Тонкослоистые пласты

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ГЛАВА 14. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СКВАЖИННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

14.1. Прострелочно-взрывные работы и опробование скважин в открытом стволе

К основным видам прострелочно-взрывных работ в скважинах относятся перфорация, отбор образцов горных пород грунтоносами и торпедирование. При этом используется действие взрыва, осуществляемого с помощью специальных стреляющих аппаратов и торпед, спускаемых в скважину на каротажном кабеле или на насосно-компрессорных трубах. Для опробования скважин

воткрытом стволе применяются приборы на каротажном кабеле и комплект испытательных инструментов (КИИ) на бурильных трубах [18, 28, 40].

Перфорация и отбор образцов пород. Перфорацией называ-

ется процесс образования отверстий в обсадных трубах, цементном камне и пласте с помощью специальных скважинных стреляющих аппаратов–перфораторов (рис. 91). По типу пробивного элемента перфораторы подразделяются на беспулевые (кумулятив-

ные) и пулевые.

Торпедирование. Торпеды, применяемые для взрывных работ

вскважине, используются для освобождения и обрыва прихваченных бурильных труб, при обрыве обсадных и насосно-компрессорных труб, для разрушения металла на забое или в стволе скважины, для очистки фильтров и интервалов перфораций и т. п. работ.

Опробование пластов приборами на кабеле получило широкое применение как метод прямого опробования пластов в отдельных их точках и, в частности, получения сведений о наличии или отсутствии притока флюидов из пласта и его характеристик по проницаемости. Данные ОПК часто используются для уточнения результатов интерпретации данных ГИС.

286

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 91. Кумулятивный заряд (а) и схема образования кумулятивной струи (б): а – 1 – корпус, 2 – взрывчатое вещество, 3 – металлическая воронка, 4 – детонатор; б – 1–6 – последовательные стадии образования кумулятивной струи; I-III – области заряда, на границах которых скорость движения продуктов взрыва равна нулю, П – пест, vc и vп – соответственно скорости кумулятивной струи и песта, К – колонна, Ц – цемент, lk и lc – длины соответственно кумулятивной струи и пробитого канала (стрелками показано направление движения продуктов взрыва)

Опробование скважин испытателями пластов на трубах (с помощью комплекта испытательных инструментов КИИ) по сравнению с ОПК имеет, в частности, такие преимущества: большие мощности испытываемых интервалов, возможность количественного определения основных гидродинамических параметров пласта и отсутствие ограничений при проведении испытаний от литологии и типа коллектора. Кроме того, с помощью КИИ производят испытания на герметичность цементных мостов и колонн обсадных труб, осваивают низ-

287

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

копродуктивные и нагнетательные скважины, устанавливают место

ихарактер утечки в обсадных трубах.

14.2.Промыслово-геофизическое оборудование

Кгеофизической аппаратуре относятся наземные геофизические измерительные лаборатории и скважинные геофизические приборы. Геофизическое оборудование обеспечивает электрическую и механическую стыковку скважинной и наземной аппаратуры посредством кабеля, спуск и подъем скважинных приборов и аппаратов с помощью подъемника, блок-баланса и других вспомогательных приспо-

соблений [19, 31, 80].

Геофизические кабели. Грузонесущие геофизические кабели рассчитаны на номинальное переменное напряжение до 660 В, предназначены для геофизических исследований и прострелочновзрывных работ в скважинах и служат для спуска в скважину глубинных приборов и обеспечения их связи с наземной аппаратурой, неся при этом механическую нагрузку (рис. 92).

Рис. 92. Устройство оплеточных (а), шланговых (б)

и бронированных (в, г) кабелей: I, II – трех- и одножильные бронированные кабели; 1 – токопроводящая жила кабеля; 2 – резиновая изоляция жилы; 3 – внешнее покрытие жилы; 4 – заполнитель; 5 – внешняя оплетка; 6 – внешнее резиновое покрытие; 7 – внутренняя бронированная оплетка; 8 – внешняя бронированная оплетка

288

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Каждый кабель имеет свою марку, характеризующую основные его элементы. Цифры после буквенного обозначения КГ (кабель геофизический) указывают соответственно на число жил в кабеле, номинальное разрывное усилие в килоньютонах (кН) и максимальную рабочую температуру (°С); последующие буквенные обозначения отражают особенности кабеля (Ш – шланговый, ШМ – шланговый маслостойкий), например КГ1-70Ш или КГЗ-18-70ШМ. Для исследования нефтяных скважин в настоящее время наибольшее распространение получили бронированные кабели. В одножильном кабеле медные и стальные проволоки малого диаметра скручены в одну жилу и покрыты резиновой (фторопластовой, полиэтиленовой) изоляцией и хлопчатобумажной оплеткой. В многожильных бронированных кабелях (трехжильном, семижильном) изолированные жилы скручены вместе и запрессованы в резиновый шланг, поверх которого наложена броня из двух повивов стальной проволоки.

