1 Загальна характеристика дисципліни

1.1 Історія розвитку геофізичних досліджень свердловин

Історію розвитку ГДС можна викласти у наступній хронології:

1906 – 1916 р.р. - перші геотермічні вимірювання проведені Д. В. Голубятніковим на нафтових родовищах Азербайджану;

1927-1928 р. - у Франції (Конрад і Марсель Шлюмберже) та на початку 1929 р. у Радянському Союзі (І. М. Губкін та Д. В. Голубятніков) розпочались системні дослідження свердловин електричними методами;

1931 р. - розроблено теоретичні основи та проведено електрокаротаж за методом самочинної поляризації (ПС);

1932 р. - розроблено напівавтоматичний прилад для запису каротажних діаграм, стріляючі перфоратори, бокові стріляючі ґрунтоноси, торпеди, а також з’явились такі методи як резистивіметрія, електрометрія, інклінометрія;

1933 р. - розроблено метод гамма-каротажу (В. А. Шпак).

У подальшому різними вченими, зокрема Ф. Холенбахом, В. А. Соколовим, Г. В. Горшковим, С. Г. Комаровим, В. М. Запорожцем, Г. Н. Флоровим та ін. були розроблені і запроваджені у виробництво інші геофізичні методи досліджень свердловин, а саме:

1941 р. – імпульсний нейтрон-нейтроний каротаж;

1947 р. – гамма-гамма-каротаж густини;

1956 р. – газовий каротаж;

1958 р. – акустичний каротаж;

1959 р. – кумулятивні (безкульові) перфоратори;

1970 р. – метод випробування пластів приладами на кабелі.

Починаючи з 1950 р. реєстрацію каротажних діаграм стали вести автоматичними каротажними станціями, що значно вплинуло на зростання якості і швидкості ГДС. У колишньому Радянському Союзі розробниками нових станцій були такі вчені як С. Г. Комаров та В. М. Запорожець.

У зв’язку з розвитком та впровадженням електронно-обчислювальної техніки в 70-ті роки інтенсивно почали розроблятись та використовуватись різноманітні перетворювачі з аналогової форми запису каротажних діаграм у цифрову, а також з’явились автоматизовані цифрові каротажні станції.

Із зарубіжних вчених, які внесли великий вклад у розвиток методів ГДС, були Г. Доль, Г. Арчі, М. Мартен, М. Уайлі та інші.

1.2 Основні напрямки застосування гдс при пошуках, розвідці та розробленні корисних копалин

ГДС є одним з напрямків прикладної геофізики, де застосовують геофізичні методи вивчення геологічних розрізів, технічного стану свердловин, використовують способи ведення вибухово-прострілкових робіт у свердловинах з метою пошуків, розвідки та розробки родовищ корисних копалин.

За допомогою методів геофізичних досліджень свердловин геологічні розрізи вивчають як по вертикалі так і в напрямку, що є перпендикулярним до осі свердловини. Основою інтерпретації результатів ГДС є порівняно молода наука про фізичні та петрофізичні параметри гірських порід – петрофізика. Розроблена теорія геофізичних методів і петрофізична основа свердловини конкретних геологічних відкладів дозволяють проводити обґрунтовану інтерпретацію результатів досліджень.

Дослідження свердловин геофізичними методами здійснюють з метою вирішення наступних задач:

- вивчення геологічних розрізів свердловин;

- вивчення технічного стану свердловин;

- проведення контролю за розробкою родовищ нафти і газу;

- проведення вибухових, прострілкових та інших робіт у свердловинах.

Вивчення геологічних розрізів свердловин здійснюють за допомогою комплексу електричних, магнітних, радіоактивних, термометричних, акустичних, механічних та геохімічних методів ГДС.

В процесі геофізичних досліджень свердловин реєструють різні геофізичні параметри, а саме: уявний питомий електричний опір, потенціали самочинної та збудженої поляризації порід, силу електричного струму, електричний опір заземлення електродів, електродні потенціали, інтенсивність гамма-випромінювання, напруженість магнітного поля, швидкість розповсюдження пружних коливань та інші. Реєстрацію вказаних параметрів здійснюють як в аналоговій так і в цифровій формі на різні носії.

За результатами інтерпретації комплексу даних геологічної та геофізичної інформації розв’язують наступні задачі:

- геологічне розчленування розрізів і виявлення геофізичних реперів;

- визначення порід, які складають розрізи свердловин;

- виявлення колекторів та вивчення їх властивостей (пористості, проникності, глинистості та ін.);

- виявлення та визначення місцезнаходження різних корисних копалин (нафти, газу, прісних і мінеральних вод та ін.);

- кількісна оцінка вмісту у породах вуглеводнів, вугілля, різних руд та мінералізації пластових вод.

Вивчення технічного стану свердловин здійснюють за допомогою комплексу різних свердловинних геофізичних методів, а саме: кавернометрії, профілеметрії, акустичного каротажу, радіометрії та ін.. За результатами досліджень вирішують наступні задачі:

- визначення викривлення свердловин інклінометрами – інклінометрія;

- встановлення фактичного діаметру свердловин за допомогою каверномірів – кавернометрія;

- визначення профілю січення свердловини та обсадних колон – профілеметрія;

- визначення висоти підйому, характеру розподілу та степеню щеплення цементу в затрубному просторі термічними, радіоактивними та акустичними методами;

- виявлення місць припливів і затрубної циркуляції вод у свердловинах електричними, термічними та радіоактивними методами;

- визначення горизонтів, що поглинають воду і контроль гідравлічного розриву пласта термічними і радіоактивними методами;

- визначення рівня рідини, місцезнаходження башмаків обсадних колон і металічних предметів, які залишені в свердловинах при аваріях, глибин розміщення вибоїв свердловин і розв’язок багатьох інших важливих нафтопромислових задач.

Контроль за розробкою родовищ нафти і газу здійснюють за допомогою комплексу різних свердловинних геофізичних досліджень, а саме термометрії, радіометрії, акустичних вимірювань, дебітометрії, витратометрії, резистивіметрії. При цьому вирішують наступні задачі:

- вивчення динаміки зміни водонафтових, водогазових і газонафтових контактів;

- встановлення дебіту та складу флюїдів у свердловинах;

- визначення профілів віддачі та приймання;

- визначення інтервалів прориву нагнітаючих вод;

- встановлення коефіцієнтів нафтовіддачі пластів.

Вибухові, прострілкові та інші роботи у свердловинах:

- перфорація обсадних труб для з’єднання свердловини з пластом;

- відбір взірців порід із стінок пробурених свердловин для уточнення геологічного розрізу;

- торпедування, яке проводиться з різною метою;

- геолого-технологічні дослідження з метою оптимізації процесу буріння свердловини та оперативного дослідження геологічної будови розрізу.