На практичну і лабораторну. Свердловина як об'єкт розвідки надр і геофізичних досліджень.

Свердловина довгі роки, та і зараз є найважливішим джерелом інформації про будову надр і місцезнаходження корисних копалин, а також єдиним технологічним способом видобутку нафти і газу. Залежно від глибини і призначення свердловин буріння проводиться механічними, роторними, турбобуровими і іншими способами.

До створення ГДС для геологічної документації вівся відбір зразків порід (керна) або безперервно через кожні декілька метрів буріння, або поінтервально. Кожен відбір керна супроводжувався підйомом всього бурового інструменту. Це різко збільшувало вартість і час буріння. Непряму інформацію про пройдені породи дає бурова рідина (глинистий розчин або вода), яка під тиском подається в свердловину і безперервно витягується разом з подрібненою буровим інструментом породою. Застосування ГДС після закінчення буріння забезпечило можливість проходки свердловин суцільним забоєм, без підйому бурового інструменту або з підйомом для відбору керна лише на опорних ділянках розрізу. В результаті різко зменшується час буріння і його вартість, оскільки каротажні роботи займають декілька днів, тобто час в сотні разів менший, ніж буріння.

У ході або після буріння свердловин їх обсаджують сталевою колоною труб або тільки зверху (десяток метрів), або на всю глибину (при бурінні глибоких структурних і нафтогазонасичених свердловин). Додаткове зміцнення стінок здійснюється їх цементацією або глинизацією. Проникаючи в тріщини і пори гірських порід, цемент, глина або бурова рідина міняють фізичні властивості порід, що вносить спотворення до результатів ГДС. Наявність обсадних колон робить неможливим проведення електромагнітних досліджень в свердловинах, але виконанню ядерно-фізичних, сейсмо-акустичних і технологічних робіт не перешкоджає. Не дивлячись на широке використання ГДС, особливо в нафтогазовій геофізиці, деякі літолого-петрографічні дослідження вимагають відбору керна з основних перспективних на нафту і газ комплексів порід. Це необхідно для встановлення конкретних кореляційних зв'язків між геологічними і геофізичними параметрами.

Таким чином, ГДС з дуже невеликим (декілька %) відбором керна дає найбільшу інформацію від геологорозвідувальних свердловин.

Назва груп методів	Назва методів	Фізичні властивості порід, що вивчаються	Вимірювані параметри	Вирішувані геологічні завдання
Електричні	метод природної поляризації (ПС)	электро-хімічна активність	природні потенціали	геологічне розчленування розрізів в комплексі з методами ПО, виявлення колекторів і водотривів
	метод позірного опору (ПО), бічне каротажне зондування (БКЗ) і ін.	електричний опір порід	позірний опір	геологічне розчленовування розрізів, визначення потужності шарів і дійсного опору порід, виділення колекторів, водотривів
	резистивиметрія	ПЕО рідини в стовбурі свердловини	ПЕО рідини в стовбурі свердловини	визначення опору води і глинистого розчину в свердловині
	індуктивний метод	електропровідність	потенціали	розчленовування низькоомних розрізів
Ядерні	гамма-метод (ГМ) або гамма-каротаж (ГК)	природна радіоактивність	інтенсивність природ. гамма-випромінюв.	геологічне розчленовування розрізів
	гамма-гамма-метод (ГГМ) або гамма-гамма-каротаж (ГГК)	щільність і хім. склад	інтенсивність розсіяного гамма-випромінюв.	вивчення щільності гірських порід і їх хім. складу
	нейтронний гамма-метод (НГМ) або каротаж (НГК)	поглинання нейтронів з подальшим гамма-випромінюванням	інтенсивність вторинного гамма-випромінюв	розчленування розрізу по вмісту водню, оцінка пористості порід
	нейтрон-нейтронный метод (ННМ) або каротаж (ННК)	поглинання швидких нейтронів і визначення повільних нейтронів	інтенсивність потоку теплових і надтеплових нейтронів	те ж, що і в методі НГК, але точніше визначення кількості водню в породах
Термічні	метод природного теплового поля (МПТ)	теплопровідність	температура	вивчення геологічного розрізу свердловин, наявності газу, нафти, і ін., визначення техн. стану свердловин
	метод штучного теплового поля (МШТ)	тепловий опір, температуропровідність	_	_
Сейсмо- акустичні	метод акустичного каротажу (АК)	швидкість розповсюдження хвиль, амплітуда сигналів	час і швидкість пружних хвиль, їх загасання	геологічне розчленув. розрізу, оцінка пористості, проникності, складу флюїду
	сейсмічний каротаж	_	_	геологічне розчленув. розрізу
Магнітні	метод природного магнітного поля	магнітна сприйнятливість гірських порід	напруженість магнітного поля Землі	геологічне розчленовування розрізів і виявлення железосодержащих рудий
	метод штучного магнітного поля	_	напруженість магнітного поля	_
Гравітаційні	Гравіметричний метод	щільність	аномалії сили тяжіння	геологічне розчлен. розрізу

