Анотація до роботи:

Карпенко О.М. Науково-методичні засади оцінки ємнісних властивостей гірських порід тонкошаруватих розрізів родовищ вуглеводнів за даними геофізичних досліджень. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наук за спеціальністю 04.00.22 - геофізика. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2005.

Дисертація присвячена створенню системи геологічної інтерпретації даних типового комплексу методів геофізичних досліджень свердловин (ГДС) з теригенними тонкошаруватими типами розрізів в межах родовищ вуглеводнів або перспективних площ. Із застосуванням функції взаємної кореляції кривих електричних і радіоактивних методів розроблено нову схему класифікації тонкошаруватих розрізів з метою вибору оптимальної методики інтерпретації даних ГДС. В процесі пошуку геофізичних критеріїв нафтогазоносності тонкошаруватих відкладів розроблено принципово нові способи якісної діагностики порід - спосіб параметра радіальної релаксації залишкового уявного опору, новий спосіб приведених кривих. Доведена доцільність використання способу перспективної відповідності у ході розвідувальних робіт на родовищах вуглеводнів, а також на основі застосування нейрономережевих технологій розроблено новий спосіб оцінки ймовірності наявності продуктивних колекторів в розрізі свердловини за даними типового комплексу ГДС. На основі розроблених нових фізико-геологічних моделей шаруватої гірської породи для геофізичних параметрів -нейтронної пористості, густини, інтервального часу поздовжньої хвилі та питомого електричного опору створено систему комплексної інтерпретації даних ГДС з метою оцінки всіх основних літологічних і ємнісних перколяційних характеристик гірських порід, що складають тонкошаруватий розріз свердловини. За результатами досліджень запропоновано схему основних етапів підготовки та проведення якісної і комплексної кількісної інтерпретації даних типового комплексу ГДС в умовах тонкошаруватих теригенних розрізів. На численних прикладах родовищ вуглеводнів Передкарпаття і ДДЗ показана ефективність запропонованих нових способів і комплексної методики інтерпретації даних ГДС у тонкошаруватих типах розрізів, наведено акти їх впровадження і використання виробничими геологічними і геофізичними організаціями.

За результатами проведених досліджень розроблені науково-методичні засади створення та застосування нових способів і методик інтерпретації даних промислово-геофізичних досліджень, об’єднаних у загальну систему комплексної інтерпретації, що сприяє підвищенню ефективності геофізичних досліджень у процесі виявлення продуктивних об’єктів і оцінки ємнісних властивостей гірських порід у тонкошаруватих розрізах свердловин відомих родовищ або перспективних на нафту і газ нових площах. Отримано наступні основні теоретичні та прикладні результати:

1. Проведено аналіз можливостей та обмежень сучасного типового комплексу геофізичних досліджень у відкритому стовбурі свердловин родовищ вуглеводнів та існуючих способів інтерпретації даних ГДС в умовах тонкошаруватих розрізів. Показано, що використання стандартних методик та існуючих способів кількісної інтерпретації, які базуються на спрощених моделях для окремих геофізичних параметрів, не можуть забезпечити достовірну оцінку ємнісних властивостей теригенних колекторів у межах тонкошаруватих відкладів.

2. З метою роздільного перколяційного оцінювання ємнісних властивостей складових тонкошаруватих відкладів розроблено систему інтерпретаційних рівнянь та нерівностей, що описують фізико-геологічні моделі тонкошаруватих відкладів для окремих методів типового комплексу ГДС. Показано існування стійких розв’язків такої системи та на її основі створено програму "Complex" - комплексної кількісної інтерпретації даних ГДС у тонкошаруватих відкладах.

3. Розроблено науково обґрунтовану систему якісної і кількісної інтерпретації даних ГДС у тонкошаруватому теригенному розрізі; проведено її апробацію, яка показала високу ефективність кількісних визначень літологічних і ємнісних характеристик гірських порід за даними ГДС у порівнянні з результатами аналізу кернового матеріалу та даними випробувань пластів на прикладі газових родовищ Передкарпаття і ДДЗ.

4. Розроблено принципово новий спосіб виявлення продуктивних пластів у тонкошаруватих теригенних розрізах свердловин на основі встановленої закономірності різного ступеня зменшення диференціації кривих градієнт-зондів із збільшенням розміру останніх у різних за характером насичення тонкошаруватих пластах і товщах на основі нового параметра радіальної релаксації залишкового уявного опору. Також запропоновано спосіб оцінки характеру насичення тонкошаруватих пластів і товщ шляхом застосування процедури розрахунку приведених електрокаротажних кривих у відношенні до показів зондів різного розміру у глинистих пластах, що значно зменшило вплив свердловини і геометрії вимірювань.

