ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Аппаратура цифровая комплексная скважинная «Сова-3»

(рис. 2.15) предназначена для исследований скважин в процессе их эксплуатации или ремонта и служит для одновременного комплексного измерения мощности экспозиционной дозы гаммаизлучения горных пород (ГК), давления (Р), температуры (Т), проводимости (R), влагосодержания (W), мест притока и поглощения (СТИ) скважинной жидкости, локации муфт и перфорированных отверстий (МЛМ). Широко используется для проведения контроля перфорации.

Рис. 2.15. Устройство комплексного прибора «Сова-3»

Контроль проведения гидроразрыва пласта

Воздействие на нефтяные пласты методом гидравлического разрыва (ГРП) в настоящее время выполняется повсеместно.

Наибольшее распространение для контроля ГРП получили методы:

–ВАК-Д – волновой акустический каротаж дипольный;

–ГАКЗ – глубинное акустическое зондирование;

–АКЦ-С – акустическая цементометрия сканирующая. Данный комплекс акустических методов позволил при про-

ведении двукратного исследования скважины (до и после ГРП) получить всестороннее представление о изменениях, происходящих с пластом и скважиной, в результате воздействия на них.

161

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 2.16. Определение интервалов перфораций комплексным прибором «Сова»

162

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Метод волнового акустического каротажа дипольного –

регистрирует волновое поле и содержит в себе разные типы упругих волн, основными из которых являются: продольная (Р), дипольные поперечные волны (S–X и S–Y) и волна Стоунли. Характеристики волн (кинематические, амплитудные, частотные) несут в себе информацию о свойствах среды.

Метод глубинного акустического зондирования позволяет провести исследования дальней и ближней зоны околоскважинного пространства. Основными параметрами являются средние энергии волнового сигнала, рассчитанные во временных окнах.

Метод акустической цементометрии сканирующей позво-

ляет определять типы дефектов цементирования – зазоров, каналов и разрывов. Метод работает в сканирующем режиме и основан на приеме преломленных волн.

П р и м е р . По данным ВАК-Д (рис. 2.17):

–по данным дипольных зондов Х и У (см. колонка «ВАК–Д, диполи Х–У», кривая Кдиф. – DTS Х–У) существенных изменений

всвойствах породпосле проведения ГРПне наблюдается;

–при сравнении измерений затуханий волны Стоунли (см. колонка «ВАК-Д, волна Стоунли», кривая отношений Alpha_St) наблюдается увеличение проницаемости после ГРП. Однако методами глубинного акустического зондирования и диполями волнового акустического каротажа увеличение проницаемости именно пород не подтверждается, а связано оно с появлением трещин в цементном камне(см. «АКЦ-С», разверткапосле ГРП).

По данным ГАКЗ:

–при сравнении исследований глубинного акустического зондирования до и после ГРП существенных изменений не наблюдается.

По данным АКЦ-С:

–при сравнении исследований до и после проведения ГРП наблюдается ухудшение состояния цементного камня по всему интервалу исследования (появление новых объемных

163

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 2.17. Результаты исследований комплексом акустических методов АКЦ-С, ВАК-Д и ГАКЗ до и после ГРП

164

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

и контактных дефектов), особенно в интервалах: 2109,0–2115,0, 2117,0–2122,5, 2131,5–2147,0 м.

Выводы: в скважине в результате проведения гидравлического разрыва пласта произошли изменения только на границе «колонна – цемент» и в цементном камне. Существенных изменений за границей цементного кольца не наблюдается.

Примечание. При освоении скважины свабированием и определении профиля притока после ГРП отмечается:

–интервал перфорации 2132,0–2136,5 м – не работает;

–интервал перфорации 2138,0–2141,0 м – дебит жидкости

не определен (ниже чувствительности РМ).

Выводы:

–сопровождение работ по ГРП комплексом акустических методов АКЦ-С, ВАК-Д и ГАКЗ позволяет оценить качество их выполнения;

–метод АКЦ-С позволяет вести более детальную оценку качества цементирования, в отличие от стандартного АКЦ;

–метод ВАК-Д позволяет по кинематическим, динамическим и частотным характеристикам продольных, поперечных и St-волн оценить эффективность ГРП;

–метод ГАКЗ позволяет решить задачу изучения характеристик пород на расстоянии до трех метров от ствола скважины. Стандартный комплекс ГИС обладает малой глубинностью исследования (до 0,5 м) и регистрирует интегральные характеристики околоскважинного пространства.

