Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Тонкослоистые пласты

.pdf
Скачиваний:
111
Добавлен:
25.08.2019
Размер:
76.45 Mб
Скачать

vk.com/club1526850501lракmuческuе аспекты| vk.геофcom/id446425943uзических исследований скважин

194

быть определено путем измерения ширины кривой Ftot на половине мак­

симума интенсивности и деления ее на 2. Следовательно:

(12.1.20)

Для этой цели может быть также использована и кривая Рху' а формула

при этом примет вид:

х = ДРху х (0,652).

(12.1.21)

Аналогично, расстояние между двумя стационарными точками (с ну­ левым градиентом) на кривой РаХ связано с х соотношением:

(12.1.22)

Кроме того, величина х может быть определена по расстоянию между точками, в которых кривая ДР"х пересекает ось абсцисс. Если на любой из

сторон кривой AXdir измерить расстояние между двумя точками, находя­

щимися с разных сторон от точки AXdir = 900, в которых AXdir = 1350 и 450, величина х может быть получена из соотношения:

(12.1.23)

Чтобы найти наименьшее расстояние между двумя скважинами, вы­

полните следующие действия. Учтите, что вспомогательная скважина

имеет наклон а. Если вектор, направленный к полюсу (r), находится под углом 8 к направлению HS в плоскости датчика, угол между r. и горизон­

талью определяется из соотношения:

ф = arcsin([1 - cos(8)] х sin(a)).

(12.1.24)

Абсолютная вертикальная глубина (true vertical depth, TVD) нахожде­

ния полюса определяется как:

TVD poie = TVDsensor - Х Х siп(ф),

 

 

(12.1.25)

где TVDsensor

- соответствует

точке

наибольшего

сближения

 

с полюсом.

 

 

 

Направление к полюсу в горизонтальной плоскости, <Ра' относительно

азимута ствола вспомогательной скважины, определяется как:

<Ра = arctg(tg(8) х cos(a)).

(12.1.26)

Необходимо следить за тем, чтобы знак <Ра оставался положительным

при повороте по часовой стрелке от горизонтальной проекции HS к го­ ризонтальной проекции вектора, связывающего датчик с полюсом.

vk.com/club152685050А1стоды| vkлокализации.com/id446425943ствола скважины 195

Направпение попюса по отношению к направпению на север <р", еспи

р - азимут ствопа вспомогатепьной скважины по отношению к направ­

пению на север, опредепяется как:

(12.1.27)

Спедоватепьно, в горизонтапьной ппоскости относитепьное попожение попюса и датчика в точке их наибопьшего сбпижения:

север: х х cos( ф) х cos( <р,,),

(12.1.28)

восток: х х соs(ф) х siп(<р,,).

(12.1.29)

Дпя дипопей ситуация бопее спожная, и формупа может быть дана

топько дпя упрощенного спучая, когда вспомогатепьная и цепевая сква­

жины параппепьны друг другу, а расстояние между попюсами мапо по

сравнению с расстоянием между скважинами. Дипопь может рассматри­ ваться как попожитепьный, еспи его северный попюс находится над юж­

ным, и как отрицатепьный, еспи, наоборот, южный над северным. Знак

попярности дипопя можно опредепить по поведению кривой AXdi , при

прохождении мимо него. Вспучае попожитепьного дипопя значение АХ,Ii,

увепичивается с шубиной, достигая значения 180° в точке наибопьшего

сбпижения с ним, а затем снова уменьшается. В спучае отрицатепьного

дипопя при прохождении мимо него значение AXdir допжно уменьшать­

ся до нупя, а затем снова увепичиваться. Поскопьку AXdi, в бпижайшей точке равно ипи 180°, HSdi , в этой точке не может быть опредепено.

Однако дпя попожитепьного дипопя угоп направпения к цепи относи­

тепьно HS равен HSdi" находящемуся непосредственно над бпижайшей

точкой. Дпя отрицатепьного дипопя он равен HS<ii" находящемуся непос­

редственно под бпижайшей точкой. Дпя опредепения местопопожения

дипопя в декартовой системе координат можно испопьзовать уравнения

12.1.24-12.1.29.

Расстояние может быть найдено с помощью одного из спедующих ме­

тодов. Поповинная ширина Ftot связана с расстоянием соотношением:

х = Ftot Х 0,453.

(12.1.30)

Ширина кривой AXdi , в точках,

где значение AXai, равно 90°, связана

с расстоянием соотношением:

(12.1.31)

На кривой РаХ расстояние между точками с первым и поспедним ну­

певым градиентами по обеим сторонам от точки с нупевым градиентом,

распопоженным в центре, связаны с расстоянием х соотношением:

vk.com/club152685050196 flрактич('(кие аспекты| vk.com/id446425943геофизuческих исследований п.:ваЖUll

Когда аппроксимация удаленного магнитного поля неприменима

и скважины не параллельны друг другу, ситуация становится более

сложной, и использовать методы оперативной оценки больше не пред­ ставляется возможным. Однако следует отметить, что в точке наиболь­ шего сближения с одним из формирующих диполь монополей поведение магнитного поля в терминах Р,ор Рху и Рбудет определяться этим мо­ нополем, вследствие чего могут быть применимы методы оперативной

интерпретации для монополя.