ДОДАТКОВО (на

llllllllllllllllllllllllll

При каротажі з допомогою приладів, що опускаються у свердловину на каротажному кабелі, вимірюються геофізичні характеристики, які залежать від фізичних властивостей гірських порід та їх розташування в розрізі свердловини. У свердловинні прилади входять каротажні зонди (пристрої, що містять джерела і приймачі досліджуваного поля), сигнали яких по кабелю безперервно або дискретно передаються на поверхню і реєструються наземною апаратурою у вигляді кривих або масивів цифрових даних. Розробляються способи каротажу, які можна проводити в процесі буріння пристроями, зануреними у свердловину на бурильних трубах.

Карота́жна ста́нція — установка для проведення повного комплексу геофізичних досліджень експлуатаційних і дослідницьких свердловин.

Каротажна станція призначена для спуску і підйому в свердловини (глиб. 300—10 000 м) на каротажному кабелі електрично і механічно сполучених свердловинних приладів, вимірювання параметрів, які характеризують фізичні властивості гірських порід і технічний стан свердловин, а також реєстрації цієї інформації як функції глибини свердловини.

Електричний каротажполягає у вимірюванні позірного опору порід (ПО) і природного самочинного потенціалу (СП) вздовж стовбура не обсадженої свердловини. У сучасній геофізиці електричний каротаж поділяється на ряд модифікацій:

- стандартний електричний каротаж – вимірювання (ПО) і (СП) вдовж стовбура свердловини за допомогою стандартного триелектродного каротажного зонду;

- бокове каротажне зондування (БКЗ) – багатократне вимірювання позірного опору (ПО) зондами різної довжини для визначення дійсного питомого опору пласту і факту проникнення у пласт глинистого розчину (його фільтрату);

- каротаж мікрозондами – вимірювання позірного опору частини пласту, яка безпосередньо примикає до свердловини, зондами малої довжини, які при роботі притискаються до стінки свердловини;

- боковий каротаж – вимір опору пластів спеціальними семи- чи трьохелектродними зондами, які дають порівняно зі звичайним електричним каротажем більш точне уявлення про питомий опір порід;

- індукційний каротаж – вимірювання (ПО) за допомогою індуктивних струмів; такий каротаж не потребує безпосереднього контакту електродів з породою чи розчином і використовується при дослідженні свердловин заповнених звичайним розчином, або у сухих свердловинах;

- метод викликаних потенціалів (ВП) – вивчення електричних полів, які виникають у гірських породах при виключенні електричного струму у часі.

Радіоактивний каротаж базується на природних і штучно викликаних радіоактивних властивостей гірських порід і особливостях розповсюдження у них нейтронного і -випромінювань. Зараз широко використовуються дві модифікації методу: (ГК) – гамма-каротаж і нейтронний гамма-каротаж (НГК). При (ГК) виміряють відносну зміну природної радіоактивності порід, які перерізані свердловиною, при (НГК) – інтенсивність випромінювання збудженого дією потоку нейтронів на породу.

На відміну від електричного каротажу, за допомогою радіоактивного каротажу можна досліджувати розрізи свердловин, які обсаджені колоною.

Поряд з (ГК) і (НГК) знаходить використання каротаж за розсіяним - випромінюванням (гамма-гамма-каротаж) (ГГК).

Електричний і радіоактивний методи досліджень свердловин є зараз основними при вивченні розрізів.

Термокаротаж ділиться на три види: термокаротаж за теплопровідністю порід, який базується на вивченні геологічного розрізу свердловини за швидкістю розповсюдження температури у породі; каротаж за тепловим опором порід для визначення характеру зміни температури порід; термокаротаж за методом ефекту охолодження.

Сейсмокаротаж чи акустичний каротажзаснований на вимірах швидкостей розповсюдження пружних хвиль у породах, які пересікаються свердловиною. Використовується для не обсаджених свердловин.

Метод тривалості проходженнязаснований на вивчення швидкості буріння і надає можливість робити висновки про буримість порід. При цьому фіксують зміну тривалості проходження порід за глибиною.

Газовий каротажзаснований на визначенні у процесі буріння вмісту вуглеводневих газів у глинистому розчині і шламі.

