34.Цели и задачи исследования скважин и пластов
Исследования скважин и пластов проводятся с целью получения информации об объекте разработки, об условиях и интенсивности притока флюидов в скважину, об изменениях, происходящих в пласте в процессе его разработки. Такая информация необходима для организации правильных, экономически оправданных процессов добычи нефти, для осуществления рациональных способов разработки месторождения, для обоснования способа добычи нефти, выбора оборудования для подъема жидкости из скважины, для установления наиболее экономичного режима работы этого оборудования при достижении наиболее высокого коэффициента нефтеотдачи.
Изучение характеристики залежей начинается сразу же после их открытия. Одна из главных целей исследований в начальный период заключается в получении информации, необходимой для подсчета запасов нефти и газа. Для оценки извлекаемых запасов залежи, т.е тех запасов, которые при современной технологии нефтегазодобычи можно извлечь из пласта, необходимо провести исследования по определению коэффициента нефтеотдачи. Этот показатель является наиболее важным при окончательном определении эффективности разработки месторождения. Далее необходимо оценить промышленное значение залежи, для этого необходимо знать товарные качества нефти и газа, а также свойства залежей, определяющие производительность скважин, толщину и проницаемость пласта, вязкость жидкости в пластовых условиях.
После того, как установлены промышленные запасы нефти или газа и принято решение о вводе залежи в промышленную эксплуатацию, приступают к составлению технологической схемы или проекта разработки залежи. Для этой цели, кроме той информации, которая уже имеется и использована в подсчете запасов, необходим комплекс исследований. Этот комплекс должен дать ответы на вопросы об изменении гидродинамических характеристик пласта по площади залежи и в законтурной области, о продуктивности пласта в целом и отдельных его интервалов в различных частях залежи, об эффективности применяемых способов вскрытия пласта и перфорации скважин, об условиях работы скважин.
В процессе промышленной эксплуатации скважин их исследуют главным образом с целью уточнения гидродинамических характеристик пластов, выявления действительной технологической эффективности отдельных элементов принятой системы разработки и определения эффективности проводимых мероприятий по повышению или восстановлению производительности добывающих скважин.
Цель исследования газовых скважин - определение количества сырого конденсата, выделяющегося в процессе сепарации газа при различных давлениях и температурах, количества твердых примесей и жидкой фазы, выделяющейся на забое и по стволу скважины в результате снижения давления и температуры от пластовых условий до значений, при которых газ поступает на устье скважины.
35. Методы геофизических исследований, применяемых при бурении скважин
Это группа методов, основанных на изучении естественных и искусственно создаваемых физических полей (электрических, акустических и др.), физических свойств горных пород, пластовых флюидов, содержания и состава различных газов в буровом растворе. Применяются для изучения геол. разреза скважин и массива г. п. в околоскважинном и межскважинном пространствах, контроля техн. состояния скважин и разработки нефтяных и газовых месторожденийй.
Первые геофизические исследования (термометрия) выполнены Д. В. Голубятниковым в 1908 на нефт. промыслах Баку. В 1926 братьями Шлюмберже (Франция) был предложен электрический каротаж. Высокая эффективность электрического каротажа обеспечила его быстрое внедрение и развитие др. методов геофизических исследований. В СССР в разработку теории и техники геофизических исследований большой вклад внесли Л. М. Альпин, В. Н. Дахнов, С. Г. Комаров и др. Важные исследования в этой области выполнены в США Г. Арчи, Г. Гюйо, Дж. Доллом и др.
Геофизические исследования, проводимые для изучения геологического разреза скважин, наз. каротажем, который осуществляется электрическими, электромагнитными, магнитными, акустическими, радиоактивными (ядерно-геофиз.) и др. методами. При каротаже с помощью приборов, спускаемых в скважину на каротажном кабеле, измеряются геофиз. характеристики, зависящие от одного или совокупности физ. свойств г. п. и их расположения в разрезе скважины. В скважинные приборы входят каротажные зонды (устройства, содержащие источники и приёмники наблюдаемого поля), сигналы которых по кабелю непрерывно или дискретно передаются на поверхность и регистрируются наземной аппаратурой в виде кривых (рис.) или массивов цифровых данных.
Рис.29. Схема проведения геофизических исследований в скважине:
1 - скважинный прибор; 2 - кабель; 3 - блок-баланс; 4 - каротажная лаборатория; 5 - кривая диэлектрического каротажа, характеризующая изменение фазы электромагнитного поля; 6 - кривая акустического каротажа, характеризующая изменение коэфф. пористости.
