инст пров-я работ ГФ приборами на кабеле. Инструкция по проведению геофизических исследований и работ приборами на кабеле в нефтяных и газовых скважинах
 Скачать 0.95 Mb.
|
|
Часть вторая. ВИДЫ И МЕТОДЫ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАБОТ 14 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КАРОТАЖ 14.1 Основные положения 14.1.1 Электрический и электромагнитный каротаж — исследования скважин, основанные на изучении электрических и электромагнитных свойств горных пород и насыщающих их флюидов. 14.1.2 Электрический каротаж (ЭК) - исследования горных пород, основанные на регистрации параметров естественного или искусственного постоянного (квазипостоянного) электрических полей. 14.1.2.1 Электрический каротаж, основанный на регистрации параметров естественного электрического поля, представляет собой каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС). Измеряемой величиной является потенциал электрического поля ПС (U пс ) или разность потенциалов( ∆ U пc ). Единица измерения - милливольт (мВ). 14.1.2.2 Электрический каротаж, основанный на регистрации параметров постоянного (квазипостоянного) искусственного электрического поля, включает следующие виды: боковое каротажное зондирование (БКЗ), боковой (БК), боковой микро- (БМК) и микрокаротаж (МК), каротаж вызванных потенциалов (ВП), токовую резистивиметрию (Рез.). Они объединяются под общим названием «каротаж сопротивлений» (КС). Измеряемой величиной является кажущееся удельное электрическое сопротивление ( ρ к ) среды. Единица измерения - ом-метр (Ом·м). 14.1.2.3 Стандартный каротаж - исследования, включающие регистрацию потенциалов ПС и кажущихся сопротивлений одним или двумя не фокусированными (потенциал- и градиент-зонд) зондами, дойны которых выбраны постоянными для данного района работ. 14.1.2.4 Электрический каротаж не выполняют в скважинах с промывочной жидкостью на непроводящей основе. 14.1.3 Электромагнитный каротаж (ЭМК) — исследования горных пород, основанные на измерении параметров искусственного переменного электромагнитного поля. 14.1.3.1 Электромагнитный каротаж в области низких частот (десятки и первые сотни кГц), в которой слабо проявляются волновые свойства (фазовые сдвиги, затухание) регистрируемого поля, носит название индукционного каротажа (ИК), а в варианте зондирования — индукционного каротажного зондирования (ИКЗ). Измеряемой величиной является кажущаяся удельная электрическая проводимость ( σ к , γ к ). Единица измерения - миллисименс на метр (мСм/м). 14.1.3.2 Электромагнитный каротаж в области частот от нескольких сотен кГц до десятков МГц — это высокочастотный индукционный каротаж (ВИК) и диэлектрический каротаж (ДК). Измеряемыми величинами являются характеристики электромагнитного поля (фазовые и относительные, амплитудные), которые определяются преимущественно удельной электрической проводимостью (ВИК) или диэлектрической проницаемостью пород (ДК). Расчетной величиной для ВИК служит удельная электрическая проводимость пород ( σ , γ ). Для ДК — относительная диэлектрическая проницаемость пород ( ε ). Единица измерения ε — относительная единица. 14.1.3.3 Один из вариантов реализации ВИК — зондирование с использованием изопараметрических зондов, постоянной величиной которых является произведение частоты излучения на квадрат длины измерительного зонда, а измеряемой величиной — разность фаз сигналов (напряженности магнитного поля) в сближенных измерительных катушках — ВИКИЗ. Вариант ВИК, основанный на измерении затухания электромагнитного поля, — электромагнитный каротаж по затуханию (ЭМКЗ). 14.1.4 Для изучения изменения электрических параметров пород в радиальном направлении от скважины к неизмененной части пласта применяют комплексирование разноглубинных измерительных зондов одного вида — БКЗ, ИКЗ, ВИКИЗ - либо различных видов, реализующих зонды с разной радиальной глубинностью исследований, например, — МК, БМК, БК, ИК. 14.1.4.1 Для обеспечения достоверной комплексной обработки данных измерения зондами ЭК, ЭМК необходимо проводить при постоянных параметрах промывочной жидкости и раньше других методов ГИС для уменьшения влияния эффектов, связанных с формированием глубоких зон проникновения. Недопустимы промежуточные промывки скважины между регистрацией данных ЭК, ЭМК. 14.1.4.2 Проведение ЭК, ЭМК дополняют измерениями диаметра скважины, резистивиметрией и термометрией и измерением удельного электрического сопротивления проб промывочной жидкости на дневной поверхности. 