книги / Геофизические исследования скважин

Основные задачи интерпретации данных ГИС-контроля:

—контроль за изменением газо- и нефтенасыщения пластов; ко­ личественная оценка фильтрационно-емкостных параметров, в том числе значений текущих коэффициентов насыщения;

—выделение интервалов притока и поглощения флюида (рабо­ тающих пластов); определение фазовых дебитов в этих интервалах, построение профилей притока и поглощения;

—определение пластовых давлений;

—оценка истинных и расходных характеристик газожидкостной смеси в стволе скважины;

—контроль технического состояния скважин: герметичность заколонного пространства и подземного оборудования; выявление и оценка заколонных перетоков; работа фильтров и перфорированных интервалов и т.п.

В таблице 19 перечислены некоторые отечественные информа­ ционные комплексы, предназначенные для работы с промыслово-гео­ физическими данными, получаемыми при контроле разработки ме­ сторождений нефти и газа.

Та б л и ц а 19. Н екоторы е инф ормационны е комплексы ГИ С -контроля [по А Л . Ипатову, М.И. Кременецкому]

371

При интерпретации данных геофизических исследований в про­ цессе разработки месторождения важна принципиальная комплек­ сность подхода для решения той или иной задачи. Примером комп­ лексного подхода к решению задач контроля разработки является обрабатывающая система «Геккон», ориентированная на обработ­ ку данных по эксплуатационным и наблюдательным скважинам га­ зовых, газоконденсатных, газонефтяных и нефтяных месторожде­ ний, а также подземных хранилищ газа (ПХГ). Примеры типичных задач, решаемых интерпретатором в системе «Геккон» с исполь­ зованием комплекса методов [А. И. Ипатов, М.И. Кременецкий]:

1.Определение дебитов работающих пластов по результатам ме­ ханической (или термокондуктивной) расходометрии с привлечени­ ем термо- и барометрии. В автоматическом режиме определяется распределение плотности и состава двухфазного потока в стволе скважины по барометрии, влагометрии и плотностеметрии.

2.Определение поинтервальных дебитов, пластовых давлений и коэффициентов дросселирования по измерениям расходомера, ма­ нометра и термометра на нескольких установившихся режимах от­ бора.

3.Определение пластовых давлений и фильтрационных парамет­ ров пластов по измерениям расходомера и манометра с привлечени­ ем термометрии при нескольких установившихся режимах эксплу­

атации.

4. Определение по комплексу газогидродинамических исследова­ ний:

—расходных параметров и состава многофазного потока;

—емкостных и эксплуатационных параметров потока;

—дебита газа по расходограмме.

5.Оценка плотности и состава двухфазной смеси по барометрии (или плотностеметрии) с привлечением термометрии.

6.Оценка плотности и состава трехфазной смеси по градиенту дав­ ления (или плотностеметрии) и влагометрии.

7.Совместная обработка данных расходометрии и барометрии (или плотностеметрии) с привлечением термометрии для газожидкостного потока.

Интерфейсом программы предусмотрены запросы у пользовате­ ля значений ряда параметров, используемых при решении отдель­ ных задач (давление, температура, минерализация вод, коэффици­ енты пористости и насыщения для опорных пластов, минералогичес­ кий состав продуктивных пластов и др.). Данные могут быть заимствованы системой из результатов работы блоков, предназна­ ченных для интерпретации других методов или даже тех же мето­ дов, но зарегистрированных в другое время — например, до начала их обводнения или после обводнения.

На рис. 212 показан пример представления результатов некото­ рых видов обработки.

Система «Геккон» является универсальной программой, обеспе­ чивающей не только сложные алгоритмы интерпретации, но и ре-

372

1 7 8 3 . 7

1 7 7 8 . 0 -

1 7 8 0 . 0 -

1 7 8 2 . 0 -

1 7 8 4 . 0 -

1 7 8 6 . 0 -

1 7 8 8 . 0 -

1 7 9 0 . 0 -

F2 ,2

Рис. 212. Выделение работающих интервалов и оценка их дебита в системе «Геккон» [по Н.Н. Марьенко].

