книги из ГПНТБ / Заворотько Ю.М. Методика и техника геофизических исследований скважин учеб. пособие

засолоыяют раствор до концентрации 2—4 г/л и сразу записывают кон­ трольную кривую. После этого в скважину начинают наливать прес­ ную воду. Скорость налива должна находиться в пределах от 0 до 2 л/с, что обеспечивается при помощи специального регулировоч­ ного бака с водомерным устройством, через который вода из емкости поступает в скважину. Одновременно с началом налива записывают серию кривых рс, которые фиксируют перемещение контакта между двумя растворами различной концентрации.

Так как с глубиной скорость перемещения контакта замедляется, интервал времени между последующими замерами увеличивается от 2—3 до 60—180 мин. Регистрацию производят до тех пор, пока граница раздела не опустится до забоя или не остановится против кровли нижнего водоупора. При этом глубины скважины точно определяют по меткам на кабеле, времена замеров фиксируют в жур­ нале.

Аналогично можно определить и места повреждения обсадных колонн. В скважинах, в которых понижение столба раствора недо­ пустимо, например в газовых, поглощающие пласты выявляют мето­ дом продавливания. При этом заливают раствор, резко отличающийся по удельному сопротивлению от раствора в скважине (фиксирован­ ная жидкость). Высота столба фиксированной жидкости должна со­ ставлять 50—100 м. При помощи резистивиметра наблюдают за пере­ мещением контакта двух растворов после каждого продавливания. Место поглощения определяют по прекращению перемещения кон­ такта, несмотря на дальнейшую закачку фиксированной жидкости. Аналогичным способом устанавливают места свободного поглощения бурового раствора в разведочных скважинах. Время между замерами определяют в опытном порядке, исходя из конкретных условий.

При всех видах работ кривые рс записывают в масштабе глубин 1 : 200. Масштаб кривой рс выбирают опытным путем на каждой скважине, исходя из величины сопротивления бурового раствора, чтобы кривая отстояла от нулевой линии не менее чем на 2—3 см. В случае определения притока пресных вод масштаб рс должен быть таким, чтобы до засолонения раствора в скважине отклонение кривой от нулевой линии занимало 3/4 ширины диаграммной ленты. При за­ писи последующих кривых его не изменяют.

§ 12. ТЕХНИКА РАБОТ

При измерениях скважинным резистивиметром на трехжильном кабеле обычно пользуются схемой однополюсного зонда.

В случае работы аппаратурой КСП-1 на станции АКС/Л-7 кривая рс записывается в первом цикле измерений третьим каналом фото­ регистратора, а на станциях АКС/Л-64 и АКС/Л-7 переключатель «Зонд; малый зонд; микрозонд» на панели управления (см. рис. 8) переводят в положение «Микрозонд», силу тока в цепи AB резисти­ виметра устанавливают 5—10 мА и кривую рс записывают при коэф­ фициенте ослабления 20—50. Масштаб ее устанавливают по откло-

62

временно при работе на станциях с фотозаписью проверяют сопро­ тивление измерительной цепи и переходят на измерение разности потенциалов. Слишком долго держать включенной токовую цепь лабораторного резистивиметра не рекомендуется, так как под дей­ ствием электрического тока раствор нагревается, а это требует но­ вого определения р0.

Коэффициент резистивиметра любого типа определяют по формуле

Измерения резистивиметром на скважине проводят в соответствии с рассмотренными выше методическими положениями.

Диаграммы резистивиметрии считаются хорошего качества при соблюдении следующих требований.

1.Измерения в скважине выполнены в соответствии с вышерас­ смотренными методическими положениями предварительно проэталонированным резистивиметром.

2.Погрешность измерений, определяемая по сходимости сопро­ тивления промывочной жидкости, выполненных в одной емкости скважинным и поверхностным резистивиметром, не превышает 20%

внефтяных и газовых скважинах и 10% — в других скважинах [50].

