Лекция 2. Лекция 2 Схемы и технологии проведения гис
 Скачать 150.7 Kb.
|
|
Дисциплина «Геофизические исследования скважин в нефтегазовом деле» Лекция 2 «Схемы и технологии проведения ГИС» Скважина как объект геофизических исследований оказывает существенное влияние на специфику геофизических методов и технологию их проведения. По назначению скважины делятся на следующие виды: опорные, поисковые, разведочные, эксплуатационные, гидрогеологические и т.д. Однако, с точки зрения ГИС, решающее значение имеет технология их проводки. По этому признаку скважины можно разделить на четыре группы: – «сухие» – пробуренные без промывочной жидкости (ПЖ); – пробуренные на воде; – пробуренные на нефильтрующихся и непроводящих электрический ток (известково-битумных) ПЖ; – пробуренные на водных фильтрующихся (глинистых) ПЖ. К последней группе относятся скважины большой и средней глубины, к которым относится большинство скважин нефтегазовых месторождений. Скважина усложняет структуру изучаемых физических полей, что приводит к серьезным трудностям при решении задач геофизического исследования скважин. Кроме того, вскрывая толщу горных пород, скважина нарушает условия их залегания: изменение геостатического давления и температуры приводит к перераспределению напряжений, взаимодействие породоразрушающего инструмента и ПЖ с породой усугубляет этот процесс, способствуя образованию микротрещиноватости в прочных и разрушению, размыву с образованием каверн – в рыхлых, трещиноватых, растворимых породах. Во избежание неконтролируемого выброса пластовых флюидов давление ПЖ поддерживают несколько выше пластового, в результате чего возникает ее фильтрация в проницаемые пласты. Поскольку эффективные диаметры пор залегающих глубоко пород имеют небольшие размеры и редко превышают 100 мкм, а размеры глинистых частиц в основном больше этой величины, в пласт проникает лишь фильтрат ПЖ, основное же количество частиц оседает на стенке скважины. Образующаяся глинистая корка повышает устойчивость стенок и препятствует дальнейшей фильтрации. В результате проникновения фильтрата ПЖ в проницаемые пласты в них образуются зоны проникновения с диаметрами от десятков до сотен сантиметров. Физико-химические свойства пород в зоне проникновения изменяются за счет оттеснения первоначального флюида, возникновения сложного, в ряде случаев многофазного насыщения, окислительно-восстановительных процессов, закупорки пор (кольматации). Таким образом, меняется не только характер насыщения пласта, но и его фильтрационно-емкостные свойства. Наиболее измененную часть зоны проникновения называют промытой зоной. Границы зоны проникновения и промытой зоны имеют неярко выраженный характер. Обычно в геофизике под зоной проникновения понимают цилиндрическую область, в пределах которой величина измеряемого параметра отличается от значения данного параметра в неизмененной части пласта более чем на двойную погрешность измерения. В этой связи отметим, что границы зоны проникновения для разных методов различны. При изучении характера насыщения пласта, количественной оценке его нефтегазоносности и фильтрационноемкостных характеристик, зона проникновения является серьезным осложняющим фактором, но сам факт ее существования говорит о проницаемости пласта. Однако полное прекращение фильтрации промывочной жидкости приводит к постепенному уменьшению диаметра зоны проникновения и, в конечном счете, ее расформированию под влиянием диффузии, капиллярных и гравитационных сил. Первоначальное насыщение пласта в его прискважинной части восстанавливается, что дает возможность оценить нефтегазонасыщенность, а в процессе эксплуатации контролировать динамику газожидкостных и водонефтяных контактов. После завершения бурения и проведения геофизических исследований в открытом стволе, скважину обсаживают стальной колонной и цементируют для укрепления ее ствола и разобщения пластов – коллекторов с разным флюидосодержанием. Обсадная колонна практически исключает применение электрических, электромагнитных и магнитных методов, и в той или иной степени искажает показания радиоактивных, сейсмоакустических, термических. При геофизических исследованиях в скважинах с небольшими отклонениями стволов от вертикали доставку приборов на забой производят за счет действия сил гравитации с использованием кабельных и бескабельных технологий: – на каротажном кабеле; – на специальной проволоке. Доставку скважинных приборов на забой в наклонно-горизонтальных скважинах осуществляют с помощью: – специальных скважинных устройств – движителей с электроприводом, получающим электропитание по каротажному кабелю; – насосно-компрессорных труб; – гибких труб малого диаметра – коллтюбинга; – с помощью специального («жесткого») каротажного кабеля. Общая схема проведения геофизических исследований скважин с использованием кабельных технологий (при строительстве и эксплуатации скважин) следующая. 