5. Суттєво удосконалено та доведено до практичного використання ФГМ електропровідності (питомого електричного опору) тонкошаруватих теригенних порід, в якій вперше введено коефіцієнт шаруватості глин і враховано розподіл різних типів глинистості та її пористості в літологічних складових моделі. Встановлено реальні обмеження використання моделі електропровідності для анізотропних товщ залежно від типу тонкошаруватих відкладів (на основі розробленої нової типізації їх з використанням кількісних критеріїв).

6. Обґрунтовано доцільність використання прогресивних технологій розпізнавання образів, у першу чергу - нейронних мереж в умовах складних геологічних розрізів. З використанням зазначеної технології розроблено новий спосіб оцінки ймовірності наявності газонасиченого (нафтонасиченого) колектора шляхом ймовірнісного аналізу синтетичних і фактичних кривих уявного опору великих зондів.

7. Створено нову оригінальну інтерпретаційну модель інтервального часу поздовжньої хвилі для теригенної піщано-алевритової породи. На відміну від інших моделей вона побудована лише з використанням даних ГДС, що дає змогу оцінювати пористість породи з вмістом розсіяної глини від 0 до 0,25 і глибини залягання відкладів від 200 до 2500 м (еквівалента ефективного тиску). Конкретна модель запропонована для практичного використання у дослідженнях неогенових відкладів Зовнішньої зони Передкарпатського прогину. Кількісно визначено оцінку впливу наведених чинників на величину інтервального часу скелета і глинистої речовини породи-колектора.

Розроблено модель кількісного впливу газонасичення тонкошаруватих неоднорідних колекторів на величину інтервального часу, заміряного під час проведення АК у вигляді залежності приросту від загальної глинистості товщі та глибини залягання гірських порід для відкладів неогенового віку Зовнішньої зони Передкарпатського прогину. Показано методичні особливості щодо створення подібних моделей.

8. Удосконалено теоретико-статистичну модель залишкового водонасичення теригенного колектора і на її основі шляхом застосування регресійного аналізу розраховано модель, що визначає величину пористості внутрішньопорової розсіяної глини піщано-алевритового колектора. Також на основі аналізу моделі залишкового водонасичення проведено оцінку величини пористості карбонатного цементу та питомого вмісту залишкової води, зв’язаної безпосередньо з поверхнею матриці породи.

9. Запропоновано до практичного використання новий статистичний показник - функцію латеральної однорідності шаруватого розрізу, за допомогою якого можливо виявлення однорідних ділянок у межах окремих продуктивних горизонтів, а також ділянок з великими градієнтами наведеної функції, що сприяє підвищенню ефективності пошуково-розвідувальних робіт.

10. Встановлено та запропоновано для практичного використання явище зв’язку виявлених зон стабільного тектонічного режиму за законом перспективної відповідності Хейтса з наявністю або відсутністю потенційних порід-колекторів вуглеводнів у тонкошаруватому розрізі свердловини.

11. Запропоновано оригінальний підхід щодо оцінки пористості глинистої компоненти гірських порід різних літотипів на основі встановленого статистичного зв’язку між пористістю та інтервальним часом пробігу пружних хвиль у скелеті власно глинистих пластів.

12. На фактичному матеріалі доведено, що використання моделі електропровідності анізотропного тонкошаруватого середовища для кількісної оцінки можливе лише в розрізах ІІІ та ІІ типів (ФВК/ФВКгран. < 1,8). Врахування ефективної газонасиченої пористості у розрізах ІІІ типу збільшує лінійні запаси газу по розрізу свердловини до 15 - 20 %.

Публікації автора:

1. Карпенко О.М. Розділення продуктивних пластів за характером насичення в багатопластових покладах за даними ГДС // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ: ІФДТУНГ. - 1995. - Вип.32. - С. 33-38.

2. Карпенко О.М. Використання коефіцієнту шаруватості в моделі електропровідності гірських порід із змішаним типом глинистості // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ, ІФДТУНГ. - 1997. - № 34 (т.1). - С. 87-91.