3.Погрешность при определении глубин в случае гидрокаротаж­ ных исследований не превышает удвоенных значений погрешностей для угольных и рудных скважин [50], а в нефтяных и газовых сква­ жинах соответствует требованиям § 5.

Остальные требования см. пункты 6, 7, 17—19 § 10.

Г л а в а III

МИКРОЗОНДИРОВАНИЕ

§ 13. МЕТОДИКА РАБОТ

Микрозондирование заключается в измерении рк горных пород зондами очень малой длины, электроды которых укреплены на обрезиненном башмаке и прижимаются рессорой к стенкам скважины.

В практике геофизических исследований скважин применяют микроградиент-зонд AO,025MO,O25N и микропотенциал-зонд А0,05М. Результаты микрозондирования служат для детального расчленения геологического разреза скважины, выделения пластов-коллекторов и оценки эффективной мощности продуктивных горизонтов, опреде­ ления пористости и трещиноватости пород, уточнения интервалов отбора проб, перфорации и других целей.

Поскольку радиус исследования микроградиент-зонда (МГЗ) не превышает 4 см, а микропотенциал-зонда (МПЗ) 10—12 см, МГЗ против пластов-коллекторов изучают в основном удельное сопроти­ вление глинистой корки и некоторую часть промытой зоны, а МПЗ — удельное сопротивление пород в пределах промытой зоны, в которой основным флюидом являётся фильтрат бурового раствора, а в нефтя­ ных и газовых пластах — также остаточные нефть и газ. Так как

64

в большинстве случаев удельное сопротивление промытой зоны больше сопротивления глинистой корки, то против пластов-коллекторов рк ыикропотенциал-зонда превышает рк микроградиент-зонда, т. е. пла­ сты-коллекторы характеризуются положительным приращением рк.

В пластах-коллекторах, насыщенных минерализованными водами (например, в рыхлых песчаниках, в которых отсутствует проникно­ вение раствора), имеет место отрицательное приращение р!(, т. е. Рк мгз ^>РкМПЗТо же самое наблюдается также против непрони­ цаемых пластов высокого сопротивления, что объясняется утечкой тока вдоль скважины [5]. Против непроницаемых пластов невысо­ кого сопротивления (глины, аргиллиты, глинистые сланцы), а также против интервалов скважины с увеличенным диаметром рк, измеря­ емое обоими зондами, будет одинаково.

Точкой записи кривой ркщГз является середина между электро­ дами М г и N r, а Ркмпз — электрод М п, т. е. точки записи кривых обоих зондов практически совпадают. В нефтяных и газовых сква­ жинах кривые микрозондов записывают в интервале проведения Б КЗ в масштабе глубин 1 : 200.

. В зависимости от удельного сопротивления горных пород и буро­ вого раствора масштаб кривых выбирают от 0,5 до 2 Ом*м/см (чаще 1 Ом-м/см), при которбм отклонение кривых от нулевой линии со­ ставляет не менее 0,5 см, если при температуре пласта рк ^ 0,2 Ом-м.

Поскольку кривые микрозондов получаются слишком дифферен­ цированными, что обусловлено тонкими неоднородностями в пластах и неровностями стенок скважины, то при скорости записи, превыша­ ющей оптимальную, пишущие устройства вследствие их инерцион­ ности (особенно при работе с регистратором ПАСК) не будут успе­ вать с достаточной степенью точности регистрировать величины из­ меряемых сопротивлений; к тому же при большой скорости не будет обеспечиваться надежный контакт башмака микрозонда со стенками скважины. Поэтому при резких изменениях рк в продуктивной части разреза скорость измерений уменьшают до 500—600 м/ч. Обычно скорость измерений для каждой станции и геологического разреза выбирают в опытном порядке, руководствуясь теми же положениями, что и при работе с обычными зондами. На станциях с фотозаписью скорость измерений не должна превышать 1000 м/ч, а на станциях типов АЭКС и ОКС не более 600—700 м/ч.

Глубины на диаграммах микрозондов определяют так же, как и при работе с обычными зондами.

