Podstawowym celem aplikacji Satun jest eliminowanie negatywnych skutków efektu maskowania oporności w kompleksach cienkowarstwowych przy wyznaczaniu wodonasycenia skał zbiornikowych. Aplikacja pomyślana jest jako otwarte, wielowariantowe narzędzie, które w miarę gromadzenia doświadczeń można będzie dalej rozwijać. Rdzeń programu napisany jest w języku FORTRAN, skompilowany przy pomocy oprogramowania Lahey/Fujitsu Fortran 95 [Lahey 1995] do postaci biblioteki łączenia dynamicznego DLL (Dynamic Link Library) i włączony do programu napisanego w języku Borland C++. Aktualna wersja aplikacji o numerze 8 jest wynikiem kilkuletnich zastosowań wersji poprzedniej o numerze 3, wprowadzonej w roku 2003 i sukcesywnie rozwijanej w latach 2004 - 2006 na podstawie bieżąco gromadzonych doświadczeń w różnych rejonach przedgórza Karpat (Jasionka, Chałupki Dębniańskie, Pogwizdów, Cierpisz, Księżpol, Grodzisko Dolne, Batycze). Podstawy zastosowanej metodyki interpretacyjnej opisane są w pracach: [Zorski&Twaróg;2004, Zorski;2004]. Do wyliczania wodonasycenia (Sw) przyjęty jest model Waxmana-Smitsa (W-S) [Ciechanowska&Gąsior; 1998] z możliwością wprowadzania zmieniających się skokowo, w zadanych interwałach głębokości, występujących w nim stałych m, n, CECp, CECil i Rwz - Parametry interwałowe Podstawą działania algorytmu jest wydzielenie dwóch profili uwarstwienia: jednego na poziomie rozdzielczości wysokiej (odpowiadającej zmianom porowatości odzwierciedlanym przez wysokorozdzielcze profilowanie gęstościowe lub/i zmianom oporności bliskiej strefy odzwierciedlanym przez upadomierz - są to warstewki o grubościach od kilku do kilkunastu centymetrów) i drugiego na poziomie rozdzielczości niskiej (odpowiadającej zmianom oporności strefy dalszej odzwierciedlanych najczęściej przez profilowania indukcyjne - są to warstwy o grubości od ok. 40 centymetrów wzwyż). Profile uwarstwienia wydzielane są automatycznie przez program na podstawie wskazanych profilowań lub wprowadzane są jako dane wejściowe przygotowane niezależnie w postaci odpowiednich plików - Granice warstw Jako podstawowe narzędzie pomiarowe oporności zakłada się wysoko rozdzielczą, wieloelementową sondę indukcyjną HRAI - wówczas wyniki są najbardziej wiarygodne, a program umożliwia pełną wizualizację zmian nasycenia w kierunku radialnym. Nie oznacza to jednak, że w przypadku innych zestawów sond mierzących oporność zastosowanie aplikacji SATUN jest niecelowe lub niemożliwe - wystarczy bowiem dysponować profilowaniami oporności elektrycznej, odpowiadającymi strefom niezmienionej i bliskiej (filtracji). Mogą to być zarówno tradycyjne profilowania indukcyjne (np. DIL), sterowane (np. DLL lub ABK3), czy nawet klasyczne profilowania oporności gradientowo - potencjałowe. Do decyzji użytkownika należy, czy profilowania te poddane będą wcześniej procedurom dekonwolucji lub innym zabiegom interpretacyjnym podnoszącym ich pionową rozdzielczość lub eliminującym wpływy warstw otaczających. Zabiegi takie zwiększają wiarygodność interpretacji programem SATUN, ale nie są warunkiem koniecznym jego zastosowania. Wyższa rozdzielczość pionowa profilowań elektrycznych zawsze zwiększa wiarygodność interpretacji ze względu na dokładniejsze odzwierciedlenie pionowego zróżnicowania oporności, co czyni końcowy wynik bardziej odpowiadający dynamice zmian w badanej formacji.