3. Карпенко О.М. Виділення продуктивних інтервалів в тонкошаруватих теригенних розрізах нафтових і газових свердловин // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ, ІФДТУНГ. - 1998. - № 35 (т.1). - С. 106-112.

4. Карпенко О.М. Еколого-геофізичний підземний моніторинг водоносних і газоносних тонкопрошаркових відкладів Більче-Волицької зони Передкарпатського прогину з метою запобігання ускладнень при бурінні // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ, ІФДТУНГ. - 2000. - № 37 (т.1). - С. 88-92.

5. Карпенко А..Н. Определение водородосодержания глинистой фракции горных пород в разрезе скважины по данным ГИС // Наук. вісник НГАУ. – Дніпропетровськ: НГАУ. - 2001. - № 4. - С. 109-110.

6. Локтєв А.В., Карпенко О.М., Трубенко О.М. Перспективи приросту запасів газу в сарматських відкладах неогену на Тейсарівській площі // Питання розвитку газової промисловості України: Зб. наук. пр. - Харків: УкрНДІгаз. - 2001. - Вип. ХХІХ. - С. 143-144.

7. Карпенко О.М., Локтєв А.В. Підвищення інформативності геофізичних досліджень свердловин при вивченні глинисто-піщаних розрізів тонкошаруватої будови // Наук. вісник ІФНТУНГ. - Івано-Франківськ. - 2001. - № 1. - C. 20-24.

8. Карпенко А.Н. Петрофизические модели терригенных глинистых пород с учетом коэффициента слоистости глин // Наук. вісник НГАУ. – Дніпропетровськ: НГАУ. - 2001. - № 5. - С. 14-16.

9. Карпенко О.М. Виділення продуктивних інтервалів за даними ГДС на основі нормалізації значень уявного опору різноглибинних зондів електричного каротажу // Нафтова і газова промисловість - 2001. - № 6. - С.17-20.

10. Карпенко О.М. Прогнозне оцінювання газоносності тонкошаруватих розрізів родовищ Передкарпаття за даними електрокаротажу // Нафтова і газова промисловість. - 2002. - № 1. - С. 8-11.

11. Карпенко А.Н. Латеральная неоднородность тонкослоистых продуктивных толщ по данным электрических исследований скважин // Наук. вісник НГАУ - Дніпропетровськ. - 2002. – № 4. – С. 3-5.

12. Карпенко О.М. Оцінка латеральної мікронеоднорідності глинисто-піщаних тонкошаруватих товщ за даними геофізичних досліджень свердловин // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ. - 2002. - № 2. - С. 44-49.

13. Карпенко А.Н. Петрофизическая модель электропроводности тонкослоистой глинисто-песчаной толщи // Геофизический журнал. – Киев. - 2002. - т.24. - №1. - С. 103-109.

14. Карпенко О.М.. Федоришин Д.Д. Оцінка продуктивності розрізу свердловин при обмеженому комплексі промислово-геофізичних досліджень // Наук. Вісник ІФНТУНГ. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ. - 2002 № 1(2). - С. 16-20.

15. Карпенко О.М. Прогноз продуктивності відкладів дашавської світи на основі способу перспективної відповідності // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2002. – №1. - С. 30-33.

16. Карпенко О.М. Вплив мінерального складу глинистого цементу на похибку визначення пористості тонкошаруватих порід при геологічній інтерпретації даних ГДС // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ. - 2002. - № 4(5). – C. 44-48.

17. Карпенко О.М., Федоришин Д.Д. Статистична модель тонкошаруватого розрізу свердловини за даними ГДС // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ. - 2003. - № 2(7). - С. 44-49.

18. Карпенко О.М. Визначення коефіцієнту пористості глинистої компоненти порід-колекторів за даними ГДС // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – Івано-Франківськ, ІФНТУНГ. - 2003. - № 3(8). - С. 32-34.

19. Карпенко О.М. Вплив газонасичення теригенних гірських порід на результати акустичного каротажу // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ. - 2004. - № 4(12). – C. 56-60.

20. Карпенко О.М., Булмасов О.В. Застосування нейрономережевих технологій при інтерпретації даних геофізичних досліджень свердловин // Геоінформатика. - 2005. - №1. - С. 71 - 79.

21. Карпенко О.М. Оцінка точності визначення параметрів пластів за даними ГДС в умовах неоднорідних геологічних розрізів // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. – Івано-Франківськ. - 2005. – №1(14). - С. 56-60.

