Билет№14

1. Инклинометрия скважин.

Инклинометрия - это измерение углов искривления буровой скважины.

Буровые скважины задают либо вертикальными, либо наклонными, исходя из геологических или технических соображений. Наклонные скважины приходится бурить при добыче нефти с морских платформ, с насыпных оснований в болотистых районах Западной Сибири, чтобы, не меняя положения буровой вышки, вскрыть нефтяную залежь в нескольких местах (рис. 18.7, б), наклонными бурят и дополнительные стволы, ответвляющиеся от основного. На рудных месторождениях наклонные скважины задают при разведке крутопадающих рудных тел (рис. 18.7, а). В процессе бурения скважины могут отклоняться от заданного направления - искривляться.

Положение скважины в пространстве определяется ее глубиной и двумя угловыми параметрами - зенитным и азимутальным углами.

Зенитный угол - это угол между осью скважины и вертикалью.

Азимутальный угол - это угол между направлением на север и горизонтальной проекцией скважины.

Иногда прибегают к такому термину как угол наклона скважины - это угол, дополняющий зенитный до 90°.

Знать углы искривления необходимо, чтобы правильно определить, в какой точке пространства скважина пересекает полезное ископаемое, на какой истинной глубине, чтобы по видимой мощности рассчитать истинную, т.е. чтобы не допустить ошибок при подсчете запасов. Приборы для измерения искривления скважин называются инклинометрами. Однако и при бурении вертикальных скважин за счет изгиба бурильных труб и вскрытия пластов различной твердости, залегающих под некоторым углом к горизонтальной поверхности, происходит отклонение ствола от вертикали, называемое искривлением скважины.

Информацию о фактическом положении ствола скважины необходимо иметь прежде всего технологам, с тем чтобы предотвратить значительные отклонения ствола от вертикали или заданного направления.

Необходимо выявлять участки с резкими искривлениями, в которых может образоваться система желобов, приводящих к осложнениям при бурении, проведении геофизических исследований, при спуско-подъемах бурового инструмента, спусках обсадных колонн, фильтров.

Данные об искривлениях необходимо учитывать при геологических построениях, при определении месторасположения забоя, абсолютных отметок вскрываемых пластов и их нормальной мощности.

В зависимости от системы измерения все инклинометры можно объединить в три группы

Первая группа объединяет приборы, в которых для измерения азимута служит магнитная стрелка (буссоль), а датчиком угла является отвес. Показания датчиков с помощью градуированных сопротивлений (потенциометров) преобразуются в электрические сигналы и по жиле кабеля передаются на поверхность (инклинометр на сопротивлениях).

Во вторую группу входят фотоинклинометры. В качестве указателя азимута служит буссоль, указателя угла — сферическое стекло с нанесенной сеткой углов наклона и шарик, свободно перемещающийся по этой сферической поверхности. Замеры проводят по точкам. Регистрация осуществляется в скважинном приборе путем фотографирования показаний датчиков на кинопленку.

Третья группа — это гироскопические инклинометры. В качестве датчика азимута используют гироскоп, который при вращении сохраняет заданное направление оси в пространстве. Датчиком угла искривления служит отвес. Измерения выполняют непрерывно по стволу скважины.

Наибольшим распространением пользуются электроинклинометры с датчиком азимутального угла в виде буссоли с магнитной стрелкой.

Инклинометры с магнитной стрелкой не пригодны для измерений в обсаженных скважинах или скважинах, пересекающих магнитные руды.

гироскоп, уравновешенный в карданном подвесе. Уравновешенный, т.е. подвешенный за центр тяжести, гироскоп обладает свойством сохранять постоянной ориентировку оси своего вращения

2. Физические основы метода ИК. Использование диаграмм кажущейся проводимости для изучения разрезов скважин. Изучение разрезов скважин индукционным методом основано на различии в электропроводности горных пород — величине, обратной удельному электрическому сопротивлению.

