1.4.4. Кавернометрия

Кавернометрия применяется отчасти как самостоятельный метод изучения геологических разрезов, а главным образом - как составная часть других методов исследований скважин. Измерения проводят дистанционными каверномерами на кабеле. Измерительным узлом каверномера являются жесткие рычаги или фонари, механически связанные с ползунком потенциометра. В результате перемещения каверномера по стволу скважины получают кривую изменения диаметра с глубиной - кавернограмму.

Большинство современных каверномеров дают величину диаметра скважины, соответствующую диаметру окружности по внешним точкам рычагов или фонаря. Площадь этого круга может существенно отличаться в ту или иную сторону от площади поперечного сечения скважины на соответствующей глубине, так как форма этого сечения может быть не круговой. Поэтому о точности измерения диаметра скважины надо судить только по точности работы самого каверномера. Это обстоятельство чрезвычайно важно, и о нем нужно помнить при обработке данных, где кавернометрия составляет часть исследований. Там, где это необходимо для получения более надежных данных о среднем диаметре скважины, используют повторную или даже многократную кавернометрию одних и тех же интервалов.

Каверны не всегда приурочены к зонам поглощения. Поэтому по кавернограмме можно четко выделить зону поглощения только в том случае, когда поглощающий интервал представлен кавернозными породами, например, известняком. Если проницаемая зона представлена обрушающимися породами, то кавернометрия позволяет выявить этот интервал лишь в комплексе с другими наблюдениями.

Кавернограммы широко используют для определения места установки пакетирующего устройства, когда исследования скважины или изоляционные работы будут производиться с герметизацией ствола скважины. В некоторых случаях по данным кавернометрии выбирают способ изоляции поглощающего горизонта или рассчитывают объем тампонажного материала.

Скважинный профилемер-каверномер. Предназначен для определения профиля поперечного сечения бурящихся скважин.

Профилемер измеряет 16 радиусов с помощью рычагов, сориентированных относительно стран света, и передает всю информацию к наземной аппаратуре для обработки и регистрации. Профилемер работает совместно с наземным комплексом и может выдавать информацию в виде девятнадцати аналоговых кривых на бумаге, или в виде цифрового кода на магнитной или перфоленте, или в виде сечения скважины на экране осциллографа.

Профилемер позволяет выявлять зоны желобообразования с целью прогнозирования и ликвидации прихватообразных участков, интервалы и характер сужения или размыва и определять объем скважины.

Основные показатели прибора:

Число измерительных рычагов.......................................................................................................................	16
Диапазон измерения радиусов, мм.................................................................................................................	56-400
Предел абсолютной погрешности, мм...........................................................................................................	15
Погрешность ориентации, градус...................................................................................................................	5
Предельная температура окружающей среды, 0С.........................................................................................	120
Предельное давление окружающей среды, МПа..........................................................................................	100
Диаметр, мм......................................................................................................................................................	110

Прибор КМ-2. Состоит из двух основных частей: скважинного прибора и блока управления, соединенных трехжильным каротажным кабелем. Работа аппаратуры основана на использовании электропотенциометрического преобразователя, ползунок которого кинематически связан с измерительными рычагами (рис. 1.13).

Усредненный диаметр скважины измеряется тремя жестко связанными рычагами 3. Толкатель 4, опирающийся на малые плечи рычагов под действием рабочей пружины 5, упруго прижимает концы рычагов 3 к стенке скважины. С толкателем связан шток 6, на котором закреплен ползунок 8 потенциометра 7. Форма рычагов 3 и опорных поверхностей толкателя такова, что перемещения рычагов и ползунка 8 прямо пропорциональны. Благодаря этому измеряемые диаметры прямо пропорциональны разности потенциалов потенциометра, которая записывается на поверхности каротажным регистратором.

При спуске прибора в скважину рычаги удерживаются в закрытом положении замком 2. Они раскрываются по команде с поверхности в момент включения электромагнита 1 замка.

На кавернограмме (рис. 1.13, б) выделены интервалы с номинальным диаметром 1, размытый 2 (I) и с уменьшением диаметра (III), по которым, очевидно, установка пакеров ИПТ возможна в участках I и III.

Рис. 1.13.Схема устройства прибора КМ (а) и кавернограмма открытого ствола скважины (б):

+ Δd и - Δd – соответственно увеличение (+50 мм) и уменьшение (+10 мм) для метра скважины.

Основные показатели прибора КМ-2:

Диапазон измеряемых диаметров, мм...................................................................................	40-400
Основная инструментальная погрешность, мм.....................................................................	± 4
Усилие прижатия рычага к стенке скважины, Н...................................................................	10-50
Управление рычагами..............................................................................................................	Однократное раскрытие по команде с поверхности
Максимально допустимая температура окружающей среды для скважинного прибора, 0С...............................................................................................................................................	100
Максимально допустимое гидростатическое давление для скважинного прибора, МПа	20
Габаритные размеры, мм: скважинный прибор: диаметр (при закрытых рычагах).................................................................. длина................................................................................................................. блок управления.........................................................................................................	36 1660 278×132×110
Масса скважинного прибора, кг.............................................................................................	8

Комплексный прибор К2-741. Предназначен для измерения двух взаимно перпендикулярных диаметров и их полусуммы, а также кажущихся удельных электрических сопротивлений горных пород зондами стандартного каротажа A2M0,5N; N11M0,5A; N0.55M2A, потенциалов самопроизвольной поляризации ПС в скважинах глубиной до 7500 м с максимальной температурой до 200 ⁰С и наибольшим гидростатическим давлением до 150 МПа.

Прибор рассчитан на работу в составе серийно выпускаемых автоматических каротажных станций, дополнительно укомплектованных блоками частотой демодуляции Б1 и управления Б2. Измерения проводятся с применением геофизического кабеля, обеспечивающего работу в условиях глубинных скважин.

Прибор К2-741 выполнен в виде трех основных узлов: электронного блока, управляемого прижимного устройства многократного действия и гибкого зонда. Коммутационная схема прибора обеспечивает работу в двух циклах – измерения КС и диаметра скважины.

Основные показатели прибора К2-741:

Диапазон измерения кажущихся удельных сопротивлений, Ом • м:
для зонда N11M0.5A.....................................................................................	0,2-200; 0,2-1000
для зондов A2M0.5N, N0.5M2A...................................................................	0,2-200; 0,2-1000; 0,2-5000
Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения кажущихся удельных сопротивлений зондами стандартного каротажа..........................................	5 + 0,14
Предел допускаемой основной абсолютной погрешности измерения диаметра, мм......................................................................................................................	± 10
Предел допускаемой дополнительной температурной погрешности при измерении всех параметров на каждые 50 0С, %..............................................................................	2,5
Максимальная рабочая температура, 0С.........................................................................	200
Максимальное рабочее гидростатическое давление, МПа...........................................	150
Частота тока питания, Гц..................................................................................................	300
Максимальная глубина исследования, м.........................................................................	7500
Габаритные размеры прибора,мм: длина с зондом.............................................................................................. диаметр..........................................................................................................	22000 73
Масса прибора, кг.............................................................................................................	95