ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

ТЕХНОЛОГИИ ЭКОС-31-7

Р. И. Кривоносов (ООО «Геофизика»)

Среди геофизических методов исследования скважин электрометрия является самой информативной, однако более 60 лет со времени создания первого патента (проф. Альпин Л. М.) она не применялась при исследовании скважин, обсаженных металлической колонной.

Измерение удельного электрического сопротивления горных пород за стенкой металлической обсадной колонны позволит применять хорошо разработанные методы оценки нефтегазо- и водонасыщенности для моделирования продуктивных коллекторов, особенно в условиях низкой пористости, где оценки водонасыщенности, основанные на показаниях импульсных нейтронных методов проблематичны. Каротаж сопротивлений через колонну дает информацию для оконтуривания застойных зон, невыработанных или восстановившихся нефтегазонасыщенных объектов, позволяет корректировать технологические схемы разработки, вводить вновь восстановившиеся или пропущенные объекты в эксплуатацию.

Для увеличения добычи нефти и газа в старых регионах можно не проводить дополнительные дорогостоящие поисково-разведочные работы. Достаточно провести исследования новой технологией и, в лучшем случае, подремонтировать или оживить давно пробуренную законсервированную скважину. Оказывается, выработанные нефтегазовые месторождения под воздействием гравитационных сил и вращения Земли восстанавливаются. Кроме того, существовавшие 30-50 лет назад геофизические технологии не имели высокой разрешающей способности и достаточного метрологического обоснования как, например, современные, что приводило неизбежно к пропуску нефтегазовых объектов. Выявление таких пропущенных объектов в старом фонде скважин и возврат к выработанным ранее, но восстановившимся объектам, представляют значительный интерес и экономическую целесообразность.

Технология электрического каротажа обсаженной скважины ЭКОС в 2000-2004 гг. находилась в процессе разработки и промышленного опробования в России на нефтяных и газовых месторождениях Ставропольского, Краснодарского краев и в Западной Сибири (Мамонтовское, Ватинское, Лянторское, Ново-Покурское месторождения).

В качестве примера применения первой версии технологии приведем материал каротажа по скв.1755 Троицкая ОАО «Роснефть – Краснодарнефтегаз».

Наблюдательная скважина 1755 Троицкая закончена бурением в июле 1983г.

Забой: 1670 м. Внутренний диаметр стальной колонны 125 мм, толщина стенки 6-8 мм.

Водонефтяной контакт ВНК по БК, БКЗ, ИК на июль 1983 г. (рис. 1а, б) находился на глубине 1510 м. Газонефтяной контакт ГНК по кривым нейтронного гамма каротажа НГК и электрического каротажа зондами БКЗ был определен на глубине 1498 м.

Исследования технологией электрического каротажа через стальную обсадную колонну ЭКОС выполнены в феврале 2004 г. модификацией зонда Е2Р2. Геологические данные на февраль 2004 г. по глубине расположения: ВНК – 1497,3м; ГНК – 1493,3 м.

Заземление удаленного электрода N_ потенциала произведено за устье скважины, в которой проводились измерения, а обратного токового электрода – за устье соседней скважины (на удалении 100 м).

Измерения выполнены в интервале глубин 1520 – 1444 м с шагом 1 м и повтором в интервалах глубин 1525 – 1520м, 1520 – 1516 м и 1500 – 1496 м, т.е. 74 м каротажа, а вместе с повторными статистическими - 120 точек измерения _п.

Сопоставление полученного материала выполнено с данными бокового каротажа БК (см. рис. 1а), зондами БКЗ (1983 г.) (см. рис. 1б) и импульсного нейтрон – нейтронного каротажа ИННК (12.02.2003 г.) (рис. 1в).

Изменение ρ_п горных пород по данным каротажа ЭКОС зарегистрировано от 1,8 до

б)

Рис. 1. Скважина 1755 Троицкая. Сопоставление данных _п ЭКОС и _э и _к градиент-зондами БКЗ.

Рис.1в. Скважина 1755 Троицкая. Сопоставление данных _п ЭКОС и ИННК.

