3.5 Кавернометрия

Кавернометрия (КМ) заключается в измерении среднего диаметра буровой скважины. Дело в том, что фактический диаметр скважины не всегда определяется диаметром бурового долота. Так, на хрупких породах (ископаемых углях, например), в зонах дробления диаметр скважин увеличивается по сравнению с номинальным d_н; из–за выкрашивания и вывалов пород в скважине образуются каверны. Каверны образуются и в глинистых пластах из–за размывания глин в процессе бурения.

 

Рисунок 3.35 – Схема измерений со скважинным каверномером и пример записи результатов.

Уменьшение диаметра по сравнению с номинальным наблюдается обычно против пластов–коллекторов. Благодаря хорошей проницаемости в них залавливается буровой раствор. Из–за малого диаметра пор в пласт проникает только фильтрат (жидкая основа) бурового раствора, а глина оседает на стенках скважины, образуя глинистую корку, которая снижает диаметр скважины.Знание диаметра скважины необходимо для решения как технических, так и геологических задач. Так, например, знать диаметр скважины нужно для того, чтобы правильно установить обсадную трубу в скважине, рассчитать объем цемента, необходимого для закрепления обсадных колонн, правильно выбрать скважинные приборы для каротажа. Современные каверномеры имеют абсолютную погрешность порядка ± 0,5 см, микрокаверномеры – до ± 0,1 см. Во всех приборах для измерения диаметра скважины линейное движение штока, расположенного в корпусе прибора, преобразуется в электрический сигнал. Движение штока приводит к изменению какого–либо электрического датчика, чаще всего омического (рис. 3.35). Датчик питается постоянным током. В цепи установлено балластное сопротивление R_Б для регулировки силы тока I_i, миллиамперметр мА, эталонное сопротивление R_ЭТ для измерения силы тока в питающей цепи. На поверхности измерительным прибором ИП регистрируется разность потенциалов ΔU. Масштаб регистрации устанавливается сопротивлением R_М. Измеряемая разность потенциалов пропорциональна сопротивлению части реохорда ΔR_Х между его концом N и ползунком М, который свя­зан со штоком. В результате регистрируемая разность потенциалов ΔU пропорциональна диаметру скважины.

Рисунок 3.36 – Принципиальная электрическая схема измерения диаметра скважины

Диаметр скважины (в см) определяется по формуле:

d_С=d₀+CΔU/I, (3.16)

где d₀ — начальный диаметр скважины; С — постоянная каверномера, см/см.Спуск прибора в скважину осуществляется со сложенными измерительными рычагами, которые раскрываются по команде с поверхности перед началом измерений.

Кавернометрия входит в стандартный комплекс геофизических исследований, и регистрация диаметра скважины является обязательной во всех скважинах. Данные кавернометрии используют при литологическом расчленении разреза, при вычислении удельного сопротивления горных пород, при истолковании диаграмм микрозондов, определении пористости, глинистости по данным радиоактивных методов и т. п. Кавернограммы позволяют технологам выделять участки осложненного ствола скважины. Допустимая погрешность измерения диаметра скважины каверномерами с омическими датчиками ±1 см.