Для контроля качества измерений дублируют запись обоими зон­ дами на интервале не менее 50 м, при повторном каротаже выпол­ няют перекрытие ранее каротируемого интервала по глубине не ме­ нее 50 м. Запись в колонне в интервале 20 м является обязательной.

§ 14. ТЕХНИКА РАБОТ С АППАРАТУРОЙ МДО-2

Аппаратура МДО-2 (рис. 20) позволяет производить одновремен­ ную запись кривых микрозондов АО,025M0,025N и А0,05М, что обусловлено применением в каналах частотной модуляции (несущая

цепь

IА

гМд

_3_-Ч-],мпз

^ЧіЗ

5*

частота канала микроградиеит-зонда 25,7 кГц, микропотеицйалзоида — 14 кГц). Скважинный прибор МД0-2 работает с панелью КСП-1 и генератором УГ-1 (см. рис. 16, 17).

Проверка аппаратуры на базе

Мпкрозопд подсоединяют к кабелю, жилы ЦЖК и OR коллек­ торного провода соединяют с соответствующими гнездами панели КСП-1. Токовую и измерительные цепи микрозоида подключают к магазинам сопротивлений (рис. 21). Такую схему можно выполнить

При этом срабатывает реле Р2, контактная группа которого Р2/1 включит питание на обмотке реле Р4—Р6. Контактная группа реле Р6И обеспечивает автоблокировку включения указанных реле, а контактные группы реле Р4/1 и Р5/1 (см. рис. 20) подключают муль­ тивибраторы на регистрацию «нуль-сигнала», компенсация которого осуществляется регулированием резисторов R63 и R64 «Компенса­ ция» на панели КСП-1. При этом пишущие устройства регистриру­ ющих приборов каротажных станций устанавливают корректорами нуля в нулевое положение. В позиции «нуль-сигнал» частотомером и электронным осциллоскопом проверяют работу преобразователей каждого канала скважинного прибора.

При длительном нажатии кнопки «Коммутация» (3 с и более) срабатывают контактные группы реле P2U и Р1/1, которые включают

,питание на обмотки реле- РЗ—Р6. Контактная группа реле P3U автоблокирует обмотку реле РЗ и подключает входы преобразова­ телей к эталонному резистору R1, на котором выделяется напряже­ ние стандарт-сигнала. Включение позиции стандарт-сигнала при на­ жатой кнопке сопровождается отклонением вправо стрелок прибо­ ров каналов I и II панели КСП.

При положении «1/5» тумблеров В1 и В2 «Чувствительность» потенциометрами R43 и R44 «Фаза», а при необходимости и потен­ циометрами R9 стрелки миллиамперметров панели КСП-1 выводят на деления шкал «1» или «0,8».

68

Величина напряжения стандарт-сигнала в каналах обоих мнкрозондов соответствует эквивалентному рк = 80К (К — коэффициенты зондов) при токе 5 мА в цепи AB. При удалении перемычек с рези­ сторов R8 и R6—R8 (см. рис. 20) сила тока в цепи AB уменьшается соответственно в 2,5 и 5 раз и, следовательно, рк = 200К и рк = = 400Я.

Для определения точного значения эквивалентного сопротивле­ ния стандарт-сигнала і?сс изменениями постоянной по напряжению т в измерительных каналах станции при позиции «Стандарт-сигнал» задают пишущим устройствам максимальные отклонения в преде­ лах шкал регистраторов и переходят к замеру рк. Вводят на магази­ нах такие сопротивления, при которых отклонения пишущих уст­ ройств будут соответствовать отклонениям от . стандарт-сигнала. Отсчитанные на магазинах сопротивления соответствуют сопротивле­ нию і?сс стандарт-сигнала (обычно 80 Ом). При этом для обоих зон­ дов величины R 0 могут отличаться незначительно, что обусловлено несоответствием числа витков в обмотках входных трансформаторов зондов их расчетному значению.

Определив коэффициенты микрозондов, устанавливают масштабы записи кривых в соответствии с формулой [5] и строят передаточные характеристики каналов рКВых = / (Рквх)- Порядок выполнения работы здесь такой же, как и с прибором КСП.

