3.6 Профилеметрия

Профилеметрия – это измерение сразу нескольких диаметров в одном поперечном сечении скважины. Необходимость в таких измерениях возникает потому, что в бурящихся скважинах часто образуются желоба, в результате разрушения горных пород буровым инструментом и его замковыми соединениями (особенно когда бурение ведется роторным способом) и при спуске – подъеме инструмента). Развитие желобов осложняет бурение скважины и разработку месторождений. В этих зонах наблюдаются затяжки бурового инструмента, которые могут привести к прихватам; возникают трудности при спуске обсадных колонн; могут возникнуть заколонные перетоки.

Только в разведочном бурении четверть всех аварий связана с прихватами инструмента в желобах. На ликвидацию этих прихватов расходуется до 50% аварийного времени. Желоб в разрезе скважины выделяют с помощью профилемеров. В приборах этого типа в отличие от каверномеров раздельно регистрируются показания каждой пары рычагов, расположенных в одной плоскости.

Скважинный каверномер–профилемер СКП позволяет одновременно непрерывно регистрировать три кривые: кавернограмму и две кривые для диаметров скважины в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Диаметры скважин определяют по ве­личине раскрытия двух пар независимо перемещающихся измерительных рычагов. Информация передается по одножильному кабелю с использованием схемы частотного разделения сигналов. Пример профилеграммы приведен на рис. 3.37 а.

Рисунок 3.37 – Примеры выделения в разрезе скважин желоба; где: а – профилеграмма, полученная прибором СКП; б – диаграммы поперечного сечения скважины, построенные по результатам измерения прибором СПР; в – схема образования желоба. 1 – песчаник; 2 – глина; 3 – азимут желоба

После обнаружения желоба, протяженность которого превышает размер свечи, проводят детальное изучение поперечного сечения скважины. Для этой цели применяют аппаратуру СПР – скважинный профилемер–радиусомер с восемью измерительными рычагами. Замеры в скважинах проводят дискретно по точкам. Прибор устанавливают в исследуемом интервале и затем последовательно снимают показания с каждого из восьми измерительных рычагов. Замеры, привязанные по азимуту, позволяют построить диаграммы поперечного сечения скважины (рис. 3.37 б).

Желоб считается прихватоопасным, если глубина его превышает половину диаметра замкового соединения; если приурочен к местам перегиба ствола скважины и стабилен во времени. Для предупреждения прихвата и ликвидации опасного лечения профиля скважины выполняют торпедирование.

3.7 Метод пластовой наклонометрии

Эффективность геологоразведочных работ может быть значительно повышена, если при моделировании геологического тела использовать информацию об его ориентации в трехмерном пространстве.

Если речь идет о плоском геологическом теле, например, пласте, или частично плоском геологическом теле (когда только один из элементов его поверхности является плоским) обычно определяется угол и азимут наклона одной из его поверхностей. При других формах геологического тела в качестве дополнительного параметра определяют его толщину (мощность).

Без определения указанных параметров залегания геологических тел невозможно достоверное построение геологических разрезов по профилю, проведение корреляции разрезов скважин, построение структурных карт, проектирование профилей и режимов бурения наклонно–направленных и горизонтальных скважин, интерпретация данных ГИС и подсчет запасов нефти и газа.

Определение угла и азимута наклона пласта производят по данным специальных комплексных приборов – пластовых наклономеров, включающих инклинометр, каверномер и три однотипных датчика, расположенных друг относительно друга под углом 120º в плоскости, перпендикулярной к оси скважинного прибора и на одинаковом расстоянии от оси прибора и скважины. Последнее достигается тем, что измерительные электроды датчиков размещены на изолированных прижимных башмаках, а сам прибор центрируется в скважине. (Датчики пластового наклономера должны обеспечивать хорошее расчленение разреза скважины, а их показания не зависеть от минерализации фильтрата ПЖ, пластовой воды и остаточной нефтегазонасыщенности промытой части пласта. Наилучшие результаты были получены при использовании датчиков бокового микрокаротажа, показания которых свободны от влияния характера насыщения пласта).

Измерения пластовым наклономером осуществляют путем записи трех кривых идентичными датчиками, показаний инклиномера и каверномера, при этом с помощью инклинометра определяют азимут и зенитный угол наклона скважины, а помощью каверномера – средний диаметр.

При пересечении датчиками границы раздела двух пластов с различными электрическими характеристиками на зарегистрированных кривых фиксируются точки, соответствующие пересечениям электродами плоскости наклонной границы пластов. Поскольку датчики расположены симметрично (через 120º) относительно оси скважины, они пересекают плоскость напластования Р на различных глубинах Н₁, Н₂ и Н₃. Несложно определить смещение кривых, зарегистрированных датчиками 2, 3, относительно кривой, зарегистрированной основным датчиком 1:

Z_2,1=Н₁–Н₂ и Z_3,1=Н₁–Н₃

Точность результатов определения элементов залегания пласта падает при углах падения меньше 2º3º, а также при очень крутых наклонах пластов, например, в местах их прилегания к соляным куполам.