Obliczenia wykonywane są w jednej z trzech możliwych opcji - Tabela parametrów
Praktyka dotychczasowych zastosowań aplikacji SATUN wykazała istotne trudności z jednoznacznym definiowaniem podstawowych parametrów wymaganych do obliczeń nasycenia wg modelu Waxmana Smits'a. Dotyczy to w szczególności parametrów m, n, CEC i Rwz. W poprzednich edycjach aplikacji wartości te zadawane były interwałowo, przy założeniu, że wewnątrz interwałów są one znane na podstawie wiedzy dodatkowej (np badań laboratoryjnych ) jak i przyjmując, że w obrębie interwałów nie ulegają zmianie. Założenia te najczęściej są nie do spełnienia w praktyce, ze względu na skąpy zakres badań laboratoryjnych podstawowych parametrów petrofizycznych jak i analiz wód złożowych. Dodatkowo obserwuje się znaczącą zmienność m, n i CEC w funkcji typu litologicznego (piaskowiec, iłowiec, mułowiec), który w formacji mioceńskiej ulega bardzo szybkim zmianom w funkcji głębokości. W takiej sytuacji, nie rezygnując z możliwości interwałowego definiowania części parametrów, zaleca się aktualnie korzystać z bieżącego obliczania parametru m, realizowanego przy podstawianiu m=-1. Obliczanie m odbywa się wówczas na podstawie wzoru W-S dla strefy przyotworowej, w której oporność mierzona jest za pomocą kalibrowanego upadomierza, którego zasięg radialny przyjmowany jest na poziomie kilku centymetrów. W tej bliskiej strefie zakłada się pełne nasycenie filtratem (piaskowce) lub wodą złożową (iłowce) i przyjmuje się określone wartości CECp (dla piaskowców) i CECil (dla iłowców). Kolejnym założeniem jest, że tak obliczona wartość m nie będzie ulegać zmianie z oddalaniem się od ściany otworu. W efekcie otrzymujemy każdorazowo dla danej głębokości model obliczania nasycenia, w którym m i CEC jako parametry szkieletowe wzajemnie się kompensują, dając poprawne wartości oporności dla pełnego nasycenia. Dla prawidłowej zatem oceny nasycenia w obecności węglowodorów konieczna jest jeszcze znajomość parametru n i oporności wody złożowej Rw. Oba te parametry przyjmuje się interwałowo, z jednoczesnym przyjęciem poziomu oczekiwanego błędu względnego. Jako wynik ostatecznej oceny nasycenia otrzymujemy teraz, oprócz wartości nasycenia wynikających z przyjętych wartości interwałowych n i Rwz, także nasycenia liczone dla n i Rwz obciążonych od góry i dołu zadanym błędem. Interpretator uzyskuje zatem bieżącą ocenę skutków niedokładności parametru n i oporności Rwz. Opisany wyżej sposób obliczania współczynnika m zakłada użycie wysokorozdzielczej krzywej gęstości otrzymanej po dekonwolucji i procedurze Spine&Ribs, a zatem odpowiadającej strefie dalszej (powyżej 10 cm), niezaburzonej wierceniem. Ponieważ w wielu przypadkach słaboskonsolidowanych utworów cienkowarstwowych miocenu przedgórza Karpat obserwuje się znaczące różnice pomiędzy gęstością strefy bliskiej (rejestrowanej detektorem bliskim sondy gamma-gamma) i dalekiej (uzyskiwanej po zastosowaniu procedury poprawkowej "Spine&Ribs), obliczenia m wykonywane są dodatkowo dla porowatości liczonej wg gęstości strefy bliskiej. Wynika to z faktu, że nie wiemy dokładnie którą strefę faktycznie widzi oporność rejestrowana przez upadomierz. W ten sposób uzyskujemy dodatkową ocenę rozpiętości zakresu możliwych, w świetle dostępnych danych, wartości nasyceń.
Obliczanie wodonasycenia (Sw) dla kompleksów cienkowarstwowych wymaga uwzględnienia faktu, że przewodność wzdłużna mierzona przez sondy indukcyjne jest sumą niskooporowych iłów i wysokooporowych (szczególnie w przypadku nasycenia węglowodorami) piaskowców. Śledzenie zmian przewarstwień iłowców i piaskowców możliwe jest na poziomie rozdzielczości upadomierza i/lub krzywych widzianych sondami porowatościowymi, czyli dla miąższości na poziomie ok. 0.05 - 0.25 m. Ponieważ rozdzielczość profilowań indukcyjnych w najlepszym przypadku zawiera się w granicach 0.4 - 1. m, konieczne jest poczynienie pewnych założeń upraszczających. Sprowadza się to do przyjmowania stałej wartości oporności wewnątrz warstw wydzielonych na poziomie rozdzielczości elektrometrii. Każda taka warstwa dzielona jest następnie na warstewki elementarne, którym na poziomie wysokiej rozdzielczości (upadomierz lub gęstość) przypisywana jest określona porowatość. Zakładając, że wodonasycenie cienkich wkładek przepuszczalnych wewnątrz każdej warstwy elektrycznej jest stałe a porowatość obliczana jest bieżąco, możemy wyliczyć to wodonasycenie stosując model Waxmana - Smitsa [Ciechanowska, Gąsior, 1998].