Мал. 1.1. Схема виконання ГДС: АКС - автоматична каротажна станція, К - каротажний кабель, 1 - джерело живлення, 2 - прилади для реєстрації різниці потенціалів і сили струму, 3 - лебідка, 4 - колектор лебідки, 5 - блок-баланс, 6 - глибинний каротажний зонд, 7 - глини, 8 - піски, 9 - вапняки, 10 - вивержені породи

Мал. 1.2. Схема проведення геофізичних досліджень в свердловині: 1 - прилад свердловинний; 2 - кабель; 3 - блок-баланс; 4 - каротажна лабораторія; 5 - крива діелектричного каротажу, що характеризує зміну фази електромагнітного поля; 6 - крива акустичного каротажу, що характеризує зміну коефіцієнту пористості

Лабораторна. Склад і призначення устаткування для комплексних геофізичних досліджень свердловин.

Для проведення геофізичних досліджень свердловин використовується як загальна апаратура і устаткування, вживані в більшості методів ГДС (автоматичні каротажні станції (АКС) або апаратура геофізичних досліджень свердловин (АГДС), спускопідйомне устаткування), так і спеціальні свердловин прилади, різні в різних методах (глибинні або каротажні зонди). АКС (АГДС) змонтовані на автомашинах хорошої прохідності.

До загального устаткування (мал. 1.1) каротажної станції відносяться:

5 джерел живлення (батарея акумуляторів);

5 приладів для реєстрації різниці потенціалів і сили струму;

- лебідка, що працює від двигуна автомобіля і призначена для спуску і підйому каротажного кабелю в свердловину (при каротажі глибоких свердловин - більше 3 км. - лебідка встановлюється на окремому автомобілі-підйомнику);

_ блок-баланс, розташований поблизу свердловини і призначений для напряму кабелю в свердловину і синхронної передачі глибини розташування індикатора поля на стрічкопротяжний механізм реєстратора;

- одножильний, трижильний або багатожильний кабель в хорошій ізоляції.

Ізольовані один від одного жили кабелю з одного боку підключаються до кілець колектора лебідки, а з іншої - до глибинного каротажного зонда, тобто до пристрою для вимірювання тих або інших параметрів поля в свердловині і трансформації їх в електричні імпульси. У методах електричного каротажу зонд складається з одного, двох, трьох і більше свинцевих електродів, укріплених на кабелі. Такі зонди використовуються в свердловинах, заповнених буровою рідиною або водою. При роботах в сухих свердловинах застосовуються ковзаючі електроди, кожен з яких складається з металевої щітки, укріпленої в обоймі з ізолятора на плоскій металевій пружині. Пружини такого "ліхтарного" зонда притискують електроди до стінок свердловини. Аналогічно влаштовані мікрозонди, в яких точкові електроди розташовуються на планці з ізолятора на відстані декількох сантиметрів один від одного. Планка укріплена на плоскій пружині "ліхтаря", яка притискує електроди до стінок свердловини.

У глибинному зонді ядерних методів поміщаються лічильники гамма- або нейтронного випромінювання і попередні підсилювачі сигналів на їх виході. Для штучних методів там же розташовуються джерела і екрани, що перешкоджають прямому опромінюванню лічильника.

У гамма-методах екрани свинцеві, в нейтронних методах вони парафінові (див. мал. 1.3).

Мал. 1.3. Схема пристрою глибинного приладу для штучного ядерного каротажу: 1 - джерело гамма-променів або нейтронів; 2 - умовні шляхи рухів гамма-променів або нейтронів; 3 - екран; 4 - лічильник; 5 - блок живлення; 6 - попередній підсилювач; 7 - кабель; 8 - підсилювач; 9 - реєстратор; 10 - глина; 11 - вапняки; 12 - піски

У глибинному зонді сейсмоакустических методів змонтовано джерело пружних хвиль і два сейсмоприймачаа, ізольовані гумовим екраном від джерела.

У глибинному зонді для терморозвідки встановлений електричний термометр. Магнітні і гравіметричні спостереження свердловин виконуються спеціальними приладами, що трансформують спостережувані параметри в електричні сигнали. У глибинних приладах, окрім датчиків поля, розміщуються електронні підсилювачі електричних сигналів і блоки живлення. Корпуси їх герметичні, термостійкі, баричностійкі.

У наземній автоматичній каротажній станції змонтовані електронні підсилювачі і реєстратори. Аналогову реєстрацію проводять на рулонному (рідко фото-) папері або магнітній стрічці. Сучасні АГДС є цифровими. У них сигнали кодуються в двійковому коді і записуються на магнітну стрічку. Це забезпечує можливість машинної обробки інформації як за допомогою великих ЕОМ, так і комп'ютерів, що входять в комплект станції. Є пристрої для представлення матеріалів в аналоговій формі.

Раніше існували одноканальні станції. Зараз виготовляються багатоканальні комп'ютеризовані телевимірювальні системи, що дозволяють реєструвати інформацію від декількох датчиків. Станції АГДС виготовляються для різних цілей: вивчення нафтогазових, рудних і інженерно-геологічних і гидрогеологических свердловин.