А.С. Арутюнян, Н.М. Лешкович

В.В. Климов, О.В. Савенок,

А.С. Арутюнян, Н.М. Лешкович

 

ОСНОВЫ ГЕОФИЗИКИ

Учебное пособие

 

 

Краснодар

2016

УДК 550.3(075.8)

 ББК 26.2я73

     О!!

 

Рецензенты:

В.В. Стогний, доктор геолого-минералогических наук,

профессор кафедры геофизических методов поиска и разведки КубГУ

Е.П. Запорожец, доктор технических наук, профессор кафедры

Нефтегазового дела имени профессора Г.Т. Вартумяна КубГТУ

О!!	Основы геофизики: учебное пособие / В.В. Климов, О.В. Савенок, А.С. Арутюнян, Н.М. Лешкович; ФГБОУ ВО «КубГТУ». – Краснодар: Издательский Дом – Юг, 2016. –!!! с.   ISBN 978-5-91718-!!!-!

 

Учебное пособие предназначено для студентов специалитета и бакалавриата, а также может быть полезно для магистрантов и аспирантов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Нефтегазовое дело» очной и заочной формы обучения, для изучения дисциплин «Геофизические исследования скважин», «Промысловая геофизика» и «Общая геофизика».

В нем приведены: цели геофизических исследований и способы решения геологических и технологических задач нефтегазовой геологии и разработки месторождений; физические основы электрических, акустических, радиоактивных, термических, магнитных и др. методов исследования скважин; сведения об аппаратуре и оборудовании; новые технологии проведения геофизических исследований скважин (ГИС).

Пособие снабжено необходимыми рисунками, схемами, таблицами. Материал изложен в доступной и сжатой форме на базе научного обобщения работ отечественных и зарубежных авторов, иноязычные термины использованы в минимальном количестве и кратко пояснены.

 

 

ББК 26.2я73

УДК 550.3(075.8)

 

 

ISBN 978-5-91718-!!!-!

Ó В.В. Климов, О.В. Савенок, А.С. Арутюнян, Н.М. Лешкович, 2016 Ó ФГБОУ ВО «КубГТУ», 2016 Ó ООО «Издательский Дом – Юг», 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ……............................................................................................!!

 

Глава 1.

Геофизические методы исследования скважин...................................  !!

1.1 Классификация методов ГИС........................................................  !!

1.2 Соотношение методов, основанных на исследовании

      керна, шлама и ГИС......................................................................  !!

1.3 Роль и место ГИС на стадиях горно-геологического процесса...  !!

 

Глава 2.

Скважина как объект геофизических исследований..........................  !!

2.1 Схемы и технологии проведения ГИС..........................................  !!

2.2 Основные марки геофизических (каротажных) кабелей..............  !!

 

Глава 3.

Геофизические методы исследований в открытом стволе скважин.  !!

3.1 Электрические методы исследования скважин.............................  !!

      3.1.1                       Электрические и электромагнитные свойства

                  горных пород.....................................................................  !!

      3.1.2       Удельное электрическое сопротивление горных пород  !!

      3.1.3                              Модификации электрического каротажа  !!

      3.1.4                                        Измерение кажущегося удельного

              сопротивления горных пород............................................  !!

      3.1.5                   Кривые кажущегося удельного сопротивления  !!

      3.1.6                             Боковое каротажное зондирование (БКЗ)  !!

      3.1.7                         Кажущееся удельное сопротивление пласта

              неограниченной мощности. Палетки БКЗ.........................  !!

      3.1.8                                   Микрозондирование (микрокаротаж)  !!

      3.1.9                                                                    Боковой каротаж  !!

      3.1.10 Боковой микрокаротаж......................................................  !!

      3.1.11 Индукционный метод каротажа скважин..........................  !!

      3.1.12 ВИКИЗ................................................................................  !!

      3.1.13 Литологическое расчленение разреза...............................  !!

      3.1.14 Выделение коллекторов и оценка типа насыщения..........  !!

      3.1.15 Метод потенциалов собственной поляризации.................  !!

      3.1.16 Диффузионно-адсорбционные потенциалы......................  !!

      3.1.17 Фильтрационные и окислительно-восстановительные

                  потенциалы ПС...................................................................  !!

   3.1.18 Измерение потенциалов ПС в скважинах

                  и помехи при записи каротажных диаграмм....................  !!

