ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

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

Рис. 4.19. Визуализируются на имидже ЭМС складки излома в фаменских карбонатных отложениях

Рис. 4.20. Пример выделения разнонаправленной косой слоистости по ЭМС

241

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

Параллельная слоистость определяется, когда поверхности наслоения параллельны, свидетельствует об относительно неподвижной среде, в которой накапливался осадок. Такие условия возникают в озерах или морских бассейнах ниже уровня действия волн и течений.

При рассмотрении слоистости недостаточно указывать только общее название ее типа (косая, волнистая и т.д.), следует отметить и морфологические признаки. Определяя генезис породы, следует учитывать не только характер, но и ряд других признаков, связанных с самим веществом породы и ее органическими остатками.

Для изучения слоистости также используют данные чисто вымытого керна.

Таким образом, имидж микросканера позволяет решать множество задач: определение структурного наклона, сложных элементов разреза, установление фациальной принадлежности отложений, позволяет описатьслоистость и трещиноватостьпороды.

Пример уточнения структуры месторождения

Втектоническом отношении месторождение расположено

ввосточной части Башкирского свода. В 2009 г. в своде Жаворонковской структуры пробурена поисковая скважина 95.

Исследования методом ЭМС проводились на месторождении с начала 2016 г. в трех скважинах. По данным ЭМС угол на-

клона пластов составил 5–6°, азимут юго-восток. Для сопоставления ЭМС с данными сейсморазведки использовалась структурная карта месторождения на кровлю фаменского яруса, поскольку во всех скважинах был исследован горизонт Фм1-а.

На рис. 4.21, а, представлен фрагмент структурной карты месторождения на кровлю пласта Фм на февраль 2016 г., с проектным расположением скважин. Купол расположен в районе скважины 95, единственной на поднятии до 2016 г. После строительства скважин 143, 104 и 124 купол, согласно абсолют-

242

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

ным отметкам, сместился на запад (рис. 4.21, б). Если учесть данные ЭМС, то купол находится на северо-западе от скважины 124. Красной штриховой линией на рисунке указаны вероятные изолинии структуры, согласно данным ЭМС.

Рис. 4.21. Фрагменты структурных карт месторождения по кровле пласта Фм до (а) и после (б) строительства скважин (красными стрелками указаны направления структурного наклона пластов по данным ЭМС)

Метод электрического микросканирования является средством получения большого объема информации – он успешно позволяет уточнять структуру месторождений, дает возможность изучать текстурные особенности терригенных коллекторов, направление русел в терригенных отложениях, позволяет с большей степенью надежности и точности определять геологические и геофизические параметры среды и коллекторские свойства пласта. Метод дает возможность значительно снизить риски при бурении скважин и оперативном планировании разработки месторождения.

243

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

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН

Возросший объем бурения горизонтальных скважин (ГС)

вРоссии и за рубежем выявил ряд особенностей проводимых

вних исследований практически на всех этапах освоения месторождений нефти и газа. В настоящее время таких скважин пробурено большое количество, притом наблюдается значительный рост горизонтального бурения в перспективе. Например, в Вол- го-Уральской нефтегазоносной провинции эксплуатируется уже более 1500 ГС, которыми разрабатываются залежи нефти преимущественно карбонатных толщ.

Для геофизических исследований горизонтальных скважин в зарубежной практике применяются установки с гибкими трубами (coiled tubing), а также каротаж производится непосредственно во время бурения скважин при помощи систем

LWD (logging while drilling). Следует отметить, что из-за низкой

скорости передачи информации по гидравлическому каналу связи систем LWD (5–20 бод) основной объем информации считывается при подъеме бурильного инструмента на поверхность. В последние годы с увеличением длин условно-горизонтальных участков стволов скважин и усложнением их профиля возникает необходимость транспортировки приборов на забой при помощи специальных буксирующих устройств – скважинных тракторов, которые применяются также и для буксировки гибких труб. Известна компания, производящая тракторы – SONDEX (Англия и Дания). Датская компания выпускает тракторы двух типов – для буксировки приборов и гибких труб, притом нижняя (буксирующая) часть устройства остается без изменения. Усилия буксировки, развиваемые при транспортировке приборов с помощью электрического трактора, достигают значений 5 кН, гидравлического – 1,5 кН (1,5 т).