100 Ом^.м. Кривая ЭКОС близка по конфигурации и амплитуде к кривой эффективного сопротивления ρ_э зонда БК (глубина 1450 м на рис. 1а) , а также по амплитуде – к кривой ρ_к зонда А8M1N (глубина 1515 м на рис. 1б), что свидетельствует о близости их радиусов исследования (1,5 – 2м). По кривым _п ЭКОС и Fi ИННК (см. рис. 1в) на февраль 2004 г. по сравнению с 1983 г. (за 21 год) положение ГНК переместилось с глубины 1498 м на глубину 1494 м (на 4м выше) и это четко видно по кривой ИННК и ЭКОС, а положение ВНК с глубины 1510 м переместилось на глубину 1499 м (на 11м выше), что видно только по кривой _п ЭКОС и не видно по кривой Fi ИННК. Кроме того, по сравнению с геологическими данными уточнено положение ВНК на 1,7 м ниже, т.е. запасы месторождения на февраль 2004 г. по глубине выработки по геологическим данным (без каротажа ЭКОС) были определены с большой ошибкой, если учесть, что в течение года месторождение вырабатывалось по площади в среднем на 0,524 м по глубине. Поэтому преимущества нового способа и устройства для решения геологических задач, контроля за разработкой очевидны. Они дают большой экономический эффект. При фактическом темпе добычи нефти из месторождения предполагаемая ранее по геологическим данным глубина расположения ВНК 1497,3 м могла быть достигнута не ранее, чем через 3 года (36,5 месяцев). С использованием новых данных схема разработки месторождения может быть скорректирована в сторону большей интенсификации добычи нефти.

Интерес к новой технологии у зарубежных партнеров возник давно и, прежде всего, у Китайских нефтегазовых компаний. Доклады на II и III Российско-Китайском симпозиумах были сделаны специалистами ООО «Геофизика» в 2002 г. (г. Шанхай) и 2003 г. (г. Уфа) и опубликованы в соответствующих сборниках.

В 2003 г. на Международной выставке в г. Ганновере (Германия) за представленные разработки в области высоких технологий, в том числе технологии ЭКОС, ООО «Геофизика» получила Диплом выставки, а в 2004 г. на IV Московском Международном салоне инноваций и инвестиций Диплом и Золотую медаль за разработку Аппаратуры ЭКОС-31 для электрического каротажа через стальную обсадную колонну.

1. Назначение

Аппаратура ЭКОС-31-7 предназначена для определения удельного электрического сопротивления горных пород (ρ_п) в диапазоне от 0 до 300 Ом^.м в скважинах, обсаженных стальной колонной диаметром 5 или 6 дюймов, глубиной 6 000 м, пустых или заполненных проводящей промывочной жидкостью.

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

В качестве линии связи используется кабель геофизический семижильный ТУ3585‑007‑430450042‑2000 с электрическим сопротивлением токопроводящих жил постоянному току не более 30 Ом/км, длиной не более 6300 м.

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

2. Технические данные

Основные параметры и размеры

- Вес скважинного прибора - не более 100 кг (без балластных грузов).

- Габаритные размеры скважинного прибора:

Длина, не более 8 м.

Максимальный диаметр (в сложенном состоянии), не более 95 мм.

Размеры электрического зонда (измеряются от центров электродов) приведены на рис.2.1.

- Усилие прижатия измерительного электрода к стенке скважины, не менее 50 Н.

Рис. 2.1. Общий вид скважинного прибора аппаратуры ЭКОС-31-7.

Характеристики

- Ток питания колонны, не менее - 5А.

- Предел допускаемого значения основной относительной погрешности измерения удельного электрического сопротивления горных пород – %, при изменении р_п от 0 до 100 Омм.

- Пределы допускаемых значений основных абсолютных погрешностей измерений:

1) U – 50 мкВ

2) DU – 50 нВ

3. D2U – 50 нВ

4. I - 100 мкА

- Динамический диапазон измерения основных электрических параметров, не менее:

1)U – 90 дБ

2) DU – 100 дБ

3. D2U – 100 дБ

4. I – 100 дБ

- Рабочий диапазон температур окружающей среды, ^оС: от –10 до +95

- Предельные условия пребывания аппаратуры ЭКОС-31-7:

- скважинный прибор, ^оС от –50 до +125

- При температуре от +95^оС до +125^оС – не более 2-х часов.

- наземная часть, ^оС от –50 до +60

Аппаратура ЭКОС-31-7 восстанавливает свои характеристики после пребывания в предельных условиях и последующего пребывания в нормальных условиях в течение не менее 12 часов.

- Дополнительная относительная погрешность измерения удельного электрического сопротивления горных пород при увеличении температуры на 100 ^оС – не более одной основной относительной погрешности.

- Предельное гидростатическое давление рабочей среды 100 МПа.

- Время установления рабочего режима аппаратуры

ЭКОС-31-7, не более 3 мин.

- Электрическое питание скважинного прибора:

- в режиме измерения - постоянный ток, мА 250

- в режиме работы ЛУД УПУ - импульсный ток частотой 7..10 Гц, А до 1,5

- Потребляемая скважинным прибором мощность:

- в режиме работы ЛУД УПУ, не более 60 ВА

- в режиме измерения, не более 25 Вт.

- Сопротивление изоляции между корпусом головки электронного блока и ее контактами при нормальной температуре должно быть не менее 1 МОм.

- Аппаратура ЭКОС-31-7 должна сохранять свои характеристики в течение времени непрерывной работы не менее 8 час.

Критерием предельного состояния является экономическая нецелесообразность продолжения эксплуатации по заключению технической службы предприятия, эксплуа-тирующего изделие.