Упражнение 12.1. Пример обработки данных, полученных при

мarнитостатической локализации

Рассмотрим следующий случай. Вертикальная разведочная скважина

дала неконтролируемый выброс, вследствие чего понадобилась вспомо­

гательная скважина для ее локализации и пересечения с ней.

Необходимые параметры целевой скважины:

Полная глубина: 2200 фут TVDss (вертикальная глубина)

Направление на восток: 5340 фут

Направление на север: 6898 фут

Таблица 12.1.2

Пример данных вспомоrательной скважины

Абсолютная вертикальная

 

 

отметка z (ТVD) (фут)

Север (х) (фут)

Восток (у)(фут)

 

 

 

2073,4

6985,4

5348,8

2080,7

6975,9

5348,3

2086,7

6967,9

5347,9

2092,7

6959,9

5347,2

2098,7

6952

5346,8

2105,7

6941,6

5346,4

2111,7

6933,6

5345,9

2117,6

6925,6

5345,5

2123,7

6917,7

5345,1

2129,7

6909,7

5345,1

2135,8

6901,8

5344,7

2141,9

6893,9

5344,3

2148

6885,9

5343,8

2154,1

6878

5343,4

2161,2

6870,2

5343

2167,3

6862,4

5342,6

2173,5

6854,5

5342,1

2179,7

6846,7

5341,7

 

 

 

vk.com/club152685050Методы| vkлокализации.com/id446425943ствола скважины 197

Таблица 12.1.3

Пример необработанных данных маrнитометрии

Гпубина (фут)

Ах

Ау

А,

Bx{IJTn)

Ву (IJTn)

В, (IJTn)

2700

-1

О

1

-17,81

2,19

-34,76

2710

-1

О

 

-17,81

2,19

-34,76

2720

-1

О

 

-17,81

2,19

-34,76

2730

-1

О

 

-17,81

2,19

-35,37

2740

-1

О

 

-17,81

2,19

-35,37

2750

-1

О

 

-17,81

2,19

-35,37

2760

-1

О

 

-18,36

1,51

-36,59

2765

-1

О

 

-18,49

0,55

-37,8

2770

-1

О

 

-19,86

-1,51

-40,24

2772,5

-1

О

 

-21,23

-4,66

-41,46

2775

-1

О

 

-23,97

-8,77

-42,68

2777,5

-1

О

 

-26,71

-14,93

-40,85

2780

-1

О

 

-30,14

-19,73

-34,15

2782,5

-1

О

 

-30,14

-19,73

-28,05

2785

-1

О

 

-29,73

-12,88

-22,32

2787,5

-1

О

 

-28,77

-4,6

-23,17

2790

-1

О

 

-27,4

0,82

-25,61

2792,5

-1

О

 

-26,03

3,56

-29,88

2795

-1

О

 

-23,97

3,56

-31,71

2797,5

-1

О

 

-23,29

3,56

-33,29

2800

-1

О

 

-21,92

3,56

-34,15

2805

-1

О

 

-20,55

3,56

-34,51

2810

-1

О

 

-19,86

3,56

-34,51

2820

-1

О

 

-18,49

3,56

-34,15

 

 

 

 

 

 

 

Вблизи неуправляемой скважины была пробурена вспомогательная

скважина. Полученные в ней каротажные данные приведены в таблице

12.1.2.

Магнитное поле Земли имеет следующие компоненты:

Ev =-7,75 х 10-6 Тл;

Eh = 40,9 х 10-6 Тл.

Магнитное склонение (угол по часовой стрелке от сеточного севера к магнитному северу) равно нулю.

Во вспомогательной скважине были проведены измерения с помощью комплекта оборудования, состоящего из трех магнитометров и трех ак­ ceлepoMeTpoB. Полученные результаты приведены в таблице 12.1.3 (обра­

тите внимание на то, что глубины и расстояния приведены в футах, а не

вметрах).

1.Переведите компоненты магнитного поля Земли в систему коорди­

нат скважины.

vk.com/club152685050198 Пракmuчсскuс аспекты| vk.com/id446425943геофизuческих исследований скважин

2. Преобразуйте необработанные данные магнитометра в систему ко­

ординат скважины и вычтите из них компоненты магнитного поля

Земли.

3.Убедитесь в наличии полюсов и определите знак их полярности.

4.Для оценки кратчайшего расстояния между полюсом и вспомога­ тельной скважиной используйте методы оперативной интерпретации и оцените погрешность предполагаемого местоположения целевой скважины по отношению к вспомогательной.

5.Смоделируйте магнитное поле с учетом предполагаемого местопо­

ложения полюса в системе координат скважины и посредством на­

ложения полученных таким образом данных о магнитном поле на фактически измеренные данные оцените качество их взаимного со­

ответствия.

6. Имеются ли какие-либо признаки наличия второго полюса?