244

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

В России исследования горизонтальных скважин в основном проводятся при помощи автономных технологических комплексов («Горизонт», АМАК «Обь», АМАК – 45, «Алмаз – 2») и кабельных систем (жесткий геофизический кабель, «Латераль2005») (табл. 5.1).

На рис. 5.1 показана схема исследования горизонтальных скважин. Для выполнения геофизических исследований внутри гибкой трубы пропускается геофизический кабель. Необходимо отметить, что гибкая труба на барабане находится в напряженном (сжатом) состоянии. Для доставки геофизических приборов к забоям горизонтальных скважин установки необходимо располагать рядом с устьем скважины, а устройство проталкивания гибкой трубы непосредственно на устье. Для направления трубы над устьем необходимо подвешивать рольганг. Все это исключает одновременное расположение на скважине вышки и бурового оборудования или агрегата для ремонта скважины. Для выполнения работ при помощи установки с гибкой трубой на устье скважины должно находиться только противовыбросовое оборудование. Отечественные геофизические предприятия имеют незначительный опыт исследований горизонтальных скважин гибкими трубами. Известно, что названные исследования в незначительном объеме проводят ОАО «Татнефтегеофизика» и трест «Сургутнефтегеофизика».

Для исследований ГС геофизическими предприятиями применяется жесткий геофизический кабель (ЖГК) или его модификации – кабельные линии. Кабель изготавливается на основе бронированного геофизического посредством нанесения на него дополнительных чередующихся слоев брони из оцинкованной проволоки и полиэтилена (полипропилена), за счет чего ему придается дополнительная жесткость и снижается объемная плотность. При изготовлении кабельных линий нижняя часть кабеля (забойная) за счет прореживания проволок брони получается более легкой по отношению к верхней.

245

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

Таблица 5.1 Сравнительнаятаблица автономных технологических комплексов

Рис. 5.1. Схема исследования горизонтальных скважин по технологии «Латераль»

246

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

Как показывает практика, при помощи указанного кабеля невозможно доставлять приборы с большой массой к забоям скважин с длинами условно горизонтальных участков 100 метров и более. Для выполнения комплекса геофизических исследований (ГИС) при помощи ЖГК на практике, как правило, используют легкие геофизические приборы, предназначенные для исследований рудных скважин, что значительно снижает эффективность ГИС. Следует отметить, что жесткий кабель обеспечивает доставку стандартных скважинных приборов к забоям сильно пологих скважин, а также скважин, зенитные углы в которых не превышают 70–75°.

В последнее время предпринимаются попытки увеличения жесткости кабеля. Это приводит к сложностям его эксплуатации, в частности, к сложностям в намотке кабеля на стандартный барабан лебедки каротажного подъемника. По мнению автора, дальнейшее увеличение жесткости кабеля приведет к росту размеров барабана лебедки подъемника и к необходимости применения оборудования для проталкивания кабеля, т.е. в итоге получится аналог гибкой трубы, что потребует и соответствующего оборудования для принудительного спуска прибора с кабелем.

Свойство кабеля сохранять остаточную деформацию, вызванную намоткой на барабан каротажного подъемника, приводит к неравномерному его движению при спусках и подъемах приборов на наклонно направленном и горизонтальном участках ствола горизонтальной скважины. Жесткий кабель ведет себя, как пружина, периодически сжимаясь и выпрямляясь при спуске и наоборот – вытягиваясь и опять сжимаясь при подъеме прибора. Все это приводит к чередующимся с неравномерным движением остановкам приборов в стволе скважины при выполнении измерений. В итоге при интерпретации полученных данных каротажа возникают большие трудности в увязке глубин и, что самое главное, все это приводит к ошибочным выводам при интерпретации каротажных диаграмм, зарегистрированных за несколько спусков и подъемов в условиях быстро меняющихся

247

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

динамических процессов при возбуждении (освоении) эксплуатационных скважин.