Данный комплекс акустических методов является оптимальным и позволяет при проведении двукратного исследования скважины (до и после ГРП) получить всестороннее представление о текущих свойствах и изменениях, происходящих с пластом

искважиной. Отсутствие хотя бы одного метода из разработанного комплекса сказывается на выдаче качества заключения по контролю за ГРП, так как происходит потеря информации.

165

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Контроль разработки нефтяных и газовых месторождений включает комплекс геофизических исследований в скважинах, размещенных в пределах эксплуатируемой залежи.

Высокие темпы нефтедобычи на месторождении достигаются за счет внедрения интенсивных методов разработки с под-

держанием пластового давления при законтурном и внутрикон-

турном заводнении. Поэтому вопросы контроля и регулирования процессов разработки с целью получения максимально возможного коэффициента нефтеотдачи приобретают первостепенное значение.

3.1. Задачи контроля разработки месторождений, методы и технология их решения

Основные методы ГИС используются для решения следующих задач:

–изучения процесса выработки запасов залежей нефти;

–диагностики состояния нефтяных пластов и скважин;

–оценки эффективности применения различных методов повышения коэффициента нефтеизвлечения.

Геофизические исследования, результаты которых используются для контроля обводнения залежей нефти и газа, можно разделить на три группы.

Первая группа включает исследования в необсаженных

скважинах, пробуренных после значительного периода разработки залежи. Основной метод исследования – электрокаротаж.

Вторая группа – геофизические исследования в интервале коллекторов в обсаженных скважинах, в основном нейтронными методами.

166

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Третья группа объединяет методы ГИС, позволяющие осуществлять контроль обводнения коллекторов по изменению состава жидкости и скорости потока по стволу работающей скважины в интервале пластов, вскрытых перфорацией.

Метод электрометрических исследований в необсажен-

ных скважинах позволяет на любой стадии разработки нефтяной залежи определять положение ВНК и расчленять разрез пласта на нефтенасыщенные и водонасыщенные или заводненные интервалы по различию их электрических сопротивлений.

На практике применение электрометрии на поздней стадии разработки нефтяных пластов ограничивается тем обстоятельством, что основная информация, получаемая с помощью электрометрии, поступает по скважинам только в период разбуривания залежей боковыми стволами. При этом при замещении вытесненной нефти пресной водой резко снижается эффективность электрометрических исследований из-за слабой дифференциации их по электрическому сопротивлению.

Методы радиометрических исследований скважин

По сравнению с методами электрометрии обладают рядом преимуществ. Важнейшее из них заключается в том, что радиометрические исследования могут проводиться в обсаженных скважинах и поэтому позволяют осуществлять многократные исследования нефтяных пластов, что очень важно для контроля подъема ВНК и характера выработки запасов нефти во времени.

В промысловой практике нашли применение следующие модификации радиометрических исследований скважин:

–импульсный нейтрон-нейтронный метод (ИННМ);

–спектральный нейтронный – гамма-метод по хлору

(СНГК-Сl);

–спектральный нейтронный – гамма-каротаж по кислороду и углероду (С/О).

Достаточно надежные результаты определений насыщения по ИННК получаются при вытеснении нефти водой высо-

167

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

кой минерализации и исследовании пластов, не вскрытых перфорацией.

Показания спектральных методов меньше зависят от минерализации закачиваемых вод и в настоящее время внедряются

впроизводство.

Впластах, вскрытых перфорацией, эффективность радиометрических методов также снижается, однако в динамическом режиме (при работе насоса) и закачке меченых жидкостей можно выделять работающие интервалы.

Наибольший объем исследований в производстве выполняется для решения задач, связанных с диагностикой пластов и скважин, которая включает в себя:

– определение эксплуатационных характеристик продуктивного пласта;

– контроль технического состояния скважины;

– контроль работы насосно-подьемного оборудования.

