3.8 Современное приборное обеспечение и комплексы гис, применяемые за рубежом при строительстве и эксплуатации скважин
За рубежом для компьютеризированных ГИС технологий разработаны скважинные приборы нового поколения. Их основные методические отличия от российских СП следующие:
– гамма–каротаж (ГК) – детектор размещен в корпусе технологического модуля, который обычно содержит также модули локатора муфт (ЛМ), термометрии (Т), телеметрию для полной сборки комбинированного СП;
– спектрометрический гамма–каротаж (СГК) – приборы выполнены в модульном исполнении и оснащены микропроцессором; измеряемый спектр разбивается на 256/512 каналов. Приборы СГК малого диаметра (43 мм) предназначены для спектрометрических наблюдений при закачке изотопов;
– гамма–гамма–плотностной (ГГКП) и литолого–плотностной (ГГКЛП) методы каротажа – в СП используются источники 137 Cs мощностью 1,5 кюри; приборы оснащены микропроцессором и проводят измерение спектрального состава вторичного излучения в 256 каналах;
– нейтрон–нейтронный каротаж (ННК) – в СП используется источник нейтронов Am–Be мощностью 5–19 кюри либо генератор нейтронов с энергией 14 МэВ; детекторы гелиевые; приборы оснащены микропроцессором; одновременно регистрируется также отношение счета тепловых и надтепловых нейтронов;
– спектрометрический импульсный нейтронный гамма–каротаж (ИНГК) – приборы двухзондовые; источник нейтронов – генератор нейтронов с энергией 14 МэВ; детекторы сцинтилляционные NaJ(Tl); микропроцессор расположен в СП; кривые отношения содержаний «углерод/кислород» и «кремний/кальций» обеспечивают оценку насыщенности пород независимо от минерализации пластового флюида;
– акустический каротаж (АК) – приборы с короткими компенсированными зондами предназначены для регистрации интервальных времен продольной и поперечной волн с погрешностью измерений +3 мкс/м; приборы с длинными зондами оснащены монопольными и дипольными преобразователями, содержат 2–4 излучателя и 4–15 приемников, разнесенных на базе 4–10 м; предназначены для регистрации P, S, L–St волн в открытой и обсаженной скважине, оценки литологического состава, пористости, трещиноватости и проницаемости пород;
– АК – сканеры – как правило, двухчастотные, совмещающие функции «телевизора» (для исследования стенки скважины и колонны) и азимутального микроцементомера (для выявления вертикальных каналов в цементном камне); преобразователь обычно вращается;
– индукционный каротаж (ИК) – приборы многозондовые, многочастотные (10,20 и 40 кГц), содержат малоглубинный зонд БК со сферической фокусировкой тока; разрешаемость по вертикали – 0,3–0,6 м, диапазон измеряемых сопротивлений – 0,2–2000 Омм, учет скин–эффекта, вмещающих пород и промывочной жидкости производится в режиме реального времени; использование в СП АIТ (фирма Schlumberger) трех частот генераторных катушек и 8 приемных катушек позволяет рассчитать 5 кривых ИК с глубинностью измерений 10,20,30 и 90 дюймов и получить объемное отображение распределения в породе воды и углеводородов (технология Imaging);
– боковой каротаж (БК) – стандартные приборы – двухзондовые, содержат третий зонд МБК со сферической фокусировкой тока; диапазон измерений сопротивлений – 0,1–105 Омм; фирмой Schlumberger разработан СП АRI с азимутальным измерением сопротивлений в 12 сегментах через 300, он используется для изучения трещиноватых, перемятых и тонкослоистых пород в сочетании с микросканером ЭК;
– диэлектрический каротаж (ДК) – измерительные зонды – двухчастотные (25 МГц – 1,1 ГГц), содержат антенну катушек, диапазон измерений – 3–40e;
– наклонометрия (Накл.) – приборы 4–х или 6–рычажные, на каждом башмаке – 1 или 2 зонда БМК; оснащены тремя взаимно ортогональными магнитомерами и акселерометрами; диапазоны измерения сопротивлений – 0,2 – 103 Омм; углов азимутов и вращения – 0–3600, зенитного угла – 0–900;
– опробователи пластов (ОПК) и измерители пластовых давлений в неограниченном количестве точек с погрешностью +1 psi + 0,01 измеряемой величины; подъем на поверхность двух проб объемом 0,45 – 10 л, измерение УЭС промывочной жидкости и параметров углеводородной смеси;
– сверлящий керноотборник (Ко) – обеспечивает отбор 24–30 образцов размером Æ25,4х44,5 мм (10–12 образцов у российских СП).
