Задачи, решаемые геофизическими методами в горизонтальных скважинах

Геофизические исследования в горизонтальных скважинах решают традиционные геологические задачи:

· изучение геологического строения;

· литологическое расчленение разреза (в том числе по простиранию пласта, вскрытого ГС);

· уточнение типа коллектора и определение его фильтрационно-емкостных свойств;

· оценка характера поглощения;

· определение траектории ствола скважины.

В отличие от вертикальных (ВС) и наклонно-направленных (ННС) скважин, технология бурения которых в общем случае не требует текущей геофизической информации, за исключением инклинометрических замеров, для эффективной (оптимальной) проводки горизонтального ствола необходима постоянная информация о литологическом строении вскрываемого забойной частью ГС разреза. Эта информация необходима для оперативной корректировки траектории ствола при встрече непредвиденных разностей неколлекторов (аргиллитов, плотных, низкопористых или заглинизированных прослоев) или при выходе за пределы объекта (в случае локальных изменений углов падения пластов) и т.п. Данная (навигационно-технологическая) задача решается путем непрерывных инклинометрических замеров исследований ГК и ЭК в процессе бурения, т.е. проведения геометрического и литологического слежения (контроль) положения забоя ГС.

Задача надежного контроля текущих координат забоя ГС в процессе бурения решается путем применения магнитометрических датчиков, кабельных телеметрических систем, бескабельных забойных систем с электромагнитным каналом связи.

Литологическое исследование ствола в процессе бурения осуществляется с помощью бескабельных забойных автономных систем с датчиками ГК, ИНК и ЭК и записью информации в электронную память.

Привязочный каротаж проводится сокращенным комплексом (РК или ЭК) за 30-40 метров до вскрытия проектного горизонта с целью отбивки маркирующего пласта-репера и уточнения траектории ствола скважины.

Корректирующие каротажи (РК +ЭК) проводятся через 50-70 метров проходки по заданному объекту с целью точной отбивки его кровли, положения забойной части ствола ГС относительно литологических границ и предварительной оценки характера насыщения коллектора.

Полный (обязательный) комплекс ГИС (и контрольный инклинометроический замер) проводится после достижения проектного забоя с целью детального изучения физики вскрытого объекта (пористость, нефтенасыщенность, характер зональных неоднородностей, текстурно-структурные особенности) и его геометрии (мощность, протяженность, углы падения пластов).

Окончательный каротаж может быть корректирующим (и наоборот).

Доставка геофизических приборов на забой и проведение необходимого комплекса исследований серийной аппаратурой в горизонтальных скважинах с минимальным радиусом кривизны 15-20 м и зенитными углами до 110°С осуществляется с помощью технологических систем серии “Горизонталь”.

Контрольные вопросы

1. Какие традиционные геологические задачи решаются при исследованиях горизонтальных скважин?

2. Какие особенности отличают исследование горизонтальных скавжин от вертикальных?

 

Геофизические исследования при строительстве ГС и РГС

Исследование при строительстве ГС можно разделить на 4 этапа:

- сбор необходимой информации до бурения ГС;

- получение информации во время строительства ГС;

- детальные геофизические исследования после бурения ГС;

- исследования в процессе эксплуатации ГС.

Еще до создания индивидуального или группового проекта строительства ГС требуется необходимая геофизическая информация. Это объясняется тем, что для определения оптимального места заложения ГС нет ничего более объективного, чем промыслово-геофизическая информация по скважинам, пробуренным на участке, где планируется заложение ГС и данные сейсморазведки. Иногда для уточнения геологической ситуации специально бурят оценочную вертикальную пилот-скважину и получают из нее геофизические данные.

При выборе продуктивного пласта, по простиранию которого пройдет ГС, для вычисления его потенциала и создания программы разработки необходимо выявить наличие неоднородностей и дать оценку их влияния на механику движения флюидов, определить границы раздела между различными флюидами (ВНК) и выявить объем углеводородов.

После получения перечисленной информации в достаточном объеме приступают к разработке регламентов бурения, закачивания и эксплуатации ГС, а также способов дальнейшего получения геофизических данных о физических свойствах пластов, границах вмещающих пород и т.д.

На этапе бурения в реальном масштабе времени получают следующие геофизические данные:

- текущие координаты ствола по измерениям значений длины скважины, зенитного и азимутального углов, угла положения отклонителя;

- информацию о геологических реперах-маркерах для того, чтобы “привязать” траекторию ствола и конкретной геологической ситуации и постоянно контролировать положение ствола по отношению к границам вмещающих пород и границам раздела между различными флюидами;

- дополнительные данные о пласте и его неоднородностях по простиранию (в основном по данным геолого-технологических исследований);

- о расстоянии от оси горизонтального ствола до границ вмещающих пород.