Скважинные приборы (зонды, электроды, грузы). Скважин-

ные геофизические приборы должны отвечать целому ряду технических требований, т. к. скважинная аппаратура работает в достаточно сложных условиях – высокие температуры (до 250 °С) и давления (до 120 МПа); химически агрессивная внешняя среда – растворы солей, щелочи, нефть, газы; механические воздействия, возникающие при движении приборов. Для сокращения времени производства ГИС применяют комплексные исследования несколькими зондовыми установками. Из комплексной скважинной аппаратуры наиболее часто используют аппаратуру электрического метода типа Э и комплексную аппаратуру типа КАС.

Под зондом электрического каротажа понимается измерительное устройство, опускаемое в скважину, содержащее измерительные и токовые электроды. Их число и расстояние между ними в многоэлектродном зонде определяются комплектом зондов, используемых при выполнении записей с комплексным скважинным прибором. Верхний конец многоэлектродного зонда соединяется с кабелем, нижний – вводится в глубинный прибор.

289

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Механическое и электрическое соединение зонда с кабелем осуществляется с помощью стандартных кабельных наконечников и зондовых головок.

Электроды изготавливаются из свинцового провода диаметром 5–6 мм с сердцевиной из стальных проволок, служащих для увеличения прочности. Свинец обеспечивает более устойчивую электродную разность потенциалов на контакте с промывочной жидкостью по сравнению с другими металлами (медь, латунь, железо).

Грузы подвешиваются к зонду или легким глубинным приборам для обеспечения надежности их спуска в скважину. Применяют грузы свинцовые и чугунные, которые поддаются разрушению

вслучае оставления их в забое. Обычно груз представляет собой свинцовую цилиндрическую болванку, внутри которой имеется каркас, или чугунные фасонные кольца, собранные на центральном стержне.

Спуско-подъемное оборудование (подъемники, блок-балан-

сы, лебедки, датчики глубин). Спуск и подъем скважинных приборов и аппаратов на кабеле производится с помощью подъемника, блок-баланса и кабеля. Подъемник – спуско-подъемное оборудование, установленное на автомобиле. Используются подъемники с лебедками разных размеров и конструкций – в зависимости от типа и длины кабеля: ПК-2, ПК-4 и др. Лебедки устанавливаются

вкузове автомобиля и приводятся в движение автодвигателем. Подъемники обеспечивают перемещение кабеля со скоростью от 50 до 10 000 м/ч.

Блок-балансы служат для направления кабеля в скважину, с его помощью горизонтальное движение кабеля преобразуется в вертикальное и фиксируется длина перемещаемого через него кабеля. На блок-балансе крепится датчик глубин и датчик натяжения кабеля. Обычно используются рамочные или подвесные блок-балансы.

Датчик глубин представляет собой устройство дистанционной передачи вращения мерного ролика лентопротяжному механизму регистратора и счетчикам глубин, установленным на контрольных панелях подъемника и лаборатории. Точное измерение длины кабеля, спущенного в скважину, осуществляется путем нанесения на

290

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

него через определенные расстояния магнитных меток. Длина спущенного в скважину кабеля (глубина положения зонда или скважинного прибора) отсчитывается от точки отсчета глубин. При исследованиях нефтегазовых скважин за точку отсчета обычно принимают уровень стола ротора. Если на скважине бурильный станок отсутствует, то за точку отсчета принимается уровень земной поверхности или фланец обсадной колонны.

Лаборатории и каротажные станции. Геофизические изме-

рительные лаборатории, называемые в некоторых случаях станциями (рис. 93), по способу регистрации геофизической информации подразделяются на аналоговые, аналого-цифровые, цифровые и компьютизированные.

Рис. 93. Схема внешних соединений лаборатории при работе с датчиками глубин из комплекта подъемника: 1 – лаборатория;

2– подъемник; 3 – блок-баланс; 4 – лебедка; 5 – кабель; 6 – коллектор лебедки подъемника; 7 – датчик глубин; 8 – датчик натяжения

из комплекта подъемника; 9 – контрольная панель подъемника; 10 – выносной динамик; СП1-СП8 – соединительные провода

291

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Лаборатории предназначаются для следующих работ:

–геофизических исследований разрезов скважин;

–контроля разработки месторождений нефти и газа и изучения технического состояния скважин;

–геолого-технологического контроля и исследований скважин в процессе бурения;

–опробования и испытания пластов, отбора керна (образцов пород) приборами на кабеле;

–прострелочно-взрывных работ в скважинах и т. д. Аналоговые лаборатории предназначены для исследования скважин приборами на одно-, трех- и семижильном кабеле и позволяют проводить замеры всеми известными геофизическими методами.