дактирование диаграмм (учет результатов метрологии датчиков, увязка глубин, масштабирование цифро-аналоговых диаграмм), их преобразование (дифференцирование, сглаживание, нормализацию и т. п.). Развитие системы автоматизированной обработки данных ГИС-контроля позволило сделать их частью общей системы интер­ претации данных ГИС с использованием стандартных технических возможностей по хранению, поиску и оформлению информации.

К такого рода системам нового поколения относятся: «DV-конт- роль » (Центральная Геофизическая Экспедиция — г. Москва); мо­ дули системы «Камертон»: «Контроль» и «Гидра-Тест» (РГУ НГ им. И.М. Губкина); усовершенствованная система «Прайм» в сово­ купности с модулем «Гидрозонд» (БГУ); зарубежные аналоги: «SPRInt» и «BorFlow» компании Шлюмберже, обрабатывающие комплексы фирмы «Карра Engineering » и др.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какие задачи решают геофизические методы при контроле раз­ работки месторождений нефти и газа?

2.Какие геофизические методы эффективны при контроле обвод­ нения нефтяных пластов в скважинах, обсаженных стальными тру­ бами? Газовых пластов?

373

3.В каких случаях для контроля обводнения могут быть исполь­ зованы методы электрического сопротивления?

4.Какие методы пригодны для количественной оценки текущего коэфициента нефте- и газонасыщения пород во вновь бурящихся скважинах? В скважинах, обсаженных диэлектрическими трубами?

Вскважинах, обсаженных стальными трубами?

5.Какие методы используются для определения состава среды в обсадной колонне? На чем они основаны?

6.Какие методы дают возможность количественной оценки поинтервальных дебитов?

7.Какова область применения термометрии при выделении рабо­ тающих пластов и оценке их дебита?

8.Какова специфика автоматизированных систем для решения задач по контролю разработки месторождений нефти и газа?

Г л а в а XI.

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН

Успешное выполнение геофизических исследований в значитель­ ной мере определяется состоянием скважины и бурового обору­ дования. Скважину для проведения геофизических исследований и работ готовит недропользователь. Требования к состоянию скважи­ ны и оборудования регламентированы «Техническими условиями на подготовку бурящихся скважин для проведения геофизических ра­ бот », «Техническими условиями на подготовку скважин для прове­ дения промыслово-геофизических исследований и других работ при­ борами на кабеле в действующих скважинах» (2001 г.) и действую­ щими нормативными документами по охране труда на эти виды работ. Требования к технологии проведения геофизических работ должны учитываться при составлении проектов на строительство и ремонт нефтяных и газовых скважин, а также планов по контролю за состо­ янием окружающей среды [15].

§ 1. ПОДГОТОВКА СТВОЛА СКВАЖИНЫ И БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ К ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ

Прежде всего должны быть подъездные пути, обеспечивающие беспрепятственный подъезд транспорта с геофизическим оборудо­ ванием к рабочей площадке и его удаление в случае аварийной эва­ куации геофизической станции. В отдельных случаях, когда буре­ ние ведется на удаленных участках в труднодоступных районах, обо­ рудование геофизической партии может быть заблаговременно доставлено и оставлено там на все время бурения скважины. Эти ус­ луги оговариваются договором и оплачиваются заказчиком.

3 7 4

Должна быть подготовлена рабочая площадка размером 10x10 м с шириной прохода не менее 3 м, на которой устанавливаются подъем­ ник и лаборатория. Место для площадки выбирают с таким расче­ том, чтобы была хорошая видимость устья скважины и отсутствова­ ли предметы, затрудняющие спуск прибора и кабеля в скважину. Обычно площадка выбирается перед мостками. На искусственных сооружениях (эстакадах, морских буровых установках — МБУ) гео­ физическое оборудование, аппаратура и материалы размещаются согласно схемам, разработанным и утвержденным совместно недро­ пользователем и геофизическим предприятием с учетом размеров и конструктивных особенностей МБУ [15].

Все посторонние предметы между рабочей площадкой и устьем скважины, мешающие или затрудняющие проведение геофизичес­ ких работ, должны быть удалены. Пол должен быть очищен от буро­ вого раствора, нефти, смазочных материалов. Если пол влажный или скользкий, то его необходимо посыпать песком. Сходни приемных мостков должны иметь ребристую поверхность и поперечные рейки, предотвращающие скольжение обслуживающего персонала; к устью скважин, бурящихся на глинистом растворе, с помощью гибкого шланга должна быть подведена техническая вода (горячая вода или пар при работе в условиях отрицательных температур и при буре­ нии на промывочных жидкостях с нефтяной основой).