      3.1.19 Обработка и интерпретация диаграмм ПС.......................  !!

      3.1.20 Метод потенциалов вызванной поляризации....................  !!

      3.1.21                                                                                          !!

      3.1.22 Метод электродных потенциалов......................................  !!

3.2 Акустический каротаж...................................................................  !!

      3.2.1                                  Акустические свойства горных пород  !!

      3.2.2                                          Методы акустического каротажа  !!

      3.2.3 Физические основы акустического метода  и типы волн в скважинах!!

      3.2.4                 Акустический каротаж по скорости и затуханию  !!

      3.2.5            Измерительные установки акустического каротажа  !!

      3.2.6                                                              Метод шумометрии  !!

3.3 Методы радиоактивного каротажа...............................................  !!

      3.3.1                              Основные сведения о радиоактивности  !!

      3.3.2                   Единицы измерения радиоактивных излучений  !!

      3.3.3                                   Семейства радиоактивных элементов

                  и радиоактивность горных пород.....................................  !!

      3.3.4                Взаимодействие ядерных излучений с веществом  !!

      3.3.5              Методы регистрации и детекторы радиоактивных

                  излучений............................................................................  !!

      3.3.6                                                                       Гамма-каротаж  !!

      3.3.7                                             Интерпретация результатов ГК  !!

      3.3.8                                                 Гамма-гамма-каротаж (ГГК)  !!

      3.3.9                                                             Нейтронный каротаж

                  (стационарные нейтронные методы)..................................  !!

      3.3.10 Нейтрон-нейтронный каротаж...........................................  !!

      3.3.11 Общие принципы построения аппаратуры

                  радиоактивного каротажа..................................................  !!

      3.3.12 Импульсный нейтронный каротаж (ИНК)........................  !!

      3.3.13 Гамма-нейтронный каротаж..............................................  !!

      3.3.14 Нейтронно-активационный каротаж.................................  !!

      3.3.15 Метод меченых атомов: применяемые модификации,

                  физические основы, область применения..........................  !!

      3.3.16 Метод наведенной активности: физические основы,

                  методика проведения, область применения......................  !!

      3.3.17 Новый способ и технология каротажа

                  с использованием меченых веществ...................................  !!

3.4 Метод термометрии.......................................................................  !!

      3.4.1                                  Метод естественного теплового поля  !!

      3.4.2                                 Метод искусственного теплового поля  !!

3.5 Кавернометрия...............................................................................  !!

3.6 Профилеметрия..............................................................................  !!

3.7 Метод пластовой наклонометрии.................................................  !!

      3.7.1                          Определения элементов залегания пластов

                  пластовым наклономером..................................................  !!

      3.7.2                                             Пластовый наклономер НИД-1  !!

 

Глава 4.

Глава 5.

Глава 6.

Контроль технического состояния скважин. Решаемые задачи.......  !!

6.1 Измерение искривления скважин (инклинометрия)

6.2 Основные задачи контроля технического

      состояния крепи скважин...............................................................  !!

6.3 Оценка качества цементирования скважин...................................  !!

      6.3.1                                        Акустический контроль качества

                  цементирования скважин....................................................  !!

      6.3.2                                               Метод гамма-гамма-каротажа  !!

      6.3.3                                           Метод радиоактивных изотопов  !!

      6.3.4                                         Применение метода термометрии

              при контроле цементирования скважин............................  !!

6.4 Общие положения контроля технического состояния

      обсадных колонн...........................................................................  !!

      6.4.1                             Основные задачи контроля технического

              состояния обсадных колонн...............................................  !!

      6.4.2                             Основные виды дефектов и повреждений

                  обсадных колонн................................................................  !!

6.5 Научно-обоснованная концепция контроля

      технического состояния обсадных колонн...................................  !!

6.6 Методы контроля технического состояния обсадных колонн.....  !!

6.7 Определение мест притока воды в скважину,

      зон поглощения и затрубного движения жидкости.....................  !!

      6.7.1        Новая технология определения мест негерметичности

              в муфтовых соединениях обсадных колонн......................  !!

      6.7.2                         Новая технология определения источников

                  обводнения добываемой продукции и выявления

                  интервалов негерметичности заколонного

                  пространства скважин........................................................  !!

 

Глава 7.

Глава 8.

Глава 9.

Техника безопасности при проведении ГИС.......................................  !!

9.1 Общие положения..........................................................................  !!

