В КФУ предложили метод быстрой оценки проницаемости нефтегазоносных пород
Сотрудники Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (ИГиНГТ КФУ) разработали методику оперативной оценки перспективности карбонатных пород-коллекторов с точки зрения добычи углеводородов.
Предложенный учеными метод прогнозирования газовой проницаемости карбонатных пород основывается на данных рентгеновской микротомографии и машинном обучении. В ходе исследования был осуществлен анализ стандартных керновых образцов, которые используются в нефтегазовой индустрии для оценки свойств коллекторов.
«Породами-коллекторами называют такие породы, которые обладают способностью вмещать жидкие и газообразные флюиды (нефть, газ и воду) и отдавать их при разработке. К коллекторским свойствам пород относят пористость и проницаемость», — объяснил один из авторов исследования, доцент кафедры региональной геологии и полезных ископаемых, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Внутрипластовое горение» ИГиНГТ КФУ Раиль Кадыров.
Для добычи углеводородов и воды важно знать проницаемость породы, поскольку из непроницаемой породы их трудно извлечь. Обычно для выяснения проницаемости породы проводят длительные экспериментальные измерения: образцы породы (керны) сначала на месяц помещают в специальные растворители, чтобы экстрагировать углеводороды, а затем измеряют их газопроницаемость. При этом, несмотря на значительные временные затраты, получить большой объем данных о породе не всегда удается.
Исследователи же предложили использовать микротомографию, на основе данных которых физико-математическая модель формирует оценку локальной проницаемости на основе каждого изображения стека, которая затем используется для обучения алгоритма Swin Transformer — иерархической архитектуры глубокого обучения, изначально разработанной для анализа изображений с учетом локальных и глобальных признаков. Таким образом не требуется трудоемкая сегментация или построение 3D-структуры поровой сети для получения предварительной оценки газопроницаемости пород.
«В нашей работе протестированы два подхода к обработке данных: метод гармонического усреднения и метод «бутылочного горлышка», учитывающий ограничивающее влияние зон с минимальной проницаемостью. Оба варианта показали сопоставимую точность на валидации, а при слепом тестировании на новых образцах модель, основанная на втором подходе, продемонстрировала меньшее отклонение от экспериментальных измерений», — отметил Раиль Кадыров.
Предложенный авторами метод не заменяет лабораторные исследования, но помогает произвести быструю предварительную оценку газопроницаемости пород. Ученые оценивают свой метод как перспективный инструмент для развития технологий цифрового керна и анализа сложных карбонатных коллекторов.