2. Фильтрационный каротаж (расходометрия)

Проводится с целью выявления в процессе бурения проницаемых интервалов, выделения коллекторов и предупреждения осложнений, связанных с поглощениями и проявлениями. Физическая сущность метода состоит в том, что при вскрытии проницаемого пласта ввиду разности забойного и пластового давлений происходит фильтрация бурового раствора в пласт или поступление в скважину пластового флюида, вследствие чего изменяется объем циркулирующей промывочной жидкости и расход ее на выходе из скважины.

Для проведения расходометрии измеряется и сравнивается количество бурового раствора, нагнетаемого в скважину Q_вх и выходящего из скважины Q_вых, или измеряется объем бурового раствора в приемных емкостях.

При первом способе в процессе бурения непрерывно регистрируется расход бурового раствора на входе и выходе из скважины с помощью расходомеров и определяется дифференциальный расход по формуле

∆Q= Q_вых- Q_вх

Дифференциальный расход характеризует дебит притока пластового флюида в скважину (при Q_вых>Q_вх) или поглощения промывочной жидкости (при Q_вых<Q_вх).

При бурении в интервале непроницаемых породQ_вых=Q_вх, соответственно∆Q = 0.

При вскрытии коллектора с пластовым давлением меньше забойного происходит фильтрация бурового раствора в пласт, вследствие чего Q_вых<Q_вх.

По мере увеличения мощности вскрываемого коллектора дебит поглощения будет возрастать и достигнет максимума при вскрытии подошвы пласта, после чего начнет уменьшаться за счет образования на стенках скважины глинистой корки. При вскрытии коллектора, пластовое давление которого больше забойного, из коллектора будет поступать пластовая жидкость, вследствие чего Q_вых>Q_вх. По мере увеличения мощности вскрываемого коллектора дебит притока будет возрастать и достигнет максимума в момент вскрытия подошвы пласта, после чего останется постоянным до тех пор, пока величина депрессии не изменится.

При втором способе непрерывно регистрируется объем промывочной жидкости в приемных емкостях V. О наличии поглощения или притока судят по изменению объема промывочной жидкости. При разбуривании непроницаемых пород, если не происходит долива или слива бурового раствора, объем его в приемных емкостях будет изменяться незначительно. Возможны небольшие потери раствора в скважине за счет проникновения его фильтрата через глинистую корку и стенку скважины. Эта величина зависит от водоотдачи раствора и почти не меняется за время бурения интервала с одинаковыми геологическими характеристиками. В процессе бурения будет наблюдаться постепенное уменьшение объема бурового раствора в приемных емкостях в связи с углублением скважины и очисткой раствора от выбуренной породы.

Для обнаружения зон поглощения или притока пластового флюида в скважину необходимо, чтобы интенсивность этого поглощения или притока ∆Q_ин была больше суммы величин фоновых потерь раствора и погрешности измерителя уровня или объема:

∆Q_ин=V₂-V₁/∆t - ∆V_фон/∆t

где V₁, V₂- объем раствора в емкостях за время соответственноt и t+∆t;

∆V_фон - фоновое изменение объема за время ∆t.

Вскрытие проницаемых пластов регистрируется на кривой уровня или объема аномалиями, начало которых соответствует кровле, а максимальное значение ∆Q_ин–подошвепласта. При комплексировании обоих вышеописанных способов проводится измерение расхода и объема (уровня) бурового раствора и непрерывная регистрация или потока на выходе из скважины и уровня или объема раствора в приемных емкостях.

Зоны поглощения промывочной жидкости или притока пластового флюида выделяются по изменению Q_выхи V: при поглощении промывочной жидкости будет наблюдаться уменьшение этих величин, а при поступлении в скважину пластового флюида - увеличение.

Интенсивность поглощения или притока будет характеризоваться величиной аномалии на кривых Q_вых иV.

Интенсивность поглощения или проявления рассчитывается на аномальных участках по изменению во времени дифференциального расхода или объема бурового раствора в приемных емкостях и представляет собой скорость поглощения бурового раствора или проявления пластового флюида.

Интенсивность поглощения зависит главным образом от величины репрессии на пласт, свойств пластового флюида и типа коллектора.

При вскрытии водоносного пласта, в связи со слабой сжимаемостью водных растворов, обычно поглощение бурового раствора не наблюдается.

Приток в скважину происходит при Р_пл>Р_гс и отмечается на кривых Q_вых иV. Через полуцикл промывки наблюдается резкое уменьшениеρ_с._вых и часто – увеличение Г_сумир_с._вых.

Вскрытие газоносного пласта при Р_гс>Р_пл сопровождается поглощением бурового раствора, причем интенсивность поглощения может быть очень высокой, если пласт вскрывается со значительным превышением забойного давления над пластовым. При Р_гс<Р_плнаблюдается интенсивный приток газа в скважину, особенно при СПО и наращивании. Его проявление по данным расходометрии часто нельзя обнаружить сразу в связи с высокой сжимаемостью газа. Через полуцикл промывки приток четко фиксируется на кривых Q_вых, V, Г_сум,р_с._вых и Т.

По длительности и интенсивности поглощения, учитывая литологические особенности изучаемого разреза, можно судить о типе вскрытого коллектора.

Для карбонатных коллекторов обычно характерны аномалии поглощения, характеризующиеся большой амплитудой и длительностью. Гранулярные коллекторы характеризуются быстрым уменьшением интенсивности фильтрации после их прохождения, вследствие глинизации поровых каналов.

Ограничения в применении метода связаны со сложностью учета потерь раствора в циркуляционной системе на поверхности (утечки в желобной системе, потери на вибросите и т.д.).

Кривые изменения расхода (потока) и объема бурового раствора заносятся на сводную диаграмму геологических исследований. При поглощении или проявлении оператор станции ГТИ должен немедленно поставить в известность об этом буровую бригаду.