9.2 Требования к геофизической аппаратуре, кабелю

      и оборудованию.............................................................................  !!

9.3 Геофизические работы при строительстве скважин.....................  !!

9.4 Геофизические работы при эксплуатации скважин......................  !!

9.5 Прострелочно-взрывные работы..................................................  !!

9.6 Ликвидация аварий при геофизических работах.........................  !!

9.7 Основные технические требования к подготовке

   действующих скважин для проведения

      геофизических и гидродинамических исследований....................  !!

 

Список использованной литературы...................................................  !!

ВВЕДЕНИЕ

 

Геофизические исследования скважин (ГИС) представляют собой совокупность методов, применяемых для изучения горных пород в околоскважинном и межскважинном пространствах. Они базируются на изучении физических свойств горных пород по стволу скважины, что позволяет определить:

· последовательность и глубины залегания пластов, их литолого-петрофизические свойства;

· наличие и количественное содержание в недрах полезных ископаемых.

Результаты геофизических исследований отображаются в виде диаграмм изменения физических свойств пород в функции глубины скважины.

Геофизические исследования скважин делятся на:

1. Геофизические исследования в открытом стволе скважины, предназначенные для изучения горных пород, непосредственно в околоскважинной зоне (сокращенно – каротаж).

2. Геофизические исследования в обсаженных нефтегазовых скважинах (промысловая геофизика).

3. Геофизические исследования для изучения межскважинного пространства (скважинная геофизика).

Параметры естественных и искусственно создаваемых физических полей в скважине связаны с физическими свойствами горных пород и отражают структурные, коллекторские и другие характеристики в околоскважинном и межскважинном пространствах.

Прямая задача ГИС – это нахождение параметров физических полей в скважине по заданным параметрам его источников и характеристикам среды.

Обратная задача ГИС – это определение характеристик среды по измеренным параметрам физических полей.

В основе любого метода скважинной геофизики лежит регистрация параметров соответствующего поля, несущего информацию не только о физических свойствах горных пород, но и об условиях измерения, таких как температура и давление в скважине, ее диаметр, свойства промывочной жидкости и т.п.

Поэтому измеряемый геофизический параметр (электрическое сопротивление, потенциал самопроизвольной поляризации, естественная радиоактивность и др.) не является истинным, характерным для естественного залегания горных пород.

Для того чтобы получить значение истинного физического параметра необходимо внести соответствующие поправки, что составляет смысл геофизической интерпретации данных каротажа. Полученные в результате геофизической интерпретации исправленные величины свободны от влияния условий проведения измерений и условий вскрытия пласта и являются характеристиками горных пород, позволяющими сравнивать их между собой.

Специфика обратных задач ГИС состоит в том, что из-за недоступности исследуемого объекта о его параметрах судят по косвенным проявлениям. Так, о горной породе в околоскважинном пространстве судят по результатам измерений характеристик физических полей в скважине. Между тем поле в скважине имеет интегральный характер. Вклад в его формирование вносят различные зоны:

· сама скважина;

· близкая к ее стенке, а потому измененная в результате бурения часть пласта;

· его неизмененная – удаленная часть;

· вмещающие породы.

На практике это приводит к тому, что небольшим изменениям параметров поля, соответствует множество решений (моделей среды), существенно отличающихся одно от другого.

Обратные задачи, обладающие такими свойствами, называют неустойчивыми. С целью преодоления неустойчивости стремятся сузить множество возможных решений, для чего используют дополнительную информацию. Ее важнейший источник-данные, полученные с помощью других геофизических методов, имеющих иную глубинность и основанных на изучении различных по своей природе физических полей.

Геофизические исследования в настоящее время являются неотъемлемой частью геологических, буровых, эксплуатационных и ремонтных работ, проводимых при разведке, разработке и эксплуатации нефтяных, газовых и других месторождений полезных ископаемых.

Контроль за разработкой нефтяных и газовых месторождений включает комплексы ГИС в действующих скважинах, размещенных в пределах эксплуатируемой залежи для изучения процесса вытеснения нефти в пласте и закономерностей перемещения водонефтяного, газонефтяного и газоводяного контактов.

В современном представлении понятие «комплекс ГИС» рассматривается как единая система геофизических исследований скважин, включающая в себя:

· набор (перечень) видов каротажа, необходимых для решения всех геологических задач в конкретных геолого-техни-ческих условиях;

· технологию проведения ГИС (этапность исследований, последовательность измерений, условия подготовки скважин и аппаратуры);

· методики обработки первичных материалов и интерпретации данных ГИС, включая обоснование достоверности результатов интерпретации.

