Геофизические методы контроля за разработкой. Геофизические методы контроля за разработкой.. Целью данной работы является уточнение геологической модели строения
 Скачать 2.21 Mb.
|
1 МэВ, передавая большую часть энергии на возбуждение ядра-мишени. Вероятность неупругого рассеяния тем выше, чем выше энергия нейтронов. Возврат ядра-мишени из возбуждённого состояния происходит за 10-14 с и сопровождается вторичным гамма-излучением, которое называется гамма-излучением неупругого рассеяния (ГИНР). Спектр ГИНР является индивидуальной характеристикой ядра. |
| Шифр параметра | | Задержка, мкс. | Зонд |
| TP11 | 1 | 256 | Малый зонд |
| TP21 | 2 | 256 | Большой зонд |
| TP12 | 1 | 512 | Малый зонд |
| TP22 | 2 | 512 | Большой зонд |
минерализация пластовой воды не менее 3070 г/л NaCl; с уменьшением минерализации вод точность определения Кн уменьшается;
отсутствие зоны проникновения фильтрата промывочной жидкости и восстановление минерализации пластовой воды в этой зоне до первоначального или до известного значения.
Дальнейшее замедление нейтронов происходит в процессе упругого рассеяния, при котором кинетическая энергия нейтрона до соударения переходит в кинетическую энергию нейтрона и ядра-отдачи после соударения, эти процессы продолжаются до достижения нейтроном тепловой энергии. Наибольшим сечением упругого рассеяния обладает водород, его присутствие в окружающей среде играет основную роль в процессе замедления. Упругое рассеяние не сопровождается гамма-излучением.
Замедлившись до тепловой энергии, нейтроны захватываются ядрами элементов горных пород. Последствием радиационного захвата теплового нейтрона почти всегда является немедленное (10-23 с) излучение гамма-квантов (ГИРЗ).
Спектр ГИРЗ также является индивидуальной характеристикой ядра. Реже захват тепловых нейтронов приводит к активации ядра оно становится радиоактивным с некоторым периодом полураспада.
Энергия связи большинства породообразующих элементов составляет 78 МэВ, следовательно, при радиационном захвате тепловых нейтронов возникает жесткое гамма-излучение. При поглощении одного теплового нейтрона испускаются 34 гамма-кванта.
Процесс замедления быстрых нейтронов в результате упругих и неупругих взаимодействий длится порядка нескольких первых микросекунд, таким образом, через несколько микросекунд после облучения вещества быстрыми нейтронами (вспышка) возникает излучение радиационного захвата. Время жизни тепловых нейтронов в типичных разрезах нефтегазовых скважин колеблется от 100 до 500 мкс, следовательно, во время вспышки тепловые нейтроны от предыдущих вспышек, а также те нейтроны, энергия которых приблизилась к энергии теплового движения во время вспышки, продолжают генерировать гамма-излучение захвата. При регистрации спектров ГИНР гамма-излучение радиационного захвата является фоновым (Рис. 4.5). Фоновую составляющую спектров измеряют при выключенном генераторе нейтронов («фоновая пауза»). Таким образом, для получения «чистых» спектров ГИНР необходимо регистрировать спектр ГИРЗ и вычитать его из измеренных спектров ГИНР.
Рис. 4.5. Временные интервалы регистрации спектров неупругого рассеяния и радиационного захвата
нефтяной месторождение геофизический скважина
Ввиду сложности спектров ГИНР и ГИРЗ ограничимся рассмотрением тех элементов горных пород и насыщающих их флюидов, присутствие которых имеет основное значение для решения поставленной задачи, в первую очередь элементы С, О для определения присутствия углеводородов, и Ca, Si как основные элементы, характеризующие состав горных пород (известняк, песчаник). Для основных породообразующих элементов в таблице 4.3 приведены: энергии порога неупругого рассеяния Eпор, а также наиболее характерные энергетические линии ГИНР и ГИРЗ.
Данные, приведённые в таблице 4.3, позволяют сделать следующие выводы:
характерные энергетические линии ГИНР и ГИРЗ основных породообразующих элементов лежат в пределах 18 МэВ это позволяет ограничить диапазон регистрируемых энергий шкалой до 10 МэВ;
пороговая энергия ГИНР для углерода и кислорода составляет 4.8 и 6.44 МэВ, следовательно, для возбуждения реакции неупругого рассеяния необходимо применение излучателя нейтронов с энергией более 6.44 МэВ.