12.2. МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ

ЛОКАЛИЗАЦИИ СКВАЖИНЫ

Магнитостатические методы обладают тем преимуществом, что не тре­ буют применения каких-то специальных средств, но они полагаются на непредсказуемую природу намагниченности, присутствующей в целевой

скважине. Кроме того, диапазон их действия, как правило, очень неве­

лик. Диапазон действия электромагнитных методов гораздо больше, но для их реализации необходимы специальные устройства и гораздо более

сложное математическое моделирование. Тем не менее эти методы были успешно использованы в ряде случаев неконтролируемых выбросов.

12.2.1. Принципы электромагнитной локализации скважин

Протяженная стальная конструкция в целевой скважине представляет

собой участок с малым сопротивлением любому наведенному в пласте

току. Измеряя напряженность и направление линий магнитного поля, связанных с протеканием тока в целевой скважине, можно определить

ее местоположение. Следовательно, основными элементами устройства

электромагнитной локализации скважин являются:

1.Электрод, изолированный кабелем (длиной обычно 100-300 фут) от блока датчиков, подающий в пласт низкочастотный ток.

2.Блок датчиков, состоящий из ортогональных магнитометров посто­

янного (DC) и переменного (АС) тока. Магнитометры постоянного

тока используются для определения ориентации прибора по отноше-

vk.com/club152685050200 IIраЮnULIСО,UС аспекты| vk.com/id446425943гсофu,шческuх исследований скважин

пи бы здесь испопьзоваться с неменьшим успехом. К сожапению, это не

так, поскопьку на ток впияет ряд спедующих факторов:

1.Даже в теоретическом спучае изотропной среды и обсадной копонны бесконечной длины и постоянной топщины в целевой скважине опре­ депение зависимости тока от шубины цепевой скважины представпяет собой спожный математический процесс, вкпючающий испопьзование функций Бессепя (Bessel) и чиспенное интегрирование. На попе, изме­

ряемое во вспомогатепьной скважине, оказывает впияние не топько

бпизость датчиков к обсадной копонне цепевой скважины, но и бпи­

зость к ней подающего ток эпектрода, причем это расстояние зависит

от шубины.

2.В действитепьности обсадная копонна цепевой скважины имеет ко­

нечную дпину, и очень часто ее удается покапизовать пишь возпе

башмака обсадной копонны, где ток падает до нупя (переставая со­ здавать магнитное попе).

3.На ток в цепевой скважине впияют топщина обсадных ипи бурипь­ ных труб и эпектрическое сопротивпение на контакте между стапью

и горными породами, которое также может меняться.

На некоторых месторождениях депались попытки обойти эти ограниче­

ния путем подачи тока на цепевую скважину непосредственно с поверхнос­

ти. Хотя такой способ обпадает некоторыми преимуществами, тем не менее

практически невозможно точно предсказать поведение тока в зависимости

от шубины цепевой скважины. В процессе исспедований мне пришпось за­

ниматься разработкой набора программ дпя попного математического мо­ депирования сигнапа аппаратуры в зависимости от шубины накпонно-на­ правпенных скважин с учетом конечных размеров обсадной копонны цепе­

вой скважины. Несмотря на то что эти программы еще доступны, в задачу данной книги не входит детапьное описание их алгоритмов.

На рис. 12.2.2 показана типичная запись напряженности магнитного

поля и уша HS<ii' попя при прохождении вспомогатепьной скважины око­

по цепевой.

Заметим, что по мере прохождения вспомогатепьной скважины окопо цепевой направпение магнитного попя (в отпичие от спучая с монопо­

пем) меняется с шубиной. Это означает, что, когда модепирование напря­

женности попя оказывается спишком спожным, дпя точного указания

местопопожения цепевой скважины может быть испопьзована и триго­

нометрическая съемка.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

202

Практuческuе аспекты геофизических исследований скважин

 

 

Таблица 12.2.1

 

 

Пример данных, полученных с помощью аппаратуры

 

 

злектромагнитной локалиэации скважин

 

Глубина,

Направление ПОЛII,

НаПРllженность ПОЛII,

 

футы

rpoAycbI

мА/м/А

2650

265,46

52,96

2655

264,67

60,03

2660

273,54

53,32

2665

260,41

57,53

2670

270,72

55,05

2675

261,09

59,82

2680

274,32

59,73

2685

27l,95

64,31

2690

275,94

58,05

2695

275,1

57,55

2700

272,5

60,77

2705

274,87

64,82

2710

274,72

69,11

2715

282

64,95

2720

275,21

75,95

2725

272,39

87,64

2730

279,19

82,18

2735

279,96

90,91

2740

280,95

91,24

2745

284,25

97,06

2750

282,18

107,72

2755

282,91

ll6,87

2760

287,81

127,97

2765

286,89

150,73

2770

285,39

183,33

2775

289,38

2ll,61

2780

295,55

262,2

2785

308,07

304,58

2790

341,45

305,65

2795

25,87

320,93

2800

52,92

281,65

2805

65,24

214,19

2810

72,56

172,37

2815

78,53

139,15

2820

82,29

lll,05

2825

83,05

94,78

2830

86,01

71,93

2835

98,ll

63,06

2840

94,1

61,25

2845

98,8

56,25

2850

109,64

48,43