Определение коэффициента микрозондов

Изменение коэффициентов микрозондов обусловлено теми же причинами, что и коэффициентов резистивиметров. Однако основную роль здесь играет изменение формы и размеров электродов и баш­ мака вследствие их истирания о стенки скважины, поэтому К микро­ зондов при систематической работе определяют не реже одного раза в месяц. При этом микрозонд помещают в среду с известным удель­ ным сопротивлением рэ (измеряется лабораторным резистивиметром) таким образом, чтобы его башмак находился от стенок металлической ванны (или колодца) на расстоянии не менее 40 см.

При позиции «Стандарт-сигнал» стрелки миллиамперметров па­ нели КСП-1 выводят на всю шкалу и переходят к измерению рэ. Изменением постоянной но напряжению в измерительных каналах станции устанавливают отклонения пишущих устройств в соответ­ ствии с задаваемым масштабом [(формула (3)] и переходят на измере­ ние отклонений от стандарт-сигнала. Полученные отклонения ис­ пользуют для установки масштаба записи кривых при работе на скйажине. Таким образом, в данном случае не обязательно знать величины коэффициентов микрозондов.

Однако численные значения К микрозондов можно определить следующим образом. По отклонениям пишущих устройств устанавли­ вают масштабы записи кривых обоих зондов в среде с известным рэ и переключаются на замер стандарт-сигнала.

69

Перед началом измерений электроды микрозоида просушивают и при увлажненной изоляции подводящих жил определяют сопро­ тивление изоляции каждого электрода относительно корпуса, кото­ рое должно быть не менее 2 МОм.

Перед спуском прибора в скважину электроды А и В закорачи­ вают Между собой перемычкой, включают питание скважинного при­

После этого выключенный прибор опускают в скважину ниже уровня раствора, включают питание, проверяют работу схемы по нуль-снгналу и стандарт-сигналу, устанавливают масштаб записи кривых, фиксируя контрольные сигналы на ленте. При переходе к записи рк на диаграмме отмечают нулевые положения пишущих устройств. В призабойной части скважины проверяют контрольные сигналы и переходят к записи кривых, соблюдая необходимую ско­ рость подъема прибора. Запись кривых по всему интервалу иссле­ дований н в колонне, контрольные измерения и перекрытие ранее проведенных измерений выполняют так же, как и при электрокаро-, таже обычными зондами.

Изменение масштаба записи кривых производят в следующих случаях: 1) когда кривые не поместились в пределах ширины до­ рожки записи или подходят к нулевой линии ближе чем на 0,5 см; 2) когда измеряемые рк превышают 40 Ом-м (при этом масштаб изменяют уменьшением силы тока в цепи AB).

В конце измерений на диаграммах фиксируют те же сигналы, что и перед спуском прибора на забой.

Оценка качества диаграмм

Диаграммы микрозоидов снабжаются таким же заголовком, как и диаграммы стандартного каротажа.

Полученные кривые считаются качественными при соблюдении следующих требований:

1)кривые должны быть записаны в соответствии с методическими положениями § 14;

2)качество кривых должно соответствовать требованиям пунк­ тов 2, 3, 5, 7, 9, 17—19 § 10;

3)погрешность измерений не должна превышать 8% от измеряемой

величины; погрешность определяют по результатам контрольных перекрытий против однородных коллекторов, плотных пластов мощ-

70

ностыо более 1 м, однородных глин и больших каверн (см. § 13) 150];

4)допустимое смещение нулевых линий КС обоих зондов, прове­ ряемое по записи в колонне, не должно превышать 2 мм;

5)стабильность стандарт-сигнала должна составлять 3%.

Г л а в а IV

БОКОВОЙ КАРОТАЖ

§ 15. МЕТОДИКА РАБОТ

Боковой каротаж (БК) является модификацией метода КС и при­ меняется в трехэлектродиом и семиэлектродиом вариантах [30, 41]. Наибольшее распространение в практике каротажа получила трех­ электродная установка (аппаратура АБК-3, ТБК).