1. К каротажному кабелю, намотанному на барабан лебедки подъемника (рис. 1) с помощью стандартного кабельного наконечника подсоединяются скважинные приборы, в которых находятся датчики физических полей и электронные узлы, предназначенные для усиления сигналов датчиков и их передачи на поверхность земли по каротажному кабелю.  Рис. 1. - Мобильный многоцелевой комплекс (МКМ) «Регион 1» 2. Приборы опускают (спускают) в скважину на каротажном кабеле, пропущенном через верхний и нижний направляющие ролики блок – баланса (рис.1), подвешенные на крюке и установленные на устье скважины соответственно. Попутно отметим, что каротажные кабели одновременно служат для подачи напряжения питания и сигналов управления к скважинному прибору и передачи информации на земную поверхность. Каротажный кабель в свою очередь соединяется с регистрирующей аппаратурой наземной геофизической лаборатории, которая вместе с каротажным подъемником входит состав полевого информационно-измерительного комплекса, называемого каротажной станцией. 3. В процессе спуска скважинных приборов в скважину производится: – контроль их работоспособности, плавности спуска и отсутствия остановок; – непрерывный контроль глубины с помощью механического и электронного датчиков – глубиномеров. 4. Регистрация измеряемых параметров производится при подъеме скважинных приборов (для исключения погрешностей в определении глубины из-за эффекта «плавания» кабеля и скважинных приборов в скважинах с высокой плотностью промывочной жидкости). Исключением из этого правила являются геофизические исследования скважин методом термометрии, которые в комплексе ГИС выполняются в первую очередь (для предотвращения нарушения температурного поля в скважине и исключения температурных погрешностей, возникающих из-за перемешивания промывочной жидкости при спуско-подъемных операциях). При проведении геофизических исследований в неглубоких скважинах (с глубинами до 2500–3000 метров) обычно используются каротажные станции, объединяющие в единый блок спуско-подъемное оборудование (каротажный подъемник) и геофизическую лабораторию. Для определения глубины, на которой находится скважинный прибор скважине каротажный кабель снабжается магнитными или вещественными метками через равные интервалы (обычно через 10 метров). Магнитные метки представляют собой намагниченные участи кабеля. Вещественные – небольшие бандажи из изоляционной ленты, накладываемые на кабель. Для более надежной привязки к глубинам метки, кратные 100 метрам, делаются отличными от рядовых. Считывание магнитных меток осуществляется с помощью датчика магнитных меток глубины (ДМГ), который формирует электрический сигнал «глубина-метка» в момент прохождения мимо него намагниченного участка кабеля. Вещественные метки контролируются визуально, при этом в момент их прохождения между роликами кабелеукладчика на каротажной диаграмме ставится метка. Верхний конец каротажного кабеля заправляется внутрь барабана лебедки и подключается к смонтированному на его вале коллектору, обеспечивающему электрическое соединение жил кабеля с измерительным оборудованием каротажной станции. Корпус коллектора закреплен на раме лебедки, а его вращающаяся часть крепится к валу. Жилы каротажного кабеля подключаются к клеммам на вращающейся части коллектора, а соединительный кабель каротажной лаборатории (т.н. коллекторный провод) – к клеммам на его корпусе. Электрическое соединение жил каротажного кабеля с соответствующими жилами коллекторного привода осуществляется с помощью находящихся внутри коллектора металлических колец и прижимающихся к ним щеток. Для исследования наклонных, горизонтальных и восстающих скважин, пробуренных из штолен и горных выработок, применяют приборы с автономным питанием и регистрацией, транспортируемые к забою с помощью бурового инструмента, колонн насосно-компрессорных труб (НКТ), коллтюбинговых установок «жесткого» кабеля (колтюбинг — это установка с гибкой непрерывной насосно-компрессорной трубой (ГНКТ) для проведения работ по освоению и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин) или специальных устройств – движителей. В ряде случаев также находит применение и новая комплексная технология производства ГИС с использованием колтюбинга со встроенными каротажным кабелем. |