Комплексы ГИС и методики их применения обеспечивают литологическое расчленение разреза, выделение проницаемых пластов, оценку характера насыщения коллекторов, определение параметров для подсчета запасов нефти и газа, контроль технического состояния скважин и другие вопросы.

Следует особо отметить, что определение технического состояния скважин проводится на всех этапах их «жизни»: при строительстве, эксплуатации, проведении капитальных ремонтов, консервации и ликвидции. Во время бурения инклинометром определяют траекторию ствола скважины, каверномером – ее диаметр, резистивиметром и электрическим термометром – места поступления жидкости из пласта в скважину и поглощения промывочной жидкости. После спуска обсадных колонн проводится определение их проходного сечения, выявление механического износа (с помощью трубных профилемеров) и других возможных повреждений труб (с помощью дефектоскопической аппаратуры), опрессовка на герметичность и оценка качества цементирования.

При эксплуатации скважин контроль их технического состояния заключается в выявлении мест нарушений герметичности цементного кольца, сцепления цемента с колонной и породой, целостности колонны, герметичности ее муфтовых соединений и т.д.

К ГИС принято также относить прострелочно-взрывные работы (перфорацию обсадных колонн и торпедирование), опробование пластов приборами на каротажном кабеле и отбор керна боковыми грунтоносами.

Комплексы ГИС включают геофизические, гидродинамические и геолого-технологические методы. Комплексы ГИС применяют для определения характера текущей насыщенности пласта, контроля положения ВНК и ГВК, изучения эксплуатационных характеристик работающих пластов, выявления перетоков флюидов в заколонном пространстве скважин и технического состояния обсадных колонн. Каждый комплекс ГИС включает основные и дополнительные методы. При контроле разработки месторождений комплексы ГИС пересматривают в зависимости от конкретных геолого-технических условий, возложенных задач и стадии выработки месторождения.

Глава 1.

СКВАЖИН

 

 

Классификация методов ГИС

 

Классификация методов ГИС может быть произведена по виду изучаемых физических полей. В этой связи их делят на электрические, электромагнитные, термические, акустические, ядерные и другие.

К настоящему моменту известно более пятидесяти методов ГИС и их модификаций. Подобное многообразие объясняется рядом факторов.

1. Первый связан со спецификой обратных задач, требующей комплексирования большого числа методов.

2. Второй – связан с различиями в условиях применения ГИС:

· в осадочных и других породах (метаморфических, магматических);

· в скважинах обсаженных и не обсаженных;

· в скважинах сухих или заполненных водными растворами солей, а также электропроводными и неэлектропроводными промывочными жидкостями.

3. Третий фактор, обусловливающий многообразие применяемых методов ГИС – это большое количество и многоплановость решаемых ими задач геологического, технологического, инженерного и гидрогеологического характера.

 

 

Роль и место ГИС на стадиях

   горно-геологического процесса

 

Роль и место ГИС обусловливаются стадией горно-геоло-гического процесса, под которым будем понимать комплекс операций от постановки геологической задачи до эксплуатации месторождения включительно.

Вопрос о стадийности горно-геологического процесса зависит от типа полезного ископаемого. Обобщая и схематизируя, его можно разбить на пять стадий.

На первой стадии (стадии региональных исследований), выявляют перспективные геологические объекты данного региона. Основную роль здесь играют аэрокосмические, наземные геохимические и геофизические методы.

Керновый материал, получаемый из малого числа опорных скважин, является источником информации о литолого-стра-тиграфических, петрофизических и других характеристиках пород. Однако в силу неполного выноса и малого радиуса исследований он не обеспечивает информации о разрезе в необходимом объеме. В этой связи методы ГИС после настройки по керновому материалу играют по отношению к нему роль интерполирующего и экстраполирующего инструмента, позволяющего построить сплошные вертикальные геолого-геофизические модели разрезов.

Полученная с помощью ГИС информация имеет самостоятельное значение, а также используется для «настройки» наземных геофизических методов. Вертикальные сейсмоакустические модели, например, позволяют объяснить основные закономерности формирования волнового поля при наземной сейсморазведке, связав его с геологическими особенностями среды.