Основные методы, используемые при диагностике:

– методы состава(влагометрия(ВЛ), резистивиметрия(РЗ));

– методы расхода (РГД, СТИ);

– термометрия (ВТ);

– барометрия (БМ);

– шумометрия;

– методыпривязки(локатормуфт(ЛМ), гамма-каротаж(ГК)). Термометрия используется для выделения работающих (отдающих и принимающих) пластов, выделения заколонных

перетоков, мест негерметичности и т.д.

Расходометрия (гидродинамическая) – для определения профиля приемистости и отбора жидкости, внутриколонных перетоков.

Расходометрия (термокондуктивная) – для выявления интервалов притока и мест негерметичности колонны.

Барометрия – для определения гидродинамических па-

раметров пластов Рпл, Рзаб, оценки плотности флюида в стволе скважины, определения глубины динамического уровня жидкости и забоя скважины.

168

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Методы состава (резистивиметрия, влагометрия) используются для определения нефте-, газо-, водопритоков и динамических уровней (НВР) в скважине.

Объем исследований и круг решаемых задач диагностики термометрией наибольшие, что обусловлено высокой информативностью метода. Это позволяет считать термометрию одним из основных методов в комплексе ГИС.

Высокая информативность в свою очередь связана с высокой чувствительностью термометра к различного рода изменениям состояния скважины и пластов. В этом достоинство и недостаток метода.

Для обеспечения эффективной диагностики скважин и пластов по ГИС необходимо знание физических и методических основ методов.

Термометрия– первый метод ГИС. В 1906 г. Д. Голубятников начал измерения термометром на Бакинских нефтяных месторождениях. Им был проведен анализ и написан отчет об эффективностиданногометодапривыделениипродуктивных пластов.

В1930 г. – В.Н. Дахнов первый сконструировал электрический термометр.

В1960 г. – Э. Чекалюком и соавт. были разработаны теоретические основы и методики интерпретации термодинамических эффектов в скважинах.

С 1970 г. – началось широкое применение термометрии

внефтяных скважинах.

Внастоящее время разрабатываются методы инфокрасной (бесконтактной с жидкостью) и волоконно-оптической (лазерной) термометрии.

Диагностика осуществляется в течение всей «жизни» скважины: при заканчивании, эксплуатации и ремонте.

При этом технология решения задач включает три части: методику исследований, средства и методы измерений, методику интерпретации.

Методические особенности решения задач зависят: от ти-

па скважины, режима работы, условий измерений.

169

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

С точки зрения методических особенностей решения задач скважины можно классифицировать следующим образом:

–простаивающие – неперфорированные (контрольные и наблюдательные и в ожидании перфорации после бурения) и перфорированные (пьезометрические, в ожидании КРС), для них характерны стационарныетемпературные поля;

–действующие – добывающие (фонтанные, ШГН, ЭЦН, газлифтные) и нагнетательные (закачка воды, газа, тепла), для которых постоянное температурное поле сохраняется длительное время;

–осваиваемые (скважины после бурения и КРС) – которые нельзя отнести ни к простаивающим, ни к действующим, поскольку они содержат в себе режимные элементы скважин различных категорий (нагнетание, остановка, приток), но только очень короткий промежуток времени (неустановившийся режим). Исходя из категорий скважин, ГИС для получения информации проводят в свободной колонне, через межтрубье, в НКТ на различных режимах работы скважины.

По способу регистрации геофизических параметров (Т, Q

идр.) измерения осуществляются по всему стволу скважины, на точках, на фиксированной глубине

Методика исследований и интерпретации термометрии зависит от типа используемых температурных полей.

Для обеспечения эффективности диагностики скважин с учетом многообразия факторов, влияющих на распределение температуры, идругихпараметровразрабатываютсярегламенты.

Цель регламента:

–определение стандартного комплекса задач;

–стандартные требования по подготовке скважины для проведения ГИС;

–оптимизациянабораметодови технологических операций;

–стандартизация формы заключения (рис. 3.1).

Пример технологической карточки проведения ГИС при компрессорном опробовании скважин приведен на рис. 3.2.

170