14.1.5 Для всех методов ЭК, ЭМК, за исключением ПС, выполняют первичные, периодические и полевые калибровки скважинных приборов. Виды, очередность и сроки калибровок типичные для всех скважинных приборов (см. раздел 6). 14.1.5.1 В процессе первичной и периодических калибровок контролируют фактические коэффициенты зондов, коэффициенты преобразования каналов, основные относительные погрешности измерений электрического сопротивления или электропроводности в пределах динамического диапазона измерений каждого зонда. 14.1.5.2 Для калибровок зондов МК, БМК и токовой резистивиметрии применяют стандартные образцы сопротивлений — слабоминерализованный водный раствор, размещенный в металлическом баке. 14.1.5.3 Приборы считаются исправными, если контролируемые параметры укладываются в допуски, указанные в эксплуатационной документации. 14.1.6 Приборы ЭК и ЭМК, допущенные к измерениям, должны быть обеспечены методическими средствами, включающими: - зависимости между показаниями измерительного зонда (кажущиеся электрическое сопротивление ρ к и электропроводность σ к ) и удельным сопротивлением ρ п пород в широких диапазонах изменения толщин исследуемых пластов, удельных сопротивлений промывочной жидкости ( ρ с ) и вмещающих пород; - зависимости показаний ρ к от изменений технологических факторов — диаметров скважины, толщин глинистых и шламовых корок; - программные или палеточные средства, позволяющие провести первичную обработку данных и определить ρ н или σ п во всем диапазоне измерений. 14.1.6.1 Основные зависимости между измеряемыми величинами и характеристиками горных пород должны базироваться на результатах физического или математического моделирования. Они должны включать: - интерпретационные модели среды для определения искомых параметров; - тесты для ситуаций, отражающих типовые геолого-технологические условия района работ; - примеры воспроизведения всех этапов обработки. Форма представления зависимостей — графическая на бумажном носителе или файловая, если обеспечена возможность их вывода на печать. 14.1.6.2 Программные (или палеточные) средства должны: - базироваться на интерпретационной модели, соответствующей геолого-технологическим условиям залегания пород, а при совместной обработке данных разных методов ЭК, ЭМК — на единой модели для всех видов исследований; - обеспечивать обработку данных во всем диапазоне изменений ρ п , σ п , ρ с , толщин пластов; - иметь в качестве выходных параметров величины ( ρ п , ρ зп , ρ пз , σ п ) для определения которых предназначен вид исследований или совокупность видов. 14.1.7 Рекомендуемый порядок проведения исследований определяется типами используемых скважинных приборов и наземных средств: являются ли приборы цифровыми или аналоговыми с оцифровкой данных на дневной поверхности; имеются ли в приборах встроенные источники нуль- и стандарт-сигналов; предусмотрена ли возможность одновременного измерения геофизической величины и регистрации нуль- и стандарт-сигналов. Общее требование — рабочие файлы должны содержать результаты: - полевой калибровки (тестирования) приборов ЭМК в воздухе и приборов ЭК после их спуска в скважину и полного погружения в промывочную жидкость; - регистрации нуль- и стандарт-сигналов в исследуемом интервале до начала измерений; - основного измерения при подъеме прибора; - повторного измерения; - контрольного измерения в интервале каверн и при входе в обсадную колонну; - регистрации нуль- и стандарт-сигналов и тестирования приборов по окончании основного и повторного измерений. 14.1.7.1 Допускается исследование заявленного интервала глубин за несколько операций. В этом случае записи в отдельных интервалах глубин перекрывают, начинают и заканчивают регистрацией нуль- и стандарт- сигналов, полученные данные записывают в отдельные рабочие файлы. 14.1.7.2 Скорость каротажа регламентируется эксплуатационной документацией на отдельные типы приборов. Она не должна превышать 2000 м/ч для ПС, БКЗ, БК, ИК, ВИКИЗ и 1000 м/ч - для микрометодов. Дискретность регистрации по глубине — 0,1-0,2 м, для микрометодов — 0,05-0,1 м. 14.1.8 Контроль качества материалов ЭК, ЭМК проводят на основании общих, единых для всех методов ГИС критериев, и частных критериев, установленных для отдельных методов ЭК и ЭМК. 14.1.8.1 Общие критерии предусматривают контроль полноты выполнения заявленного комплекса исследований, соблюдения технологии производства работ, соответствия выполненных калибровок, основного, повторного и контрольного измерений нормативным требованиям (см. раздел 6). 14.1.8.2 Частные критерии основаны на наличии в интервале измерений опорных объектов, обладающих априорно известными геоэлектрическими характеристиками, и сопоставлении измеренных значений сопротивлений и проводимостей с этими характеристиками. Основными опорными объектами для отдельных видов ЭК и ЭМК являются: металлическая обсадная колонна — для МК, БМК, БКЗ, БК; глубокие каверны — МК, БМК; пласты с высоким (более 100 Ом·м) электрическим сопротивлением — ИК, ВИКИЗ; пласты большой толщины — для всех видов ЭК и ЭМК. Опорными пластами большой толщины служат: изотропные пласты без проникновения для раздельной или совместной обработки данных БКЗ, ИКЗ, ВИКИЗ, а также комплексов БКЗ+БК+ИК, БК+ИК, БМК+БК; анизотропные пласты без проникновения для тех же комплексов при условии, что в интерпретационной модели учитывается электрическая анизотропия; пласты с неглубоким (D/d < 8) проникновением для БКЗ, БКЗ+БК. 14.1.8.3 Для выявления погрешностей измерений используется методическое обеспечение (программы, палетки), удовлетворяющие совокупности следующих условий: - обработка данных различных зондов проводится совместно в рамках единой интерпретационной модели; интерпретационная модель соответствует опорному пласту; - количество результатов измерений различными зондами против пласта достаточно как для определения его характеристик, так и для выявления и оценки погрешностей измерений (принцип избыточности информации); - для выявления погрешностей сравнивают фактические и расчетные данные для каждого зонда в рамках выбранной модели. 14.1.9 Первичную обработку результатов измерений ЭК и ЭМК проводят на основе общих процедур, единых для всех методов ГИС, и частных, устанавливаемых только для ЭК и ЭМК. 14.1.9.1 Описание общих процедур (устранение технических погрешностей записи, увязка кривых по глубине с другими методами и др.) приведено в разделе 6. 14.1.9.2 Частные процедуры предусматривают учет влияния условий измерений и переход от измеренных значений параметров — кажущихся сопротивлений (проводимостей) к истинным удельным электрическим сопротивлениям пласта, зоны проникновения и промытой зоны, а также определение размеров зоны проникновения. 14.2 Каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации 14.2.1 Каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС) предусматривает измерение потенциала или градиента потенциала естественного электрического поля, вызванного самопроизвольной поляризацией горных пород, относительно потенциала на дневной поверхности. Единица измерения — милливольт (мВ). 14.2.2 Измерительный зонд состоит из электрода М, расположенного на изолированном основании (например, среди электродов БКЗ), и удаленного неподвижного электрода (заземления) N, опущенного в емкость с промывочной жидкостью на дневной поверхности. Точка записи ПС совпадает с положением электрода М. 14.2.2.1 Регистрацию потенциалов ПС выполняют одновременно с любыми другими измерениями без ограничений. 14.2.2.2 Электроды М и N изготавливают из свинца для исключения влияния на измеряемую величину нестабильной электродной разности потенциалов. 14.2.2.3 В случае невоспроизводимого смещения кривой ПС, свидетельствующего о нестабильности электродных потенциалов, применяют неполяризующийся электрод М, который представляет собой свинцовый электрод, помещенный в брезентовый мешочек с насыщенным раствором хлористого натрия. 14.2.2.4 В районах с высоким уровнем блуждающих токов измерения ПС выполняют стабильным зондом, который состоит из электрода М и расположенного в 3-6 м от него длинного (более 30 м) эквипотенциального электрода N. Этот электрод выполняют из нескольких свинцовых электродов, соединенных проводом малого сопротивления. Длинный электрод может быть разделен на две одинаковые части, расположенные по обе стороны от электрода М. Не допускается применение брони кабеля в качестве длинного электрода стабильного зонда. 14.2.2.5 При очень высоком уровне блуждающих токов вместо потенциала измеряют градиент потенциала ПС по скважине. Для этого используют зонд с двумя обычными свинцовыми электродами, расположенными на расстоянии 0,2-1 м друг от друга. 14.2.2.6 Требования к методическому обеспечению метода заключаются в наличии интерпретационных зависимостей, отражающих влияние на амплитуду ПС условий измерений: толщин и удельных электрических сопротивлений исследуемых пластов, удельных сопротивлений вмещающих пород, удельных сопротивлений и температуры промывочной жидкости. 14.2.3 Первичная и периодические калибровки регламентируются только для цифровых приборов, а полевая — для аналоговых с оцифровкой данных в наземном регистраторе. Калибровка включает запись нуль-сигнала при закороченных электродах М и N и стандарт- сигнала, когда в цепь электродов М и N включен градуированный компенсатор поляризации (ГКП) с напряжением 25, 50, 100 мВ (в зависимости от амплитуд ПС, наблюдаемых в исследуемом разрезе). 14.2.4 Исследования в скважинах выполняют согласно общим требованиям (см. раздел 6). 14.2.5 При записи кривой ПС возможны следующие помехи и искажения: 14.2.5.1 Искажения из-за влияния блуждающих токов и неустойчивости поляризации электродов, которые обнаруживают по изменениям показаний при неподвижном зонде, изменениям кривой ПС при повторном замере, по волнистой форме кривой и наличию на ней не согласующихся с разрезом значений. Для устранения этих искажений необходимо последовательно: - изменить положение электрода N в емкости с промывочной жидкостью, погрузить его в скважину или использовать в качестве заземления обсадную колонну; - выбрать время измерений, когда помехи от блуждающих токов минимальны; - приостанавливать бурение или эксплуатацию соседних скважин, если помехи вызваны работающими там промышленными установками; - применить стабильный зонд (пп. 14.2.2.4). 14.2.5.2 Искажения кривой ПС гальванокоррозией груза или кожуха скважинного прибора, возникающие в разрезах, представленных породами с высокими удельными электрическими сопротивлениями. Эти искажения обнаруживают по различиям в кривых ПС, записанных с электродами, находящимися на одинаковом расстоянии от скважинного прибора, а также по сходству отдельных участков кривой ПС с кривой КС. Влияние гальванокоррозии устраняют удалением электрода М на 5-20 м от металлических деталей, являющихся ее источником, или изоляцией этих металлических деталей. 14.2.5.3 Искажения кривой ПС, вызванные ЭДС, индуцируемой в геофизическом кабеле при вращении барабана лебедки с намагниченными стальными деталями. Эта ЭДС накладывается на кривую ПС в виде синусоиды с периодом, соответствующим одному обороту барабана. Помеху от влияния намагниченности лебедки устраняют размагничиванием или заменой барабана лебедки. 14.2.6 Контроль качества регистрации ПС предусматривает: 14.2.6.1 Сопоставление основной и повторной записей. Относительные расхождения зарегистрированных амплитуд ПС не должны превышать ± 5 %. 14.2.6.2 Определение искажений кривой ПС, вызванных сползанием «линии глин», поляризацией электродов, намагниченностью лебедки, гальванокоррозией, блуждающими токами, которые не должны превышать ±20 % от максимально возможной амплитуды ПС для пород изучаемого интервала. 14.2.6.3 Подсчет количества сбоев цифровой записи в интервале исследований, которое не должно превышать двух на 100 точек записи данных. 14.2.7 Твердые копии результатов измерений представляют в линейном масштабе в треке Т1 стандарта API (рис. 1). Масштаб кривой выбирают из ряда 25; 12,5; 5 и 2,5 мВ/см таким образом, чтобы она занимала центральную часть трека Т1 в пределах 80 % его ширины. 14.2.7.1 При выполнении полного комплекса ГИС трек Т1 содержит также данные ПС, ГК, ДС. 14.3 Боковое каротажное зондирование 14.3.1 Боковое каротажное зондирование (БКЗ) — электрический каротаж с использованием нескольких однотипных нефокусированных зондов различной длины, обеспечивающих радиальное электрическое зондирование пород. Измеряемая величина — кажущееся удельное электрическое сопротивление. Единица измерения — ом-метр (Ом·м). Боковое каротажное зондирование применяют для исследований всех типов разрезов с целью определения: - радиального градиента электрического сопротивления пород и выделения на этой основе пород-коллекторов, в которые происходит проникновение промывочной жидкости; - удельных электрических сопротивлений (УЭС) неизмененной части пластов и зон проникновения; - оценки глубины проникновения. 14.3.2 Стандартная технология БКЗ предусматривает регистрацию за одну спускоподъемную операцию показаний пяти последовательных градиент-зондов — A0,4M0,1N; А0,1М0,1N; A2,0M0,5N; A4,0M0,5N; A8,0M1,0N, - одного обращенного градиент-зонда (обычно M0,5N2,0A), одного потенциал-зонда (обычно N6,0М0,5А или N11,0М0,5А), а также ПС и токовой резистивиметрии. Длины градиент-зондов определяются как расстояние от непарного электрода А до средней точки между парными электродами М и N, последняя является точкой записи градиент-зонда. Длина потенциал-зонда — расстояние между непарными сближенными электродами, точка записи соответствует средней точке между ними. Допускается реализация БКЗ нефокусированными зондами других размеров и типов (например, потенциал-зондами) при условии, что для такой технологии имеется метрологическое и методическое обеспечение, удовлетворяющее требованиям п. 14.1.6. 14.3.2.1 Модуль БКЗ может комплексироваться с любыми другими модулями. Техническим ограничением для комплексирования является длина скважинного прибора, включающего «косу» с измерительными электродами. 14.3.2.2 Требования к скважинному прибору БКЗ: - диапазон измерений — 0,2-5000 Ом·м; - предел допускаемой основной погрешности измерений УЭС - не более ±[2,5+0,004( ρ в / ρ -1)] %, где ρ в - верхнее значение диапазона измерений, ρ — измеренное значение УЭС; - допускаемая дополнительная погрешность измерений УЭС, вызванная изменением температуры в скважине, не должна превышать 0,1 от основной погрешности на каждые 10 °С относительно стандартного значения, равного 20 °С. 14.3.2.3 Минимальные требования к методическому обеспечению заключаются в наличии интерпретационных зависимостей, позволяющих определить УЭС пластов: - неограниченной толщины без проникновения в диапазоне изменений ρ п / ρ с = 0,25-2000 — зависимости ρ к / ρ с ( ρ п / ρ с , L/d); - неограниченной толщины с проникновением в диапазонах ρ п / ρ с = 0,25-2000; ρ зп / ρ с = 4-500; D/d=l - 16 – зависимости ρ к / ρ с ( ρ п / ρ с , ρ зп / ρ с , D/d, L/d). 14.3.3 Первичную, периодические и полевые калибровки, а также исследования скважин ведут согласно общим требованиям раздела 6. 14.3.3.1 Перечень контролируемых параметров общий для скважинных приборов ЭК (пп. 14.1.5.1). Дополнительно контролируется сопротивление изоляции электродов между собой и броней «косы». Основным средством периодических калибровок является имитатор УЭС в виде магазина сопротивлений, обеспечивающий имитацию УЭС в динамическом диапазоне измерений данного прибора. Помимо магазина сопротивлений, используют также реостат сопротивлений, цифровой вольтметр, рулетку и штангенциркуль (для контроля геометрических размеров элементов зондов), мост постоянного тока (для контроля имитаторов УЭС), мегаомметр (для проверки сопротивления изоляции электродов между собой и броней «косы»). 14.3.3.2 Результатами полевой калибровки являются значения нуль- и стандарт-сигналов и их соответствие значениям, установленным для данного прибора при первичной и последней периодической калибровках. 14.3.4 Исследования выполняют согласно п. 14.1.7 в начальный период геофизических работ, чтобы исключить влияние эффектов, связанных с образованием глубоких зон проникновения. 14.3.5 Основные положения контроля качества измерений регламентируются п. 6.6.3 и п. 14.1.8. Кроме того: 14.3.5.1 Расхождения значений стандарт-сигналов, зарегистрированных до и после измерений и в процессе последней периодической калибровки, не должны превышать допускаемое значение основной погрешности измерений. 14.3.5.2 Относительные расхождения между основным и повторным измерениями в интервалах с номинальным диаметром скважины должны находиться в пределах ±20 %. 14.3.5.3 При обработке данных БКЗ для опорных пластов большой толщины фактические значения кажущегося сопротивления для всех зондов не должны отличаться от расчетных в рамках выбранной интерпретационной модели более чем на ±10 % (для зонда А0,4М0,1N - не более ±20 %). Результаты измерений каким-либо зондом, не удовлетворяющим этому критерию, допускается использовать для дальнейшей обработки при условии: - погрешность носит систематический характер, что устанавливают по результатам обработки для нескольких пластов большой толщины и различного УЭС; - тип (смещение нуля или искажение масштаба записи) и величина погрешности могут быть установлены сопоставлением фактических и расчетных данных, при этом величина погрешности должна быть одинаковой для всех опорных пластов. 14.3.5.4 Измерения зондами БКЗ должны быть повторены, если на кривых наблюдаются следующие искажения: - отсутствует повторяемость основной и повторной записей; - наблюдаются незакономерные колебания и скачки измеряемых сигналов при движении кабеля и его остановке, иззубренность кривых длинных зондов, заходы кривых за нуль; - показания зондов на контрольной записи в металлической колонне отличаются от нуля; - значения ρ к против опорных пластов заметно отличаются от найденных в соседних скважинах. 14.3.6 На твердых копиях результаты измерений представляют в треках T1, T2, Т3 (рис. 1). |