Фактически ГИС призваны играть по отношению к наземным методам ту роль, которую керн играет по отношению к ГИС. Вместе с тем сеть опорных скважин на региональной стадии, как правило, столь редка, что использование наземных методов для интерполяции и экстраполяции данных ГИС на межскважинное пространство неэффективно.

Результатом региональной стадии исследований является модель расположения перспективных геологических объектов региона – зон, структур, формаций и т.д. Такая модель – информационная основа для выработки управляющих решений на проведение второй стадии горно-геологического процесса – зональной, задача которой – изучение строения перспективных геологических объектов.

На зональной стадии исследований основную роль играют различные модификации геохимических, аэро- и наземных геофизических методов. Их главное отличие от соответствующих региональных модификаций – большая детальность исследований. Объем бурения, а соответственно и роль ГИС, возрастают. Тем не менее, соотношение методов «керн – ГИС – наземная геофизика», в принципе, такое же, как и на региональной стадии.

Результат зональной стадии исследований – трехмерная модель перспективного геологического объекта.

Существенно, что обратная связь, охватывающая комплекс региональных исследований, позволяет корректировать априорную модель региона по мере получения новой информации, обеспечивая оптимизацию процесса исследований, т.е. уточнение направления профилей, мест заложения опорных скважин и т.д. Обратная связь как непременное условие системного подхода к организации исследований играет важную роль на всех стадиях горно-геологического процесса.

Знание модели перспективного объекта позволяет приступить к третьей стадии горно-геологического процесса – поисковой. Ее основная задача – подтверждение существования месторождения и оценка его промышленной значимости. В этой связи она характеризуется большим объемом буровых работ, испытаний и опробований, позволяющих получить прямое подтверждение продуктивности.

Тенденция к повышению значимости ГИС получает на этой стадии дальнейшее развитие. Значительный объем накопленной информации, большая детальность наземных исследований и высокая плотность поисковых скважин позволяют прогнозировать геологический разрез между скважинами и за контуром их заложения, используя детальные наземные методы для интерполяции и экстраполяции полученных с помощью ГИС вертикальных моделей разреза. Таким путем удается сократить объем дорогостоящего поискового бурения.

На четвертой (разведочной) стадии модель месторождения, построенная на этапе поисков, уточняется и детализируется с целью подсчета запасов полезного ископаемого и подготовки месторождения к эксплуатации. Роль ГИС значительно возрастает. Их основные задачи – оценка подсчетных параметров, изучение изменчивости объектов разработки, детальное исследование разрезов скважин, выбор интервалов испытаний и опробований, а также контроль качества их проведения.

Значение кернового материала постепенно снижается, снижаются и объемы бурения с отбором керна.

Роль ГИС на пятой, эксплуатационной, стадии горно-геологического процесса, зависит от технологии разработки месторождения.

Задачи ГИС на эксплуатационной стадии делятся на две группы:

1. Первая группа задач (технологического характера) связана с эксплуатацией месторождения и контролем его разработки. На нефтегазовых месторождениях – это в первую очередь изучение разрезов скважин с целью выделения продуктивных интервалов, контроль процесса выработки залежи, наблюдение за продвижением фронта нагнетаемых вод.

Одновременно на этой стадии, как и на всех предыдущих, с помощью геофизических методов решается важнейшая задача – изучение технического состояния скважин.

На месторождениях твердых полезных ископаемых исследования на эксплуатационной стадии проводятся как в обычных скважинах, так и в подземных выработках. Основное назначение таких работ – количественная оценка продуктивности отложений, контроль за процессом их выработки, прогнозирование зон обрушения, трещиноватости, закарстованности, изучение прочностных свойств кровли горных выработок и гидрогеологической обстановки.

2. Вторая группа задач эксплуатационной стадии связана с доразведкой эксплуатирующегося месторождения – изучением его флангов и не подвергшихся ранее детальным исследованиям горизонтов. Необходимость в доразведке возникает также в случае появления новых геологических данных, при несоответствии модели эксплуатирующегося месторождения результатам эксплуатации, при создании новых геофизических методов.

Однако и при отсутствии перечисленных причин обратная связь позволяет использовать результаты исследований, проводимых с целью контроля разработки, для совершенствования представлений о модели месторождения. В настоящее время роль доразведки эксплуатирующихся (в том числе истощенных) месторождений существенно возросла, что связано с новыми тенденциями (бурение боковых стволов и т.д.) и технологиями эксплуатации скважин, увеличением затрат на поиск невыработанных целиков и разведку новых месторождений.