Результаты измерений регистрируются на светочувствительной бумаге с помощью осциллографов Н015 и Н017 (лаборатории типа ЛКЦ7-02,СК-1 и АКС-65-П) или с помощью двухканального самопишущего потенциометра типа ПАСК (лаборатория типа АЭКС), позволяющих записывать диаграммы ГИС в масштабах глубин 1:500, 1:200, 1:100, 1:50 и 1:20.

К аналогово-цифровым измерительным лабораториям относятся серийные геофизические лаборатории, модернизированные путем применения в них аппаратуры цифровой регистрации данных ГИС, т. е. параллельно с аналоговой регистрацией информации ведется регистрация аналоговых сигналов в кодовой форме на магнитной ленте или перфоленте. Разработано несколько цифровых регистраторов, преобразующих аналоговые сигналы в цифровой код – ПЛК-6, АЦРК-2, «Тюмень» и «Триас».

Цифровые лаборатории типа ЛЦК-10 и ЛК-101 предназначены длягеофизических исследованийсрегистрациейинформациивцифровой и аналоговой форме. Аналоговый регистратор – НО28, цифровой – ПЛК-6. ИмеетсяблокинтерпретациигеофизическихданныхВК-1.

Автоматическая компьютизированная геофизическая лаборатория представляет собой цифровую лабораторию, непосредственно связанную с ЭВМ, установленной вместе с другой аппаратурой. Главная задача таких лабораторий – осуществлять оперативную и комплексную интерпретацию данных ГИС непосредственно в процессе каротажа скважин.

292

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Геофизические исследования скважин выполняются в большинстве скважин и являются неотъемлемым этапом геологических, буровых и эксплуатационных работ, проводимых при поисках, разведке и разработке нефтегазовых месторождений. Для получения разносторонней информации о геологическом строении недр комплексная интерпретация данных ГИС должна охватывать разрезы всех скважин и каждую из них от устья до забоя.

В настоящей работе показаны большие возможности материалов ГИС при решении многих геологических задач, и в частности – при литолого-стратиграфическом расчленении разрезов скважин и межскважинной корреляции с использованием петрофизической и промыслово-геологической информации. Геофизические методы также весьма эффективны при построении модели залежи, количественной оценке параметров продуктивных пластов и получении петрофизических зависимостей для подсчета запасов углеводородного сырья, при контроле за состоянием залежи в процессе разработки и за техническим состоянием скважин.

Интерпретация материалов ГИС – это творческий процесс, глубина которого зависит от объема фактических сведений об изучаемом геологическом объекте. Детальное изучение результатов обработки геофизических данных позволяет выяснить литофациальную изменчивость отложений, условия осадконакопления и формирования поднятий. Внедрение в практику работы интерпретатора ЭВМ и персональных компьютеров позволяет использовать системы автоматизированной обработки данных ГИС. Поэтому в работе рассматриваются алгоритмы распознавания геологических объектов и системы обработки каротажных материалов на ЭВМ и ПЭВМ, даны характеристики существующих алгоритмов корреляции разрезов скважин и отмечена перспективность объединения задач литологической идентификации, стратиграфической индексации и межскважинной корреляции, решаемых на ЭВМ по данным ГИС, в единую задачу литолого-стратиграфической интерпретации.

293

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Коллекторские свойства горных пород. Пористость.

2.Водо- и нефтегазонасыщенность горных пород.

3.Глинистость и плотность горных пород.

4.Проницаемость горных пород.

5.Электрические свойства горных пород.

6.Естественная и искусственная радиоактивность горных пород.

7.Упругие свойства горных пород.

8.Магнитные и тепловые свойства горных пород.

9.Сущность и значение геофизических методов при изучении разрезов скважин.

10.Электрометоды. Основы теории потенциала электрическо-

го поля.

11.Электропроводность и удельное электрическое сопротивление пластов горных пород.

12.Характеристика скважины как объекта промысловогеофизических исследований.

13.Определение границ и толщин пластов горных пород потенциал- и градиент-зондами.

14.Определениеудельногосопротивленияпластовгорныхпород.

15.Определение истинного удельного сопротивления пластов горных пород по кривым КС.

16.Метод микрозондов (МЗ). МГЗ и МПЗ.

17.Резистивиметрия скважин и определение удельного сопротивления бурового раствора по палеткам БКЗ.

18.Интерпретация диаграмм экранированных зондов. Боковой и микробоковой каротаж.

19.Индукционный каротаж.

20.Метод потенциалов самопроизвольной поляризации.

21.Диэлектрический каротаж. Метод вызванных потенциалов. Комплексирование методов ГИС для определения удельного сопротивления.

22.Гамма-каротаж.

294