Таблица 4.3. Основные породообразующие элементы и их характеристики гамма-излучения неупругого рассеяния и радиационного захвата нейтронов
| Элемент | Среднее содержание в горных породах, % | Eпор, МэВ | Энергия ГИНР, МэВ | Энергия ГИРЗ, МэВ |
| 12C | 0.02298 | 4.80 | 4.43 | 4.95, 3.68 1.26 |
| 16O | 46.89 | 6.44 | 6.13 7.12 | 2.18, 1.09 3.27 |
| 40Ca | 2.87 | 4.55 | 3.73 3.90 | 1.94, 6.42 4.42 |
| 28Si | 28.54 | 1.90 | 1.78 2.84 | 3.54, 4.93 1.27 |
| 56Fe | 4.26 | 0.86 | 1.24 2.61 | 7. 63,7.65 5.9 |
| 1Н | 0.99985 | - | - | 2.23 |
Основой выбора методики углеродно-кислородного каротажа служит различие содержания углерода и кислорода в нефти и воде. Содержание «С» в различных нефтях колеблется от 82 до 87%, О от 0.02 до 1.65%. Содержание «О» в воде по массе составляет 85.82%, при определении нейтронно-активационным анализом проб пластовых вод присутствия углерода обнаружено не было.
Таким образом, основа метода углеродно-кислородного каротажа состоит в том, что энергия ГИНР и ГИРЗ характерна для каждого элемента, содержащегося в скважине. В результате неупругих рассеяний на ядрах углерода (С) образуется ГИНР с энергией 4.8 МэВ, на ядрах кислорода 6.44 МэВ. Вместе с тем, количество гамма-квантов, зарегистрированных детектором в определенных энергетических областях, пропорционально концентрации элементов, испускающих данные гамма-кванты. Следовательно, измерение скоростей счета в различных, характерных для каждого элемента энергетических областях, даёт возможность определения относительного содержания элементов в горных породах.
Измерительный зонд содержит излучатель быстрых (14 МэВ) нейтронов и один – два детектора гамма-излучения. Длина зонда 0,4 – 0,6 м, точка записи – середина зонда. Калибровки проводят на трех стандартных образцах, воспроизводящих значения насыщенности пласта. Одним из стандартных образцов является емкость с пресной водой не менее 1,5 м в диаметре и 2 м по высоте (для исключения влияния среды за стенами емкости). Рекомендуемая скорость каротажа – 40–50 м/ч.
В прибор С/О-каротажа (АИМС-ОАО НПЦ «Тверьгеофизика») генератор нейтронов производит короткий (длительностью 5–8 мкс) выброс нейтронов каждые 50 мкс. Гамма-лучи, возникающие в породе в результате неупругого рассеивания и захвата нейтронов, регистрируются (с измерением их энергии) системой кристаллический детектор – многоканальный анализатор. Система ведет запись времени прихода гамма-квантов (256 временных каналов) и спектральной энергии гамма-квантов неупругого рассеивания (256 каналов) и захвата (еще 256 каналов).
Отношение С/О зависит от пористости, литологии, характера насыщения пластов, заполнения скважины, но практически не зависит от минерализации пластовых флюидов, что является достоинством метода. Для учета влияния вещественного состава пород по спектрам ГИНР и ГИРЗ рассчитываются отношения кальция и кремния (Ca/Si). Интерпретационным параметром метода является разность отношений углерода-кислорода (RС/О), и кальция-кремния (RСa/Si).Кажущееся объемное содержание нефти в породе (kн,к) определяется с помощью зависимостей вида:
kн,к = а (RС/О - b RСa/Si) + с, где a, b, с – константы. (4.1)
По спектрам неупругого рассеивания вычисляется содержание в породе Са, Si, С и О (или отношение С/О), а по спектрам захвата – содержание Са, Cl (отношение Ca/Si определяется также и по «неупругим» спектрам). Коэффициент пористости рассчитывают по соотношению спектров захвата и упругого рассеивания. Спектр данных времени прихода гамма-квантов используют для независимого расчета
и пористости. Отношение С/О используют для расчета нефте-водонасыщения за обсадной колонной.При контроле за разработкой нефтегазовых месторождений применение данного метода позволяет решать следующие геолого-промысловые задачи: отслеживание продвижения водонефтяного (ВНК) и газожидкостного (ГЖК) контактов и закачиваемых вод в неперфорированных пластах, оценка степени заводнения перфорированных пластов независимо от минерализации пластовых вод. При контроле испытаний в колонне локализация притока и установление характера насыщения приточных прослоев в перфорированном пласте. Кроме этого, подтверждена перспективность изучения разрезов скважин старого фонда методом С/О с целью выявления и оценки пропущенных залежей. Также метод применяется для сопровождения процесса интенсификации нефтеотдачи коллекторов.
3.ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
3.1Охрана труда и техника безопасности при проведена геофизических исследовании
Геофизические работы в скважинах будут выполняться комплексным отрядом геофизических исследований в скважинах, действующим в составе Нижневартовской геофизической экспедиции.
Геофизических исследований скважин обеспечивает организацию работ входящих в ее состав отрядов, осуществляет руководство ими и контроль за их работой.
При экспедиции ГИС созданы следующие службы, необходимые для обеспечения бесперебойной работы главных производственных единиц (каротажных отрядов):
· диспетчерская служба, которая регистрирует заявки заказчиков на выполнение работ и на основе этих заявок выдает отрядам наряды на работу и контролирует выполнение их;
· контрольно-интерпретационная партия (КИП), которая принимает от отрядов первичные материалы (диаграммы, записи), обрабатывает их, интерпретирует и передает заказчику;
· аппаратурный цех, который производит профилактический осмотр, ремонт, регулирование и эталонирование, скважинных приборов и аппаратуры, лабораторий и подъемников и ведет учет их работы;
· ремонтный цех, который обеспечивает ремонт механизмов, оборудования подъемников и лабораторий и ходовых частей автомашин, а также геофизического кабеля.
Экспедиция ГИС входит в состав производственного геофизического объединения „Нижневартовскнефтегеофизика”.
Производственная деятельность геофизического предприятия организуется следующим образом. Геофизическая экспедиция заключает договор на выполнение исследований в скважинах с заказчиками, выступая при этом в роли подрядчиков. Взаимоотношения сторон определяются „Основными условиями на производство геофизических исследований в скважинах” и „Технической инструкцией по проведению геофизических исследований”. Договорный объем работ в течение планируемого периода выполняется на основе периодического поступления заявок со стороны заказчиков.
Весь комплекс, работ, проводящихся геофизическими отрядами, состоит из последовательных этапов: 1) подготовительные и заключительные работы на базе; 2) подготовительные и заключительные работы на скважине; 3) собственно геофизические исследования; 4) спуско-подъемные операции; 5) пересоединение скважинных приборов; 6) переезды на скважину и обратно.
Перед выездом на скважину начальник отряда получает заявку на выполнение комплекса ГИС, в которой указывается общий объем работ, в том числе по видам исследований и интервалам, данные о времени начала производства работ, конструкции скважины и т.п. Ознакомившись с заявкой, начальник отряда проводит подготовительные работы к выезду: информирует персонал о характере предстоящих работ, проверяет готовность аппаратуры и оборудования. Данные об объекте исследования, записанные в заявке, уточняются по прибытию отряда на скважину. Начальник отряда может преступить к производству ГИС при наличии акта о подготовленности скважины, подписанного буровым мастером и геологом.
Учет и оплата выполненных работ производятся на основании „Акта о выполнении геофизических работ”.
После предварительной обработки материалы ГИС передаются в интерпретационную партию. Копии геофизических диаграмм и результаты интерпретации выдаются заказчику. Объем и сроки представления результатов исследований заказчику устанавливаются договорами.
Для решения поставленных геологических задач предусматривается выполнение ГИС в два этапа: первый – в открытом стволе скважины, до спуска эксплуатационной колонны; второй – в эксплуатационной колонне.
Работы на первом этапе производства ГИС проводятся через буровой инструмент с муфтовым переходником типа „воронки” на нижней части бурового инструмента („воронка” позволяет беспрепятственно выходить и входить прибору в буровой инструмент). Инструмент (после промывочного цикла) поднимается и устанавливается в определенный интервал, оставляющий открытым интересующий интервал исследования, реперные пласты, а также обеспечивающий беспрепятственное прохождение аппаратурного комплекса до забоя скважины и проведения ГИС.
Запись геофизических параметров происходит в следующей последовательности:
· первый измерительный цикл: одновременная запись стандартных зондов, зондов БКЗ, резистивиметрии, ПС, микрозондов, микробокового каротажа и двух радиусов прижимного устройства;
· второй измерительный цикл: одновременная запись бокового каротажа и кривой индукционного каротажа.
Работы на втором этапе производства ГИС проводятся в эксплуатационной колонне. Производится повторный выезд на скважину геофизического отряда, после ожидания затвердевания цемента, с целью регистрации нейтрон-нейтронного каротажа, АКЦ и локатора муфт.