Зарубежные фирмы осуществляют соединение модулей в единую сборку на устье скважины (вертикальная сборка). Обычно рекламные источники сообщают о возможности использования любых СП (модулей) в разнообразных сборках; конкретный состав сборок сообщается редко.
Фирма Computalog использует следующие сборки для пресной и минерализованной промывочной жидкости: 1) СГК + МК + БМК + 2НК + БК–3 + 2ГГКП + 2АК + БК со сферической фокусировкой + 2ИК; 2) СГК + 2НК + БК–3 + 2ГГКЛП + 2БК + БК со сферической фокусировкой +МК + 2АК. Сборки оснащены гибкими вставками; их положение не указано.
Примерный состав сборок фирмы CGG для пресной и минерализованной промывочной жидкости соответственно следующий: 1) СГК (либо ГК/контроллер) + МК + БМК + 2НК + БК–3 + 2ГГКП + АК + 2ИК; 2) СГК (либо ГК/контроллер) + 2НК + БК–3 + 2ГГКП + 2БК + БМК +АК. Фирма Western Atlas выполняет исследование стандартного интервала разреза (400 м) за 14 часов тремя сборками приборов, включающими: 1) 2ИК + БК со сферической фокусировкой + ПС + АК; 2) 2ГГКЛП + 2НК + СГК; ГДК + ОПК; 3) сборка, включающая ЯМК; ЯМК + Т + ЛМ + СГК +2НК + 2ГГКП.
Комплекс методов ГИС и аппаратура, применяемые зарубежными фирмами при эксплуатации скважин, незначительно отличаются от отечественных. Например, на вооружении зарубежных фирм нет термоиндикаторов притока (термодебитомеров), но имеются высокочувствительные механические дебитомеры турбинного типа. За рубежом широко используются прецизионные высокочувствительные манометры и градиент–манометры, которых до сих пор нет у геофизиков России и СНГ.
Компания LEUTERT (Германия) разработала электронные приборы для измерения давления и температуры в нефтегазовых скважинах:
– автономный прибор LEUTERT LMG 4000 и LMG 4000S с твёрдотельным запоминающим устройством;
– скважинные приборы РК 201 и РК 221, работающие в режиме реального масштаба времени с каротажным кабелем;
– программное обеспечение LEUTERT KHS для интерпретации данных.
С помощью автономных приборов LMG–4000 и LMG–4000S можно измерять давление и температуру без электрического кабеля. Датчики, узел обработки данных и ЗУ получают электропитание от внутреннего аккумуляторного блока, состоящего из литиевых батарей.
Основные технические данные LMG –4000 ( LMG –4000S).
Диаметр скважинного прибора, мм 36 мм (32).
Длина (с одним аккумуляторным блоком) 1456 мм (1721 мм).
Материал: нержавеющая сталь стойкая к действию H2S
Продолжительность эксплуатации – 15 дней с 1 аккумулятором.
Давление:
диапазон, бар 0 – 1000;
точность, % * 0,025;
разрешение, % * 0,017;
чувствительность, % * 0,003;
Температура:
диапазон, °С 0 – 150 ;
точность, % * 0,3;
разрешение, % * 0,007;
чувствительность, % * 0,07.
Частота измерений: 1/сек. – 1/ день.
Измерительных программ до 64.
Запоминаемые данные: давление, температура, период времени.
__________________
* в % полной шкалы
Схема оборудования устья скважины для спуска автономных скважинных приборов на проволоке с регистрацией измеряемых параметров в твердотельную память приведена на рис. 3.38
Рисунок 3.38 – Оборудование устья скважины для спуска глубинных приборов с дистанционной регистрацией измеряемых параметров;
1 – агрегат; 2 – фонтанная арматура; 3 – прибор; 4 – грузы; 5 – лубрикатор; 6 – сальниковое устройство; 7 – талевый блок.