По геофизическим данным, полученным на данном этапе, могут быть приняты неординарные технологические решения, отличающиеся от проектных.

После окончания бурения возникает необходимость в детальном геофизическом исследовании вскрытого продуктивного пласта с целью изучения его фильтрационно-емкостных свойств, степени неоднородности и др. Этот третий этап информационного обеспечения производится с помощью скважинных геофизических модулей, доставляемых на забой ГС при помощи различных технических средств и технологий.

Последний, четвертый, этап получения геофизической информации приходится на исследования в процессе эксплуатации горизонтального объекта с целью выделения интервалов притока, выяснения причин снижения продуктивности, изменения состава, поддержания оптимального режима работы скважин. Как правило, подобные исследования проводятся с использованием комплексной геофизической аппаратуры контроля за разработкой (расходометрия, дебитометрия, манометрия, термометрия и др.). Исследования ведутся либо в остановленной скважине, либо через специальный лубрикатор в процессе ее эксплуатации.

Информация, полученная в горизонтальных стволах, представляет ценность не только для изучения межскважинного пространства, но и для проектирования последующих объектов с ГС на данном участке месторождения.

 

Контрольные вопросы

1. Какая информация требуется для строительства горизонтальных скважин?

2. На какое количество этапов делится исследование горизонтальных скважин?

 

Геофизические исследования горизонтальных скважин

В процессе бурения

 

Геофизические исследования ГС в процессе бурения подразделяются на:

· инклинометрические (измерение траектории ствола ГС);

· геолого-технологические исследования (ГТИ);

· геофизические (выполнение комплекса ГИС).

К их проведению предъявляется целый ряд специфических требований, отсутствующих при проведении геофизических исследований в вертикальных и наклонно-направленных скважинах.

Измерения траектории ствола ГС могут проводиться как в процессе бурения скважины с помощью забойных телеизмерительных систем (ЗТС), встраиваемых в буровой инструмент, так и доставляемых на забой при очередной остановке бурения автономными или кабельными инклинометрами.

Бурение горизонтального и наклонно-направленного участка скважины «вслепую» приводит к необходимости эпизодического или постоянного исправления траектории, а порой и к перебуриванию уже пройденных участков ствола. Поэтому проведение измерений в процессе направленного бурения с помощью телесистем, являющихся частью бурового инструмента, является экономически целесообразным мероприятием.

Точность измерений ЗТС должна быть такой, чтобы обеспечить попадание в технологический круг или войти в продуктивный пласт на необходимой глубине и пройти по пласту на проектную протяженность. При этом необходимо исключить попадание ствола в водонасыщенную часть продуктивного пласта, а также исключить выход из продуктивной части пласта, что в противном случае сведет на нет эффект от горизонтальной скважины.

С одной стороны, это может быть обеспечено системами с точностью измерений зенитного угла не хуже ±0,25° (желательно ±0,1°). Требования к измерению азимутального угла могут быть ослаблены при проводке горизонтальных скважин и должны быть не хуже ±0,25° при бурении разветвленно-горизонтальных скважин.

Если мощность (толщина) однородного продуктивного пласта составляет 4-5 м, то проводку горизонтального участка скважины необходимо сопровождать пеленгаторами границ пласта, а также возможно применение ГТИ. Например, к инклинометрическим исследованиям при бурении ГС маломощных пластах предъявляются повышенные требования обеспечения точности проводки скважины, особенно ее горизонтального участка в пределах 0,5-1,0 м.

Как правило, наряду с управлением траекторией и привязкой текущих координат к геологическим реперам ствола бурящейся скважины необходимо контролировать технологические параметры режима бурения не только по данным измерений наземными измерительными приборами (механическая скорость бурения, давление на стояке манифольда, параметры бурового раствора на входе и выходе из скважины и др.), но и по показаниям забойных измерительных устройств.

К геолого-технологическим исследованиям ГС каких-либо особых требований, как правило, не предъявляется, однако весьма желателен непрерывный контроль за движением по продуктивному пласту, для чего могут быть применены системы раннего обнаружения газопроявления с помощью гидроакустических методов.

Геофизические исследования в процессе бурения ГС должны проводится без искажения геофизических полей, т.е. в методическом отношении геофизические измерения в ГС должны быть адекватны аналогичным измерениям в вертикальных и наклонно-направленных скважинах. При этом должны быть учтены особенности конструкций измерительных устройств и технология выполнения исследований.

Еще более усложняются технологии проведения измерений в горизонтальной части ствола работающей скважины, так как при неподвижных насосно-компрессорных трубах (НКТ) нужны нестандартные средства доставки измерительного комплекса в интервал исследования ГС.

 

Контрольные вопросы

1. Зачем необходимо изучать горизонтальные скважины во время бурения?

2. Какие требования предъявляются к технологии проводки горизонтальных скважин?