22. Карпенко А.Н., Булмасов А.В. Особенности выделения газонасыщенных интервалов по данным ГИС в тонкослоистых отложениях Внешней зоны Предкарпатского прогиба // НТВ "Каротажник". - Тверь. - 2005. - Вып. 3-4 (130-131). - С. 152 - 159.

23. Карпенко О.М., Федоришин Д.Д. Статистична модель залишкового водонасичення порід-колекторів нафти і газу // Мінеральні ресурси України. - 2005. - №2. - С. 42 - 47.

24. Карпенко А.Н. Изучение методами ГИС газоносных тонкослоистых толщ на малых глубинах // Теоретичні та прикладні проблеми нафтогазової геофізики: Зб. наук. праць. - Київ: УкрДГРІ, 2001. - С. 197-201.

25. Карпенко А.Н. Выделение и корреляция газонасыщенных толщ в тонкослоистых разрезах по данным геофизических исследований скважин // Питання розвитку газової промисловості України: Зб. наук. пр. - Харків: УкрНДІгаз. - 2001. - Вип. ХХІХ. - С. 205-209.

26. Деклараційний патент (11) 45269 А UA, (51) 7 G01V3/00 Спосіб виявлення нафтогазоносних інтервалів в свердловинах з тонкошаруватим типом розрізу: Деклараційний патент (11) 45269 А UA, (51) 7 G01V3/00 / О.М. Карпенко, О.О. Орлов, В.М. Бенько. - № (21) 2001096404; Заявл. 18.09.2001; Опубл. 15.03.2002; Бюл. Укрпатент № 3. – 4 с.

27. Деклараційний патент (11) 45908 А UA, (51) 7 Е21В49/00, E01V3/00 Спосіб виявлення нафтогазоносних глинистих пластів-колекторів низького електричного опору: Деклараційний патент (11) 45908 А UA, (51) 7 Е21В49/00, E01V3/00 / О.М. Карпенко, О.О. Орлов - № (21) 2001117456; Заявл. 01.11.2001; Опубл. 15.04.2002; Бюл. Укрпатент № 4. – 3 с..

28. Карпенко О.М. Геофізичні дослідження при виявленні інтервалів руйнування колекторів в свердловинах газових сховищ // Тези наук.-техн. конф. ІФДТУНГ. –Івано-Франківськ: ІФДТУНГ. - 1997. - ІІ частина. – С. 89.

29. Карпенко А.Н., Микула Е.Н. Выделение продуктивных интервалов в тонкослоистых глинисто-песчаных разрезах нефтяных и газовых скважин // Нефть и газ Украины: Сб. научн. трудов. / М-лы 5-й Междун. конф. "Нефть и газ Украины-98" (15-17.09.1998). – Полтава: УНГА, 1998. – С. 374-375.

30. Карпенко О.М. Виділення продуктивних інтервалів в тонкошаруватих теригенних розрізах нафтових і газових свердловин // Тези наук.-техн. конф. ІФДТУНГ. – Ів.-Франківськ: ІФДТУНГ. - 1998. - С. 137.

31. Карпенко О.М. Петрофізичне моделювання для кількісної інтерпретації даних ГДС в тонкопрошаркових розрізах // Нафта і газ України: Зб. наук. праць / М-ли 6-ї Міжнар. наук.-пр. конф. "Нафта і газ України - 2000". - Івано-Франківськ: УНГА. - 2000. - С. 350-351.

32. Карпенко О.М. Перспективи підвищення інформативності геофізичних досліджень свердловин при вивченні заглинизованих відкладів тонкошаруватої будови // М-ли Міжнар. наук.-пр. конф. "Геологія горючих копалин України" (13-15.11.2001).– Львів: ІГГГК. - 2001. – С. 104-107.

33. Орлов О., Локтєв А., Карпенко О., Трубенко О. Про новий підхід до пошуково-розвідувальних робіт на газ у Зовнішній зоні Передкарпатського прогину // М-ли Міжнар. наук.-пр. конф. "Геологія горючих копалин України" (13-15.11.2001).– Львів: ІГГГК. - С. 184-186.

34. Karpenko O.M., Omelchenko V.G. Percolation definitions of reservoir properties of rocks in thin-layer deposits by the well-logging data // М-ли міжнар.наук.-техн. конф. "Nowe Metody w Geologii Naftowej, Wiertnictwie, Inzynierii Zlozowej i Gazownictwie" (11.06-13.06.2003).- Zakopane (Poland). - p. 33.