Технология экос-31-7 электрического каротажа скважины, обсаженной стальной колонной

Р. И. Кривоносов, А. С. Степанов, С. В. Хвостанцев

Среди геофизических методов исследования скважин электрометрия является самой информативной, однако она до сих пор не применялась при исследовании скважин, обсаженных металлической колонной. Доля же их во всем фонде скважин является преобладающей.

Измерение удельного электрического сопротивления горных пород (_п) за стенкой металлической обсадной колонны позволит применять хорошо разработанные методы оценки водонасыщенности для моделирования продуктивных коллекторов. Эта новая технология может использоваться в нескольких приложениях, особенно в условиях низкой пористости, где оценки водонасыщенности, основанные на показаниях импульсных нейтронных методов проблематичны.

В России после начала перестройки, когда простаивающий фонд скважин резко вырос и проектные технологические схемы разработки были сильно нарушены, интерес к каротажу сопротивлений через колонну также начал расти, так как он дает информацию для оконтуривания застойных зон, невыработанных участков, позволяет корректировать технологические схемы.

В настоящее время интерес к этому методу у заказчика устойчив и велик, поэтому в 1999 – 2003 г.г. в России возобновлены теоретические (ЦГЭ) и аппаратурные (ООО «Геофизика») разработки.

А. С. Кашиком и другими [2] был предложен способ электрического каротажа обсаженной скважины на основе многополюсного (2 и более полюсов) зонда с поочередной подачей электрического тока от генератора к токовым электродам и расчетом не отношения , а непосредственно удельного электрического сопротивления _n.

Пятиэлектродный двухполюсной зонд дивергентного каротажа был назван зондом КР-1 Кашика-Рыхлинского.

Удельное электрическое сопротивление окружающих металлическую колонну горных пород определяется для этого зонда по формуле:

, (2)

где - потенциалы электрического поля колонны в точке контакта с ней среднего измерительного электрода, соответственно, при подаче токов в верхний и нижний токовые электроды зонда, вольты;

- первые разности потенциалов электрического поля на участке колонны между контактами с ней двух крайних измерительных электродов зонда, соответственно, при подаче токов в верхний и нижний токовые электроды зонда, вольты;

- вторые разности потенциалов электрического поля на участке колонны между контактами с ней всех трех измерительных электродов зонда, соответственно, при подаче токов в верхний и нижний токовые электроды зонда, вольты;

- токи, подаваемые к колонне в точках соприкосновения с ней верхнего и нижнего токовых электродов зонда, амперы;

K – коэффициент зонда, м.

Техническая реализация способа и аппаратуры для электрического каротажа обсаженной скважины ЭКОС-31-7 с зондом КР-1 выполнена ООО Научно-производственным предприятием геофизической техники «Геофизика», г. Пятигорск, научный руководитель Р. И. Кривоносов, ответственный исполнитель А. С. Степанов.

Технология электрического каротажа обсаженной скважины ЭКОС-31-7 (в дальнейшем технология ЭКОС-31-7) предназначена для определения удельного электрического сопротивления горных пород в эксплуатационных и наблюдательных нефтяных и газовых скважинах глубиной до 5000 м, обсаженных пяти- и шестидюймовыми стальными колоннами, заполненными проводящей жидкостью на водной основе и в смеси с нефтью, а также пустых (без жидкости) с температурой на забое скважины до 125С и гидростатическим давлением до 100 МПа при отношении удельного электрического сопротивления промышленного объекта (пласта) и вмещающих горных пород и изменении _п от 0 до 100 Омм.

Технология ЭКОС-31-7 позволяет на выработанных ранее месторождениях нефти и газа определить пропущенные, невыработанные или восстановившиеся промышленные объекты и ввести их в эксплуатацию.

Технология ЭКОС-31-7 включает в себя поверку аппаратуры электрического каротажа обсаженной скважины ЭКОС-31-7 (в дальнейшем аппаратуры ЭКОС-31-7), измерение в скважине, обработку полученной информации на ЭВМ, выдачу результата в виде LAS-файлов и графических файлов изображений диаграмм. Операции выполняются последовательно.

Поверка и определение метрологических характеристик аппаратуры ЭКОС-31-7 производится на установке поверочной ЭКОС-31-7 по методическим указаниям ГТ 1.006 МУ.

Обработка результатов и их графическое представление выполняются в соответствии с требованиями, изложенными в настоящем РД.

Определение глубины водо-нефтяного, газо-водяного и газонефтяного контактов, а также коэффициента К_НГ – нефтегазонасыщения нефтяного или газового объекта производится по известным методикам (приложение 1 к РД).

Работоспособность аппаратуры ЭКОС и ее основные характеристики должны быть проверены согласно «Методике проверки работоспособности и основных характеристик аппаратуры электрического каротажа скважины, обсаженной стальной колонной ЭКОС-31-7».

Проверка аппаратуры выполняется в контрольно-поверочной скважине или иной скважине напротив пластов с заранее известными, неизменными во времени, параметрами. Погрешность определения r_п не должна превышать D r_п = (5 ± 0,3r_п)%.

Так, например, при работе в Нижневартовском регионе для этих целей использовалась контрольно-поверочная скважина ЗАО СК «Тюменьпромгеофизика» (г.Мегион).

Конструкция скважины:

• забой 290м;

• в интервале глубин 189-290м диаметр колонны 146мм;

• скважина имеет большое количество имитаторов; интервал глубин, пригодный для измерений аппаратурой ЭКОС 195-220м;

• в интервале глубин 128-145м скважина обсажена пластиковой трубой.

В трех метрах от нее расположена вторая контрольно-поверочная скважина, обсаженная с глубины 140м пластиковой колонной.

Результаты проверки аппаратуры ЭКОС приведены на рис. 1 и 2. Данные аппаратурой ВИКИЗ получены в течении суток в соседней скважине, обсаженной пластиковой колонной. Некоторое завышение сопротивления в низкоомной части интервала (на 3,5 Омм) аппаратурой ЭКОС относительно ВИКИЗ обусловлено, скорее всего, особенностями конструкций контрольно-поверочных скважин, в которых выполнялись измерения (взаимное расположение; неоднородность пластов; влияние пластиковой колонны, имитаторов; короткая колонна и т.д.). Лучше было бы иметь измерения комплексом электрических методов ГИС в одной и той же скважине до и после ее обсадки стальной колонной через малый промежуток времени.

Аппаратура ЭКОС должна храниться и транспортироваться в соответствии с требованиями, изложенными в паспорте изделия.

При выполнении спуско-подъемных операций, привязки по глубине, проведения измерений в скважине и обслуживании аппаратуры ЭКОС необходимо руководствоваться требованиями РД, паспорта изделия и соответствующими методиками и инструкциями на спуско-подъемное оборудование.

Рекомендуемый интервал каротажа ЭКОС (1 объект исследования): - до 100 м записи, но не более 150 точек, включая повторные измерения.

Технология осуществима при условии соблюдения требований, регламента работы и режимов аппаратуры и оборудования, изложенных в соответствующих технических описаниях, руководствах и инструкциях по их эксплуатации.

Аппаратура, оборудование и материалы.

• Аппаратура ЭКОС-31-7 (ГТ1.006 ТУ).

• Установка проверочная (ГТ1.007 ТУ).

• Станция каротажная АКС Л/7 (ТУ 25-04-1899-77) или другого типа, обеспечивающая работу в глубоких скважинах.

• Подъемник каротажный ПК-2 (ТУ 25-04-71-2565-81) или другого типа, обеспечивающий работу в глубоких скважинах.

• Автокран или другая техника, способная обеспечить спуско-подъемные операции

(А-50, АзИНМаш и т.п.).

• Скважинная аппаратура, обеспечивающая привязку по глубине к существующему геологическому разрезу (как правило, аппаратура РК, локатор муфт).

• Кабель каротажный семижильный ТУ 3585-007-430450042-2000 длиной до 5500 м или другого типа, обеспечивающий работу в глубоких скважинах.

• Блок наземный ГТ 2.028.

• Источник тока колонны .

• IBM совместимый компьютер.

Назначение аппаратуры ЭКОС-31-7

Аппаратура ЭКОС-31-7 предназначена для определения удельного электрического сопротивления горных пород за стенкой обсадной стальной колонны диаметром 5 или 6 дюймов при глубине буровой скважины до 5000 м, пустой или заполненной жидкостью на любой основе с температурой промывочной жидкости до 125^оС и гидростатическим давлением до 100 МПа.

Аппаратура ЭКОС-31-7 должна эксплуатироваться автономно с каротажным подъёмником, обеспечивающим работу в глубоких скважинах.

В качестве линии связи используется кабель геофизический семижильный с электрическим сопротивлением ТПЖ постоянному току не более 25 Ом/км.

Аппаратура ЭКОС-31-7 относится к восстанавливаемым, ремонтируемым изделиям.

Основные параметры и размеры

Вес скважинного прибора - не более 90 кг (без балластных грузов).

Габаритные размеры скважинного прибора:

Длина - не более 7 м.

Рис. 1. Контрольно-поверочная скважина ЗАО ПГО ТПГ, г. Мегион. Сопоставление данных ВИКИЗ и ЭКОС (стволы скважины на расстоянии 3 м друг от друга).

Рис. 2. Контрольно-поверочная скважина ЗАО ПГО ТПГ, г. Мегион. Сопоставление данных БК, ИК, ПС