Obliczenia prowadzone są na drodze iteracyjnego dopasowania oporności wyliczanej dla warstwy elektrycznej (jako kompleksu równolegle połączonych oporów warstewek przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych) do oporności pomierzonej dla tej warstewki. Parametrem zmienianym w pętli optymalizacyjnej jest wodonasycenie piaskowców, które obliczamy z krokiem 1 [%] Sw. W obrębie zatem każdej warstwy elektrycznej otrzymujemy średnie nasycenie warstewek piaskowowych po uwzględnieniu wpływu niskooporowych wkładek iłowcowych na średnią oporność wzdłużną reprezentująca daną warstwę elektryczną.
Kluczowym problemem w tego typu podejściu interpretacyjnym jest dysponowanie narzędziem pomiarowym lub pomiarowo - interpretacyjnym do precyzyjnego wydzielania warstw przepuszczalnych i nieprzepuszczalnych. W warunkach, dla których opracowano aktualne opcje interpretacyjne aplikacji Satun, narzędziem takim jest w pierwszym rzędzie upadomierz elektryczny (np. SED), dostarczający wysokorozdzielczej oporności strefy przyodwiertowej (której zasięg definiujemy na ok. 5 cm) oznaczanej jako Rx0. Kryterium podziału warstewek na przepuszczalne i nieprzepuszczalne jest w tym przypadku odpowiednio dobierana wartość progowa Rx0. Ta progowa wartość Rx0 określana jest interwałowo Parametry interwałowe przy definiowaniu tabeli parametrów i stopień jej zmienności jest w praktyce decydujący o ilości wydzielanych interwałów. Dobór tej wartości progowej realizowany jest przez interpretatora na podstawie starannej analizy krzywych geofizycznych i danych otworowych takich jak oporność filtratu i oporność wody złożowej. Trudność w doborze tego kryterium wynika z faktu silnej zależności oporności strefy bliskiej od relacji oporności filtratu płuczkowego i wody złożowej. Przyjmujemy tu, że warstewki nieprzepuszczalne będące najczęściej iłowcami mają na ogół niższe oporności od przepuszczalnych, którymi są piaskowce i mułowce. Zakłada się tutaj, że nieprzepuszczalne iłowce, oprócz obniżających oporność minerałów ilastych, zawierają w sobie wodę złożową wypełniającą przestrzeń mikroporową (wartość takiej porowatości może sięgać 10 [%] i więcej). Jeśli zatem oporność wody złożowej jest mniejsza od oporności filtratu możemy oczekiwać, że wkładki piaskowcowe, wypełnione w bliskiej strefie filtratem, będą mieć oporność większą od wkładek iłowcowych. Sytuacja może jednak ulec znacznej komplikacji, gdy płuczka będzie zasolona. Gdy zasolenie płuczki znacząco będzie przekraczać zasolenie wody złożowej, możemy oczekiwać odwrócenia sytuacji, czyli warstewki przepuszczalne będą niżej oporowe od nieprzepuszczalnych. Na taką okoliczność procedura interpretacyjna jest przygotowana i wówczas w danych wejściowych należy graniczną wartość oporności strefy bliskiej (progowe Rx0) podać ze znakiem ujemnym, jako wskaźnikiem relacji zasolenia płuczki i wody złożowej. W takiej sytuacji program identyfikuje przepuszczalne piaskowce jako warstewki o niższych opornościach Rx0, a nieprzepuszczalne iłowce identyfikowane są dla oporności wyższych.
Szukanie nowych kryteriów rozdzielania warstw przepuszczalnych od nieprzepuszczalnych na wysokim poziomie rozdzielczości jest przedmiotem dalszych prac metodycznych. Z tego względu oprócz wyżej opisanego podejścia bazującego na oporności Rx0 możliwe jest stosowanie innych krzywych (np. gęstościowych lub neutronowych) a także tworzenie parametrów będących kombinacją kilku profilowań. Regulowane jest to w Granice warstw przez dokonanie wyboru sposobu wydzielania warstwek cienkich. Aktualnie zalecanym sposobem jest: "automatyczne na podstawie krzywej Rx0".
Aktualna wersja aplikacji SATUN udostępniona w systemie GEOwin o kolejnym numerze 8 jest przedmiotem dalszych prac metodycznych, które w miarę stabilizacji nowych rozwiązań będą przenoszone z systemu DOS, w którym tworzony jest kod źródłowy do Windows. Użytkownik napotka w trakcie pracy z aktuaną wersją pewne jeszcze nie zagospodarowane pola - pozostawione z myśla o szybkim wprowadzeniu zmian, bez konieczności naruszania istniejącej grafiki. Sytuacje takie zawsze są wyraźnie zaznaczone w opisie pomocy.
Aplikacja korzysta z bazy profilowań GBD. Przetwarzaniem profilowań w aplikacji sterują odpowiednio ustawione parametry w Tabeli parametrów.
Aplikacja wykonuje obliczenia, a wyniki zapisuje w bazie danych, w wybranym przez interpretatora odcinku otworu, w postaci profilowań o określonych nazwach.
Patrz także: