7.2 Газовий каротаж після буріння
Газовий каротаж після буріння свердловин базується на вивченні газовмісту промивної рідини, яка збагачується газоутворюючими вуглеводнями, що надходять із пластів, у період перериву її циркуляції.
Газовий каротаж після буріння проводиться при відновленні циркуляції промивної рідини після простою свердловини. Про газонасиченість пластів судять за вмістом в промивній рідині вуглеводневих газів, що надходять з пластів в свердловину. Істотною задачею при цьому є вибір оптимального часу перерви циркуляції рідини. Недостатня перерва циркуляції рідини приводить до пропуску покладу, а дуже велика - до утруднення локалізації покладу. Оптимальний час складає від 3 до 20 годин.
При газовому каротажі після буріння проводиться безперервна реєстрація газовмісту промивної рідини у перебігу часу, достатнього для виходу двократного об'єму цієї рідини з досліджуваної глибини до земної поверхні.
Для визначення істинної глибини розміщення аномальних газосвідчень (до початку спуску бурильних труб) користуються виразом:
,
(7.19)
де На – глибина аномального газосвідчення, зафіксованого на кривій після спуску колони; Нк – глибина спущеної бурової колони до початку циркуляції; Vк – об’єм рідини, що витісняється колоною бурильних труб завдовжки 1 м; V0 – об’єм 1 м відкритого стовбура свердловини.
Газометрія свердловин після буріння включає визначення вмісту газу в промивній рідині:
при відновленні циркуляції без обробки стовбура свердловини;
при обробці стовбура свердловини після перериву циркуляції;
при розширенні стовбура свердловини після перериву циркуляції.
При проведенні газометрії свердловин після буріння розв’язують наступні задачі:
виявлення покладів нафти і газу;
визначення характеру покладів (газовий, нафтовий, обводнений);
визначення глибини залягання покладів.
7.3 Комплекс досліджень які проводяться сумісно з газовим каротажем в процесі буріння свердловин
Цей комплекс останніми роками різко розширився і на просторах СНД включає наступні групи методів, заснованих на вивченні:
показників буріння;
характеристик гідравлічної системи при бурінні;
зміни властивостей бурового розчину при бурінні;
вимірювання властивостей шламу.
При такій класифікації газометрія свердловин (газовий каротаж) – це один з методів третьої групи.
Окрім цього, в процесі буріння можуть проводитися дослідження і звичними електричними, радіоактивними і акустичними зондами, розташованими усередині колони бурильних труб над долотом. Для передачі інформації можуть використовуватися різні лінії зв'язку (дротяна електрична, гідравлічна, по бурових трубах, через гірські породи і ін.).
Деякі види інформації, одержувані в процесі буріння, важко або навіть неможливо одержати при дослідженнях свердловин після буріння. Перевага таких досліджень в процесі буріння полягає також в їх оперативності. По них можна судити про процес буріння і вживати заходів по його поліпшенню.
Механічний каротаж включає визначення тривалості та швидкості буріння. Тривалість буріння – це час, який витрачається на буріння 1 м породи. Швидкість буріння характеризується заглибленням свердловини в одиницю часу.
Степінь трудності руйнування тих чи інших гірських порід визначається параметром їх буримості. Буримість гірських порід є функцією багатьох змінних, які залежать від геологічних, технічних і технологічних факторів. Основним із цих факторів є критичний опір гірських порід руйнуванню долотом в процесі буріння, тобто напруженість, яка залежить від типу породи, часових її опорів на стискуванні та зрізі, а також від прикладеного навантаження.
Показником буримості гірських порід є швидкість буріння (м/год., м/хв.) та тривалість буріння (год./м, хв./м), які визначаються через час буріння певного інтервалу розрізу – глибини свердловини (1.0; 0.5; 0.4; 0.2 м).
Швидкість буріння становить:
,
(7.11)
де p – навантаження на долото; n – швидкість обертання долота; Г – геометричний фактор, який залежить від типу долота; σ – коефіцієнт міцності гірських порід.
Тривалість буріння визначається наступним чином:
,
(7.12)
де Kз.д. – коефіцієнт, який залежить від зносу долота та його діаметра.
За даними тривалості буріння можна проводити літологічне розчленування розрізів свердловин. Найбільша тривалість буріння 1 м породи характерна для магматичних і метаморфічних порід, а також сильно-зцементованих осадових порід. Пористі пісковики, вапняки та доломіти відзначаються середньою тривалістю буріння, а високо пористі пісковики та крейда – низькою. Для глин спостерігається тенденція збільшення тривалості буріння з глибиною.
За допомогою комплексних геофізичних досліджень свердловин у процесі буріння розв’язують наступні задачі:
літологічне розчленування розрізу та виділення порід-колекторів;
визначення характеру насичення колекторів;
оперативне визначення ряду фізичних параметрів порід-колекторів і попередня оцінка їх колекторських властивостей;
визначення інтервалів встановлення башмака технічної та експлуатаційної колон;
оптимізація швидкості процесу буріння;
визначення умов безаварійного буріння свердловин;
буріння похило-направлених свердловин за заданим кутом і азимутом;
визначення міцності та абразивності гірських порід;
контроль процесу цементування свердловини та інші.