Отметим, что информация на всех стадиях горно-геоло-гического процесса поступает с более низких иерархических уровней на более высокие, накапливаясь и уточняясь в банках данных.

Из вышеизложенного ясно, что ГИС – неотъемлемая составная часть горно-геологического процесса на всех его стадиях.

Глава 2.

СКВАЖИНА КАК ОБЪЕКТ

ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

 

Скважина как объект геофизических исследований оказывает существенное влияние на специфику геофизических методов и технологию их проведения. По назначению скважины делятся на опорные, поисковые, разведочные, эксплуатационные, гидрогеологические и т.д. Однако, с точки зрения ГИС, решающее значение имеет технология их проводки. По этому признаку скважины можно разделить на четыре группы:

· «сухие» – пробуренные без промывочной жидкости (ПЖ);

· пробуренные на воде;

· пробуренные на нефильтрующихся и непроводящих электрический ток (известково-битумных) ПЖ;

· пробуренные на водных фильтрующихся (глинистых) ПЖ.

К последней группе относятся практически все скважины большой и средней глубины, в том числе подавляющее большинство скважин нефтегазовых месторождений.

Отметим, что скважина усложняет структуру изучаемых физических полей, что приводит к серьезным трудностям при решении прямых и обратных задач. Кроме того, вскрывая толщу горных пород, скважина нарушает условия их залегания: изменение геостатического давления и температуры приводит к перераспределению напряжений, взаимодействие породоразрушающего инструмента и ПЖ с породой усугубляет этот процесс, способствуя образованию микротрещиноватости в прочных и разрушению, размыву с образованием каверн – в рыхлых, трещиноватых, растворимых породах.

Во избежание неконтролируемого выброса пластовых флюидов давление ПЖ поддерживают несколько выше пластового, в результате чего возникает ее фильтрация в проницаемые пласты. Поскольку эффективные диаметры пор залегающих глубоко пород имеют небольшие размеры и редко превышают               100 мкм, а размеры глинистых частиц в основном больше этой величины, в пласт проникает лишь фильтрат ПЖ, основное же количество частиц оседает на стенке скважины. Образующаяся глинистая корка повышает устойчивость стенок и препятствует дальнейшей фильтрации.

В результате проникновения фильтрата ПЖ в проницаемые пласты в них образуются зоны проникновения с диаметрами от десятков до сотен сантиметров. Физико-химические свойства пород в зоне проникновения изменяются за счет оттеснения первоначального флюида, возникновения сложного, в ряде случаев многофазного насыщения, окислительно-восстановительных процессов, закупорки пор (кольматации). Таким образом, меняется не только характер насыщения пласта, но и его фильтрационно-емкостные свойства.

Наиболее измененную часть зоны проникновения называют промытой зоной. Границы зоны проникновения и промытой зоны имеют неярко выраженный характер. Обычно в геофизике под зоной проникновения понимают цилиндрическую область, в пределах которой величина измеряемого параметра отличается от значения данного параметра в неизмененной части пласта более чем на двойную погрешность измерения. В этой связи отметим, что границы зоны проникновения для разных методов различны.

При изучении характера насыщения пласта, количественной оценке его нефтегазоносности и фильтрационно-емкостных характеристик, зона проникновения является серьезным осложняющим фактором, но сам факт ее существования говорит о проницаемости пласта.

Однако полное прекращение фильтрации промывочной жидкости приводит к постепенному уменьшению диаметра зоны проникновения и, в конечном счете, ее расформированию под влиянием диффузии, капиллярных и гравитационных сил. Первоначальное насыщение пласта в его прискважинной части восстанавливается, что дает возможность оценить нефтегазонасыщенность, а в процессе эксплуатации контролировать динамику газожидкостных и водонефтяных контактов.

После завершения бурения и проведения геофизических исследований в открытом стволе, скважину обсаживают стальной колонной и цементируют для укрепления ее ствола и разобщения пластов – коллекторов с разным флюидосодержанием.

Обсадная колонна практически исключает применение электрических, электромагнитных и магнитных методов, и в той или иной степени искажает показания радиоактивных, сейсмоакустических, термических.

Рис. 2.1. Общая схема геофизического подъемника

 

Рис. 2.2. Общая схема проведения геофизических исследований

Кабели КГ 3х0,2-29-150 и КГ 3х0,35-29-200.