Буровой инструмент и инвентарь должны быть закреплены и раз­ мещены таким образом, чтобы не мешать проведению ГИС. Ротор после установки на него блок-баланса следует надежно закрепить, закрыть на задвижку во избежание его поворота; верхний ролик под­ весного блок-баланса надо прочно укрепить на крюке талевого блока над устьем скважины; нижний ролик на специальном приспособле­ нии крепится к основанию буровой установки; направляющий и под­ весной ролики и кабель во время спуско-подъема должны находить­ ся в одной плоскости.

Для подключения станции к силовой сети должен быть смонти­ рован силовой щит с трехфазной розеткой, заземляющим контак­ том и рубильником. В темное время суток геофизические работы про­ водятся при достаточном освещении рабочих мест. В эксплуатаци­ онных нефтяных и газовых скважинах устье должно освещаться прожектором. При освещении устья скважины ниже нормы произ­ водство геофизических работ запрещается.

На буровой должно быть оборудовано помещение для хранения источников ионизирующих излучений и радиоактивных веществ обо­ значенное знаками радиационной опасности. Помещение (площадка) для работ с радиоактивными веществами при использовании метода меченых веществ должно иметь легко съемное и дезактивируемое покрытие и обустроено стоками дезактивационных отходов в специ­ альные емкости или грунтовые приемники для жидких отходов. Ме­ роприятия по подготовке скважины для выполнения методов радио­ метрии должны соответствовать требованиям по установлению режи­ ма радиационной безопасности.

375

В процессе проведения геофизических исследований на скважине должна находиться вахта буровой бригады, которая по согласова­ нию может привлекаться к выполнению вспомогательных работ.

При проведении геофизических исследований другие работы бу­ ровой бригады, связанные с ремонтом бурового оборудования, вклю­ чением лебедки и других силовых агрегатов, выполнением электро­ сварки (в радиусе 400 м), могут осуществляться только с согласия начальника геофизической партии (отряда). Переносить и передви­ гать по полу тяжелые предметы и буровое оборудование, перекаты­ вать трубы вблизи соединительных проводов, кабеля, станции зап­ рещается.

От водопроводной магистрали с помощью резинового шланга к ус­ тью скважины должна быть подведена вода. При работах в зимнее время и в районах с суровыми климатическими условиями к устью скважины подводят пар или горячую воду.

Особое место занимает подготовка ствола скважины. Перед гео­ физическими работами ствол скважины должен быть подготовлен надлежащим образом, чтобы обеспечить безопасное проведение ра­ бот и беспрепятственное прохождение геофизических приборов по всему стволу скважины до забоя в течение времени, необходимого для выполнения всего запланированного комплекса.

Для подготовки ствола скважины необходимо: проработать ствол скважины долотом номинального диаметра с целью ликвидации ус­ тупов, резких переходов от одного диаметра скважины к другому, мест сужения, интервалов развития желобов; привести параметры буро­ вого раствора в соответствие с требованиями геолого-технического наряда, обеспечить стабильность свойств бурового раствора в услови­ ях высоких давлений и температур, присущих данной скважине (в частности, удельное сопротивление не должно изменяться от момен­ та вскрытия пласта до завершения электрометрических работ более чем на 25%); обеспечить однородность раствора по всему стволу сква­ жины, для этого после бурения промывка скважины (циркуляция бу­ рового раствора) должна составлять не менее 2 ч на каждые 1000 м глубины скважины. Вышеуказанные мероприятия по подготовке сква­ жины должны обеспечить беспрепятственный спуск (подъем) сква­ жинных приборов и прострелочно-взрывной аппаратуры.

Запрещается проведение геофизических исследований в сква­ жинах, заполненных промывочной жидкостью содержащей боль­ ше 5% песка или обломков твердых пород, в поглощающих (с пони­ жением уровня более 15 м/ч), переливающих или газирующих сква­ жинах. Работы в скважинах переливающих или газирующих, а также в скважинах заполненных нефтью или промывочной жид­ костью с примесью нефти больше 10%, а также при наличии других осложнений, могут проводиться лишь по особому согласованному решению руководства геофизического предприятия и недрополь­ зователя.

Подготовленность скважины в соответствии с требованиями тех­ нических условий оформляется актом о готовности скважины за под­

3 7 6

писями бурового мастера и геолога. В акте, помимо сведений о конст­ рукции скважины, параметрах бурового раствора, конструкции бу­ рильного инструмента и НКТ, приводятся данные о проработке ство­ ла скважины, о наличии в ней уступов, обвалов, пробок. В акте дол­ жно быть указано, как проходили последние спуски и подъемы инструмента, были ли остановки, посадки, затяжки; состояние назем­ ного оборудования. В этом документе регламентируется максималь­ ный диаметр приборов спускаемых в скважину и максимально раз­ решенная глубина спуска прибора. Акт вручается начальнику партии (отряда) перед началом работ. Начальник партии не имеет права приступать к производству геофизических исследований, не имея в руках акта о готовности скважины.

§ 2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН

Геофизические исследования разрезов нефтяных и газовых сква­ жин всех категорий (каротаж) подразделяют на общие и детальные.

Общие исследования выполняют во всех скважинах по всему раз­ резу, вскрытому бурением. Они обеспечивают:

—разделение разреза на литолого-стратиграфические комплек­ сы и типы (терригенный, карбонатный, хемогенный, вулканогенный, кристаллический), внутри- и межплощадную корреляцию разрезов;

—расчленение разреза на пласты, их привязку по относитель­ ным и абсолютным отметкам глубин, привязку по глубине интерва­ лов отбора керна, интервалов опробований, испытаний, перфорации;

—определение пространственного положения и технического со­ стояния стволов скважин.

В зависимости от решаемых задач исследования подразделяют на промежуточные и заключительные, которые выполняют полным комплексом в заданных интервалах, и привязочные, назначаемые по мере необходимости.

Промежуточные исследования проводят по завершению разбу­ ривания интервалов, намеченных для перекрытия кондуктором, тех­ ническими (технической) колоннами, а также эксплуатационной ко­ лонной выше первого продуктивного или перспективного интервала.

Заключительные исследования проводят по окончании бурения скважины. В глубоких скважинах исследования выполняют в интер­ валах, не превышающих 1000 м.

Привязочные исследования проводят с целью оценки положения текущего забоя относительно стратиграфических реперов, а также привязки к разрезу интервалов отбора керна, опробований и испы­ таний. Для этого используют один-два метода из следующего переч­ ня: СП, ГМ и СНМ, БК (или ИК), профилеметрия.

В таблице 20 приведен комплекс общих исследований единый для всех районов страны. В эксплуатационных скважинах при кус­ товом бурении полный комплекс выполняют в вертикальных сква­ жинах, в наклонных скважинах из него могут исключаться БК, АК, ГГМ-П.

377

Детальные исследования выполняют в продуктивных и перспек­ тивных на нефть и газ интервалах для:

—расчленения изучаемого разреза на пласты толщиной до 0,4 м, привязку пластов по глубине скважины и абсолютным отметкам;

—детального литологического описания каждого пласта, выде­ ления коллекторов всех типов (поровых, трещинных, каверновых и смешанных) и определения их характера насыщения и фильтраци­ онно-емкостных свойств;

—обоснования коэффициентов извлечения и прогнозирования потенциальных дебитов;

—составления технологических схем и проектов пробной и опыт­ но-промышленной эксплуатации и проектов разработки;

—получения исходной информации для мониторинга залежей и месторождений.

Полный комплекс детальных исследований включает постоянную (для всех категорий скважин кроме опорных и параметрических, в разных районах страны) и изменяемую части (табл. 20). Изменяемая часть определяется конкретной геолого-технологической ситуацией

вскважине. Детальные исследования выполняют в минимальный (не более 5 суток) срок после разбуривания продуктивного или перспек­ тивного на нефть и газ интервала. При большой толщине продуктив­ ных (перспективных) пород интервал исследований не должен пре­ вышать 400 м.

При заполнении скважины непроводящей жидкостью (ИБР, ВИЭР, нефть) из комплексов ГИС, предусмотренных в таблице, ис­ ключают ПС, БКЗ, БК, магнитный каротаж, МБК, наклонометрию, ЭК-сканирование [15], выполнение которых невозможно на непро­ водящей жидкости, а также ЯММ, если промывочная жидкость не содержит достаточного количества ферромагнитных веществ, подав­ ляющих сигнал от нее.

Специальные исследования (табл. 20) выполняют для изучения коллекторов сложного строения, которые не удается полностью охарактеризовать материалами обязательного комплекса. Они вклю­ чают повторные измерения при смене скважинных условий:

—методами БК и ИК в процессе формирования зоны проникно­ вения на высокоминерализованной и пресной промывочных жидко­ стях, соответственно, а также при создании избыточного давления на устье скважины;

—на двух промывочных жидкостях, удельные сопротивления ко­ торых отличаются на порядок и более, или когда одна из них содер­ жит нейтронно-поглощающие вещества;

—при продавливании в породы жидкостей, содержащих ис­ кусственные короткоживущие радионуклиды (изотопы);

—в газоносных объектах — повторные измерения НК в течение нескольких месяцев в обсаженной скважине по мере расформиро­ вания зоны проникновения.

Геологическую интерпретацию данных общих и детальных иссле­ дований выполняют непосредственно по завершении скважинных

378

Т а б л и ц а 20. О бязательны е комплексы геоф изических исследований необсаженных скваж ин для реш ения геологи­ ческих и технических задач (по данным [15])

П р и м е ч а н и я : 1 — в нескольких скважинах на площади (месторождении); 2 — во всех поисково-оценочных скважинах, в разведоч­ ных скважинах — при близком расположении сейсмопрофилей; 3 — при кустовом бурении — в вертикальных скважинах кустов; 4 — в разрезах с карбонатными коллекторами; 5 — в поисковых, оценочных и разведочных скважинах при наклоне границ пластов более 5" к оси скважины

работ (оперативная интерпретация) и на этапе подсчета запасов не­ фти и газа (сводная интерпретация).

§3. ПРОВЕДЕНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ВСКВАЖИНАХ

Геофизические работы в скважинах должны проводиться с уче­ том требований «Правил геофизических исследований и работ в не­ фтяных и газовых скважинах» ([1]).

Подготовка к проведению геофизических исследований начина­ ется на базе конторы (экспедиции) с момента получения «Наряда на производство геофизических работ ». Начальник партии уточняет объем работ, знакомиться с результатами выполненных ранее гео­ физических исследований, проверяет комплектность скважинных приборов, результаты их градуировки, состояние оборудования и кабеля, наличие материалов, необходимых для выполнения работ, уточняет маршрут следования к месту работ.

Проведение геофизических работ предусматривает [15]:

—выбор скважинного прибора или сборки приборов (определя­ ется совместно недропользователем и геофизическим предприяти­ ем и указывается в наряд-заказе);

—тестирование наземных средств и приборов;

—формирование описания объекта исследований;

—полевые калибровки скважинных приборов перед исследова­ ниями;

—проведение спускоподъемных операций для регистрации пер­ вичных данных;

—полевые калибровки приборов после проведения исследований. Существенное место в общем комплексе геофизических работ зани­

мают переезды на скважину и возвращение на базу. Геофизическое оборудование и аппаратура транспортируются к месту работ и возвра­ щаются на базу. Основной вид транспорта — автомобили высокой про­ ходимости. Скважины, особенно разведочные, могут располагаться вда­ ли от основной дорожной сети. Поэтому водителям геофизических партий приходится водить автомашины в сложных дорожных услови­ ях при любых погодных условиях, в любое время суток При этом необ­ ходимо своевременно прибыть к месту работы и сохранить оборудова­ ние и аппаратуру в исправном состоянии. Все это требует высокой ква­ лификации водителей геофизических машин, четкой организации труда и большого внимания со стороны начальника партии.

Желательно, чтобы геофизическая партия прибыла на скважину за 2 ч до окончания подъема инструмента. Подъемник устанавлива­ ют на подготовленной площадке на расстоянии 20— 50 м от устья скважины и затормаживают — под колеса подкладывают клинья. Ла­ бораторию и подъемник подключают к сети, заземляют, соединяют между собой соединительными проводами. К кабелю подсоединяют скважинный прибор и проверяют работу всей станции в целом.

Получив «Акт о готовности скважины к производству геофизичес­ ких работ », начальник партии дает распоряжение о начале работ. На

380