кандидат физико-математических наук;
candidate of physical and mathematical sciences;
В работе представлены результаты неразрушающих исследований и цифрового анализа внутренней структуры пород-коллекторов газоконденсатного месторождения северного шельфа. Исследование выполнено на основе методов рентгеновской микротомографии с использованием прибора Procon CT-MINI Института проблем механики РАН. Результаты получены в рамках нового цикла продолжающихся исследований арктических месторождений РФ. По полученным данным томографии построены трёхфазные 3D-модели, на базе которых созданы цифровые двойники коллектора. Проведены количественные порометрический и гранулометрический анализы, а также пространственная визуализация распределения неоднородностей. Определено, что исследуемый газовый коллектор представляет собой слабосцементированный песчаник с высокой пористостью и хорошо связным капиллярным поровым пространством. Основной объём пор представлен открытыми каналами, распределение пор обеспечивает устойчивый капиллярный режим фильтрации. Распределение зёрен матрицы близко к нормальному и характеризуется хорошей сортировкой. Соотношение размеров пор и зёрен около 1 : 2 типично для хорошо уплотнённых и фильтрующих песчаников. Металлические включения распределены равномерно, пространственно изолированы и не влияют на глобальную фильтрационную способность. Выявленные параметры пористости, распределения пор и зёрен могут служить первичной базой при оценке параметров воздействия на коллектор, включая гидроразрыв пласта, кислотную обработку и другие методы интенсификации. Учёт изолированных и тупиковых пор позволяет уточнять расчёты остаточной насыщенности при моделировании вытеснения флюидов. Разрабатываемая цифровая методика анализа имеет особую актуальность для условий арктического шельфа, в силу сложности по проведению массового отбора керна и сниженными прочностными характеристиками материала. В этих условиях цифровой анализ становится незаменимым инструментом неразрушающей диагностики, позволяющим экономить ценный керновый материал и расширить спектр получаемых данных о коллекторе.
The paper presents the results of non-destructive studies and digital analysis of the internal structure of reservoir rocks of the northern shelf gas condensate field. The study was carried out on the basis of X-ray microtomography methods using the Procon CT-MINI device of the Institute for Problems in Mechanics of the Russian Academy of Sciences. The results were obtained as part of a new cycle of ongoing research on Arctic deposits. Three-phase 3D models were constructed based on the obtained tomography data, on the basis of which digital twins of the reservoir were created. Quantitative porometric and granulometric analysis as well as spatial visualization of heterogeneity distribution were performed. It was determined that the studied gas reservoir is a weakly cemented sandstone with high porosity and well-connected capillary pore space. The main volume of pores is represented by open channels, pore distribution provides stable capillary filtration mode. The distribution of matrix grains is close to normal and is characterized by good sorting. The pore-to-grain size ratio of about 1 : 2 is typical for well-compacted and filtering sandstones. Metal inclusions are uniformly distributed, spatially isolated and do not affect the global filtration capacity. The identified parameters of porosity, pore and grain distribution provide a reliable basis for evaluating reservoir resistance to hydraulic fracturing, acid stimulation and other stimulation methods. It is shown that the rocks can be used as a storage medium for underground storage of gas and CO2 due to high open porosity, uniform distribution of channels and absence of pronounced caverns, which will contribute to a stable cyclic injection and withdrawal regime. Taking into account isolated and dead-end pores allows refining residual saturation calculations in fluid displacement modeling. The digital analysis technique is of particular relevance for the Arctic shelf conditions due to the difficulties in mass core extraction and lower strength characteristics of the material. In these conditions digital microtomography becomes an indispensable tool of nondestructive diagnostics, allowing researchers to save valuable core material and expand the range of obtained data on the reservoir.