Для проведения ГИС в работающих скважинах с ЭЦН разработан кабель диаметром 6,4 мм в трехжильном исполнении с сечением токопроводящей жилы 0,2 мм² и электрическим сопротивлением не более 90 Ом/км (для рабочих температур 150 и 200 °С).

 

 

Рис. 2.8. Схема кабеля:

1 – токопроводящая жила; 2 – изоляция;

3 – подушка под броню; 4 – броня; 5 – броня

Глава 3.

В ОТКРЫТОМ СТВОЛЕ СКВАЖИН

 

 

Исследование разрезов скважин в околоскважинном пространстве с целью уточнения геологической модели осуществляется с помощью геофизических исследований (ГИС-КАРОТАЖА). Различают несколько видов каротажа, основанные на измерении различных физических полей и характеристик в скважине и околоскважинном пространстве: электрические методы каротажа – ПС, КС, БКЗ, БК, БМК, микрозондирование и др.; электромагнитные методы каротажа – ИК, ДК, ВИКИЗ и др.; радиоактивные методы – ГК, НК, ГГК, ИННК и др., а также термокаротаж, акустический каротаж, наклонометрия, профилеметрия и т.д.

Важнейшей составной частью геологической информации является отбор кернов в процессе бурения и их детальные лабораторные исследования. Петрофизические зависимости представляют информацию о литологии, пористости и характере насыщенности пласта.

Методы ГИС-каротажа являются косвенными. Одним из элементов их методических основ служат предварительно установленные аналитические петрофизические зависимости и обоснование возможности перехода от геофизических характеристик к коллекторским свойствам пласта с последующей оценкой точности прогноза параметров.

Геофизические исследования обеспечивают информационную основу для контроля за выработкой пластов (определение профилей притока и приемистости, состава притока, насыщенности пласта флюидами в различные моменты, оценка параметров вытеснения и др.), контроля работы скважин, диагностики их технического состояния и контроля за проведением методов интенсификации притока флюидов и т.п.

 

 

Боковой каротаж

Под боковым каротажем (БК) понимают каротаж сопротивления зондами с экранными электродами и фокусировкой тока. Различают боковой каротаж, выполняемый многоэлектродными (семь, девять электродов) и трехэлектродными зондами (рис. 3.11).

Семиэлектродный зонд (рис. 3.11, а) состоит из центрального электрода А ₀, двух пар измерительных М ₁, М ₂, N ₁, N ₂ и одной пары токовых экранных электродов А ₁ и А ₂. Результат измерений зондом бокового каротажа относят к точке А ₀. За длину L ₃ принимают расстояние между серединами интервалов М ₁ N ₁ и М ₂ N ₂ (точками О ₁ и О ₂). Расстояние между экра-нирующими электродами А ₁, А ₂ называют общим размером зонда . Кроме того, для характеристики зонда введено понятие параметр фокусировки    q = . Размещение электродов в семиэлектродном зонде выражается следующей записью: А ₀0,2 М ₁0,2 N ₁ 1,1 А ₁, что соответствует  = 3 м,  = 0,6 м, q = 4.

Девятиэлектродный зонд обладает малой глубинностью исследования и применяется для изучения зоны пласта, прилегающей к скважине (рис. 3.11, б). Размещение электродов в зонде псевдобокового каротажа можно представить следующей записью: А ₀0,2 М ₁0,2 N ₁ 0,2 А ₁0,9 В ₁, что соответствует  = 1,2 м,  = 0,6 м, q = 1.

 

Рис. 3.11 Схемы зондов бокового каротажа:

а – семиэлектродный; б – девятиэлектродный; в – трехэлектродный

Трехэлектродный зонд, применяемый в аппаратуре АБКТ, состоит из трех электродов удлиненной формы (см. рис. 3.11, в)  и характеризуется следующими данными: длиной А ₀ = 0,15 м,  = 3,2 м,  = 0,07 м_, ширина изоляционного промежутка 0,03 м.

Область применения метода: детальное расчленение разрезов скважин по величинам кажущегося и удельного сопротивлений пластов; при изучении пластов средней и малой мощности, в случаях значительной дифференцированности разреза по сопротивлению и больших значений , когда пласты, вскрываемые скважиной, имеют высокое сопротивление, а также при высокоминерализованной скважинной жидкости.

Боковой микрокаротаж

Под б