При электрическом каротаже изучают удельное электрическое сопротивление, диффузионно- адсорбционную и искусственно вызванную электрохим. активности пород и т.п. Для определения удельного сопротивления применяют боковое каротажное зондирование (измерения трёхэлектродными градиент-зондами разной длины), Боковой каротаж (измерения зондами с фокусировкой тока), Микрокаротаж и боковой микрокаротаж. Различие в диффузионно-адсорбционной активности пород используется в каротаже самопроизвольной поляризации, а способность пород поляризоваться под действием электрич. тока - в каротаже вызванной поляризации, основанном на различии потенциалов, возникающих на поверхности контактов руд (например, сульфидных), углей с другими. горными. породами. При электромагнитном каротаже изучаются удельная электрич. проводимость (индукционный каротаж), магнитная восприимчивость (каротаж магнитной восприимчивости, КМВ) и диэлектрич. проницаемость (диэлектрический. каротаж, ДК) горных. пород индукционными зондами и различных частотах 1 кГц (КМВ), 100 кГц и 40 МГц (ДК). При магнитном каротаже измеряются магнитная восприимчивость пород и характеристики магнитного поля. Акустический каротаж основывается на регистрации интервальных времён (скорости), амплитуд и др. параметров упругих волн ультразвукового и звукового диапазона.
При радиоактивном каротаже в скважинах измеряют характеристики ионизирующего излучения. Широко используется изучение характеристик нейтронного и гамма-излучения, возникающих в породах при облучении их стационарным источником нейтронов (нейтрон-нейтронный каротаж и нейтронный гамма-каротаж) или источниками гамма-излучений (гамма- гамма-каротаж). Модификации радиоактивного каротажа применяются с импульсными источниками нейтронов (импульсный нейтрон-нейтронный каротаж, импульсный нейтронный гамма-каротаж) и гамма-излучения (импульсный гамма-гамма-каротаж). Естественное гамма-излучение пород исследуется в гамма-каротаже. В активационном радиоактивном каротаже изучаются характеристики излучения искусственных радиоактивных изотопов, возникающих в породах при облучении их источником ионизирующих излучений. Ядерно-магнитный каротаж заключается в наблюдении за изменением электродвижущей силы, возникающей в катушке зонда в результате свободной прецессии протонов в импульсном магнитном поле.
Газовый каротаж обеспечивает изучение физическими методами содержания и состава углеводородных газов и битумов в буровом растворе, а также параметров, характеризующих режим бурения.
Иногда применяются исследования, основанные на определении механич. свойств в процессе бурения (механический каротаж). Околоскважинные и межскважинные исследования основаны на изучении в массивах горных пород особенностей естественных или искусственно созданных геофизич. полей: магнитного (скважинная магниторазведка), гравитационного (скважинная гравиразведка), распространения радиоволн (радиоволновой метод, РВМ), упругих волн (акустич. просвечивание), постоянного или низкочастотного электрического (метод заряженного тела), нестационарного электромагнитного (метод переходных процессов); пьезоэлектрич. эффекта, возникающего в г. п. под воздействием упругих колебаний (пьезоэлектрический метод); потенциалов вызванной поляризации, возникающих на контакте рудного тела в результате воздействия источника тока в скважине или на поверхности Земли (контактный метод поляризационных кривых) и др.
В радиоволновых методах разведки источник электромагнитных колебаний (частота 0,16-37 МГц) размещается в скважине; регистрация осуществляется с помощью приёмников (антенн) в этой же скважине (околоскважинные исследования) или в соседней (межскважинные исследования). В некоторых случаях поле наблюдается на поверхности Земли. При разведке акустич. просвечиванием возбуждение и наблюдение волн осуществляется так же, как в РВМ. В методе заряженного тела токовый электрод размещают в скважине против рудного тела; наблюдения производят в скважине или на поверхности. Методы околоскважинных и межскважинных исследований позволяют обнаружить и оконтурить рудные тела и др. геол. образования, пересечённые скважиной или находящиеся в стороне от неё.
Получаемые с помощью геофизических исследований данных обеспечивают расчленение разреза скважин на пласты, определение их литологии и глубины залегания, выявление п. и. (нефти, газа, угля и др.), корреляцию разрезов скважин, оценку параметров пластов для подсчёта запасов (эффективную мощность, содержание п. и.), определение объёма залежи нефти, газа, угля или рудного тела, оценку физико-механических свойств пород при строительстве различных сооружений. Геофизические исследования. – основной способ геологической документации разрезов скважин, дающий большой экономич. эффект за счёт сокращения отбора керна и количества испытаний пластов. Повышение эффективности геофизических исследований связано с разработкой и внедрением новых методов, а также с совершенствованием методики и техники исследований; внедрением машинных методов обработки и интерпретации данных, создания цифровых каротажных лабораторий, управляемых бортовой ЭВМ., высокоточных и термобаростойких комплексных скважинных приборов и др.