Кажущееся сопротивление, измеренное методом бокового каро­ тажа, определяется по формуле

Так как сила тока /„ центрального электрода А 0 поддерживается постоянной авторегулятором, то измерение рк сводится к записи разности потенциалов AU между экранным электродом и удаленным от зонда на 10 м электродом N (аппаратура ТБК).

Коэффициент трехэлектродного зонда БК рассчитывают по фор­ муле

ширина изоляционного промежутка между А 0 и экранным электро­

и заполнении скважины раствором повышенной минерализации обычные зонды дают слабо дифференцированные кривые с большим занижением рк, что связано с утечкой тока по стволу скважины.

Вбоковом каротаже все три электрода зонда имеют одинаковые электрические потенциалы, благодаря чему ток электрода А 0 фоку­ сируется в пределах узкого слоя, равного длине электрода А 0и пер­ пендикулярного к стенкам скважины, поэтому измеряемое рк опре­ деляется сопротивлением породы, заключенной внутри этого слоя.

Впластах неограниченной мощности без проникновения и с неболь­ шим понижающим проникновением (D < 2d, где D — диаметр зоны проникновения, d — диаметр скважины) измеренное кажущееся сопротивление в боковом каротаже близко к истинному. Так, на­ пример, при D = 2d КС получается заниженным на 15—20% по

71

сравнению с КС двухслойной среды 120]. Значительное снижение

сопротпвление раствора в скважине) кажущееся сопротивление со­ ставляет около 40% от значения рк двухслойной среды.

В пластах неограниченной мощности даже при неглубоком повы­ шающем проникновении (D = 2d) измеряемое рк превышает в 3 раза кажущееся сопротивление неизменной части пласта, а при D > 8 d рк почти полностью определяется величиной рэ п .

Влияние пласта ограниченной мощности на показания бокового каротажа сравнительно невелико, однако оно становится значитель­ ным при понижающем проникновении в пластах мощностью h ■< 4d II малых отношениях удельных сопротивлений вмещающих пород и скважины рвм/рс- Если, например, при D = 8d в пласте неограни­ ченной мощности (рз п = 10рс, рп = ЮОрс) кажущееся сопротивле­ ние составляет 33% от сопротивления неизменной части пласта, то в пласте мощностью h = 4d — всего 13%.

Как следует из рассмотренных примеров, основное влияние на величину рк в боковом каротаже оказывают породы, непосредственно примыкающие к стенкам скважины.

Трехэлектродный боковой каротаж имеет определенные преиму­ щества перед обычной модификацией метода КС, которые сводятся

кследующему:

1)благодаря фокусировке тока значительно уменьшается влия­ ние скважины и конечной мощности пластов;

2)в пластах без проникновения и при небольшом проникнове­ нии измеренные рк близки к истинным;

3)искажающее влияние соседних пластов незначительное;

4)более четкое расчленение неоднородных пластов, сложенных прослоями высокого сопротивления.

Боковой каротаж применяют прежде всего в скважинах с мине­

рализованным буровым раствором (рс < 0,3 Ом-м) при изучении однородных и неоднородных малопористых и карбонатных пластов высокого сопротивления. Он позволяет более детально расчленить геологический разрез скважины, вместе с данными других зондов помогает выделить пласты-коллекторы, уточнить их строение и удель­ ное сопротивление, а при глубоком проникновении — приближенно оценить удельное сопротивление зоны проникновения.

При очень высокой минерализации фаствора и частом чередова­ нии пластов, удельное сопротивление коллекторов определяется только по боковому каротажу.

Диаграммы БК записывают в масштабе глубин 1 : 500 по всей скважине и в масштабе 1 : 200 — в интервале проведения БКЗ. Мас­ штаб записи кривой БК выбирают таким, при котором против водо­ носных коллекторов удельного сопротивления рк sc 1 Ом-м ампли­ туды аномалий составляют не менее 1 см. Масштабы записи кривых устанавливают по отклонениям бликов гальванометров

72