Из приведенной сравнительной характеристики автономных комплексов, применяемых в России для исследований бурящихся скважин, следует отметить низкую разрешающую способность методов насыщения (электрические и электромагнитные), что делает эти методы неинформативными в карбонатном (высокоомном) разрезе. Кроме того комплексы обладают недостаточным набором геофизических методов.

Отдельно следует остановиться на информативности ρк, измеряемых при помощи симметричных градиент-зондов, входящих в состав аппаратурно-методического комплекса «Горизонт». Не углубляясь в подробности технической реализации симметричных зондов комплекса, отметим, что токовые линии между питающими электродами проходят как через породу, так и через трубы бурильной колонны. Это приводит к тому, что при ограничениях на размеры изоляции от бурильной трубы невозможно исключить ее влияние на показания зондов, которое становится значительным при больших значениях отношения удельного электрического сопротивления породы к УЭС промывочной жидкости и увеличивается в зависимости от отношения диаметра скважины к диаметру трубы. Учитывая неоднородность петрофизических и, соответственно, фильтрационноемкостных свойств пластов-коллекторов, можно предположить, что глубина зоны проникновения также обладает латеральной изменчивостью, что в свою очередь наравне с неоднородностью карбонатных отложений оказывает влияние на характер изменения геофизических полей, притом разделить и оценить влияние на них петрофизических неоднородностей и зоны проникновения не представляется возможным. По результатам моделирования установлено, что практически во всем диапазоне измеряемых параметров необходимо учитывать влияние ЗП, а при глубоких зонах, диаметр которых по отношению к диаметру

248

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

скважины больше 8, зонды комплекса практически не чувствительны к сопротивлению пласта, не затронутого проникновением. Другими словами, если в типовой скважине с диаметром ствола условно горизонтального участка 0,144 м глубина зоны проникновения составляет более 0,5 м, измеряемые значения кажущихся удельных сопротивлений пород не будут содержать информацию о характере насыщения изучаемого пласта. Таким образом, на вычисляемые по результатам измерений значения УЭС оказывает влияние большое количество технологических и геологических факторов, часть из которых являются результатом небольшого радиуса исследований зондов вследствие их малой длины. Увеличить глубинность исследований можно только посредством значительного увеличения общей длины симметричных градиент-зондов, теория которых разработана еще в начале 80-х гг. прошлого столетия.

5.1. Проведение геофизических исследований комплексом «Латераль»

Как показывает опыт исследований, более чем в 300 скважинах месторождений Пермского края, Башкортостана, Татарстана, Удмуртии и Западной Сибири в России существует только один технологический комплекс (ТК), обеспечивающий доставку к забоям горизонтальных скважин геофизических приборов и аппаратов независимо от их массы и длины – «Латераль». Комплекс обеспечивает доставку приборов к забоям как бурящихся, так и эксплуатационных ГС при помощи насоснокомпрессорных труб (НКТ) малого диаметра (33, 42 мм), сборка и спуск которых производится по стандартным технологиям. Электрическая связь с предварительно спущенным в скважину на трубах прибором выполняется при помощи закрепленного на геофизическом кабеле специального устройства осуществления электрической связи («мокрый контакт»), крепление колонны

249

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

НКТ к геофизическому кабелю производится при помощи кабельного зажима. Как правило, для производства работ используется кабель с повышенными значениями разрывных усилий

(110–120 кН).

Расчет усилий доставки приборов на забой (необходимого количества труб) производится при помощи программы «Латераль-расчет», учитывающей профиль и конструкцию скважины, литологию, свойства промывочной жидкости, характеристики кабеля и приборов.

На рис. 5.2 перечислены приборы, разработанные для исследований действующих эксплуатационных скважин. Отметим, что к наиболее надежным и информативным следует отнести приборы АГАТ – КГ42 (ОАО НПФ «Геофизика»). Также отметим, что расходомеры российского производства в том исполнении, в котором получаем их от производителя, не работают.

Рис. 5.2. Приборы по исследованию горизонтальных скважин

250