). Москва, Институт проблем управления, 2004. С.1759-1768 (в соавторстве с Мальшаковым А.В.). 8. Прогнозирование зон смены ритмов горных пород доюрского комплекса с помощью метода автокорреляции каротажных диаграмм. // «Вопросы геологии, бурения и разработки нефтяных и газонефтяных месторождений Сургутского региона» Сб. научных трудов СургутНИПИнефть. Вып.5. ЗАО «Издательство «Нефтяное хозяйство», Москва, 2004. С.15-21. (в соавторстве с Мальшаковым А.В., Гильмановым Я.И.). 9. Вейвлет-анализ данных геофизических исследований скважин для расчленения геологических разрезов по литолого-фациальным особенностям. // «Вопросы геологии, бурения и разработки нефтяных и газонефтяных месторождений Сургутского региона» Сб. научных трудов СургутНИПИнефть. 15 Вып.5. ЗАО «Издательство «Нефтяное хозяйство», Москва, 2004. С.22-32. (в соавторстве с Мальшаковым А.В., Гильмановым Я.И.). 10. Использование вейвлет-анализа данных геофизических исследований для уточнения границ различных литологических разностей в горных породах триасового возраста. // «Вопросы геологии, бурения и разработки нефтяных и газонефтяных месторождений Сургутского региона» Сб. научных трудов СургутНИПИнефть. Вып.6. ЗАО «Издательство «Нефтяное хозяйство», Москва, 2005. С.13-21 (в соавторстве с Мальшаковым А.В.). 11. Влияние содержания основных породообразующих элементов и их соотношений на фрактальные и петрохимические характеристики геологических разрезов вулканогенно-осадочных горных пород // «Горные ведомости», N10, 2006, С.58-65 (в соавторстве с Мальшаковым А.В.). 12. Фациальный каротажный анализ и особенности выделения коллекторов пласта ЮС2 месторождений Восточного склона Сургутского свода // Материалы международной академической конференции «Состояние, тенденции и проблемы развития нефтегазового потенциала Западной Сибири». Тюмень, ФГУП «ЗапСибНИИГГ», 11-13 октября, 2006. С. 127-132 (в соавторстве с Липчинской Н.В.). 13. О некоторых проблемных вопросах изучения геологического строения и оценки фильтрационно-емкостных свойств продуктивных пластов горизонтальными скважинами // Материалы Всероссийской научнотехнической конференции «Ядерно-геофизические технологии в комплексе ГИС при исследовании наклонных и горизонтальных скважин. Современное состояние в России и СНГ, перспективы развития методов и технологий». Сургут, 2007. С. 117-127 (в соавторстве с Ефимовым В.А., Мальшаковым А.В., Батуриным А.Ю.). 16 Подписано к печати 2007г. Бум. писч. № 1 Заказ № Уч.-из. 1,2 Формат 60х841/16 Усл. печ. л. 1,2 Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100 экз. Издательство «Нефтегазовый университет» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38 Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет» 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52