• Принципиальная схема индукционного метода включает скважинный снаряд (зонд) и регистрирующий прибор.

Скважинный снаряд имеет систему излучающих и приемных катушек, обладающих большой индуктивностью, а также генератор переменного электрического тока и выпрямитель

Правила определения границ пластов по кривым ИК

• Кривые индукционного метода в одиночных пластах симметричные;

• Границы пластов при мощности более 4 м на кривых фокусированных зондов определяются по середине аномалии, где ее ширина равна мощности пласта.

• В пластах меньшей мощности определенная по этому правилу мощность оказывается меньше фактической — фиктивная мощность пласта.

• Достоверное выделение пластов малой мощности возможно лишь в случае, когда изучаемые пласты представлены породами более низкого сопротивления по сравнению с вмещающими породами, а их мощность превышает мощность вмещающих пород

При проведении индукционного каротажа (ИК) изучается удельная электрическая проводимость горных пород посредством индуцированных (наведенных) токов. Для этого в скважину опускается прибор (зонд) имеющий в своем составе генераторную (Г) и измерительную (И) катушки. Расстояние между генераторной и измерительной катушками называется длиной зонда. При проведении измерений в генераторной катушке с помощью переменного тока устанавливается переменное магнитное поле. Согласно закону Фарадея, в это время в горной породе возникают электромагнитные' вихревые токи, которые фиксируются измерительной катушкой зонда. Величина вихревых токов, возникающих в горной породе, зависит от величины её удельной электропроводности. Основное преимущество метода ИК состоит в том, что при его выполнении нет необходимости в прямом электрическом контакте между измерительным зондом и горной породой, следовательно, ИК эффективен при изучении скважин заполненных непроводящими буровыми растворами на нефтяной основе.

ИК позволяет решать следующие геолого-геофизические задачи:

1. Литологическое расчленение разреза.

2. Выделение коллекторов.

3. Определение характера насыщение коллекторов

Индукционный каротаж (ИК) основан на измерении кажущейся удельной электрической проводимости пород в переменном электромагнитном поле в частотном диапазоне от десятков до сотен килогерц. Реализованы варианты измерения как активной компоненты кажущейся удельной электрической проводимости, которая пропорциональна ЭДС, синфазной току генераторной цепи зонда, так и реактивной компоненты, пропорциональной ЭДС, сдвинутой по фазе относительно тока генераторной цепи зонда на величину π/2. Единица измерения - сименс на метр (См/м), дробная - миллисименс на метр (мСм/м). Основное назначение ИК, выполненного с помощью многозондовых приборов, состоит в определении геоэлектрических характеристик разреза: УЭС неизмененной части пласта и зоны проникновения, а также глубины зоны проникновения. При использовании однозондовых приборов решение этих задач может достигаться комплексированием данных ИК с данными БКЗ и БК. Типовые условия применения метода - скважины, заполненные любой промывочной жидкостью и вскрывшие породы с удельным электрическим сопротивлением менее 500 Ом*м. Применение метода ограничивается: при высоком содержании в промывочной жидкости компонент с сильными магнитными свойствами; если значения удельного электрического сопротивления пород превышают 500 Ом*м, для малоглубинных зондов ИК и зондов со слабым исключением влияния скважины - на высокоминерализированных промывочных жидкостях. Простейший измерительный зонд ИК состоит из генераторной и измерительной цепей, содержащих, по крайней мере, по одной катушке - генераторной и измерительной. Реально общее число катушек зонда ИК не меньше 3 и не больше 8. При построении многозондовых приборов ИК одну из цепей (генераторную или измерительную) выбирают общей для всех зондов. Длина зонда ИК - расстояние между основными генераторной и измерительной катушками. Точку на оси зонда, для которой проходящая через нее и перпендикулярная оси зонда плоскость делит все пространство на два полупространства с равными геометрическими факторами, принимают за точку записи. Прибор (модуль) ИК комплексируют с модулями других методов ГИС без ограничений.