Литобзор. Литературный обзор

• Название: Литературный обзор
• Дата: 19.04.2022
• Размер: 23.47 Kb.
• Имя файла: Литобзор.docx
• Тип: Статья; #484860

Литературный обзор

Методы ГИС. Гамма – каротаж.

Радиоактивные методы, одним из которых является гамма – каротаж, исследования скважин по числу методов и их модификаций, объему и важности решаемых задач на всех этапах поиска, разведки, освоения, разработки и эксплуатации месторождений нефти и газа, а также контроля технического состояния скважин занимают особое положение в комплексе методов ГИС.

Особое внимание заслуживает научная статья В. Д. Неретина с коллегами (Неретин и др., 2001), в которой объясняется, что в отличие от всех других методов ГИС ряд радиоактивных методов относится к категории прямых методов, т.е. их показания пропорциональны содержанию того или иного определенного породообразующего элемента (С, О, Al, Si, Са, Mg, Na, К, Fe, Th, U и др.). Неслучайно аппаратуру, используемую для реализации прямых радиоактивных (ядерных) методов исследования скважин, иногда называют петрофизической лабораторией на кабеле.

В работе А. В. Гороженцева (Гороженцева, 1987) выделено, что в нефтяной и газовой промышленности бурение скважин производят не только для поиска и разведки месторождений углеводородного сырья, но и для их разработки. Задачами геофизических исследований скважин являются определение их роли в комплексе геолого-геофизических работ, ознакомление с основными физическими свойствами горных пород и с физическими основами методов скважинных наблюдений, алгоритмами геологической обработки и интерпретации данных ГИС и основными элементами аппаратуры и оборудования для геологического изучения разрезов скважин в процессе разработки нефтяных и газовых месторождений.

Понимание механических свойств горных пород имеет важное значение для оптимального размещения скважин и проектирования гидравлического воздействия, которое влияет на продуктивность углеводородов из сланцевых пластов со сверхнизкой проницаемостью. (Qin, et all., 2021) Этому способствует современная промышленная практика (Jongkook K., 2021), которая заключается в оценке пространственной изменчивости механических свойств недр путем анализа керновых и дипольных звуковых бревен при помощи гамма - каротажа. Однако, многочисленные существующие подходы способствовали снижению эксплуатационных рисков добывающих операторов, эти индивидуальные или комбинированные оценки в конечном счете требуют значительных затрат и времени на разведку. Так же эти подходы имеют ограничения, определяющие мелкомасштабную изменчивость в пределах межскважинного расстояния или по длине горизонтальной скважины из-за разреженного управления пилотной скважиной и внутреннего ограничения сейсмического разрешения.

Кроме этого, Неретин с соавторами пишут, что измеряя изменение естественной радиоактивности по стволу скважины, можно определять глубину залегания пластов, выделять коллекторы и флюидоупоры (Неретин и др., 2001). Чем меньше размеры частиц горной породы, тем выше ее удельная поверхность, тем большее количество радиоактивных частиц адсорбируется на скелете породы. Чем больше глинистость коллектора, тем выше его гамма-активность, тем выше показания ГК.

В ходе ряда исследований, Костицын с коллегами (Костицын и др., 2013) рассмотрели гравиметрический и гамма-гамма методы каротажа нефтегазовых скважин для определения плотности пород в условиях их естественного залегания. Установили, что анализ плотностной характеристики позволяет решать ряд прикладных задач нефтяной геологии, в частности, изучать продвижение контакта углеводородов с водой, контролировать участки обводнения залежей и др.

Опытным путем, Чадаев с коллегами (Чадаев и др., 2013), сделали вывод о том, что гамма - каротаж применяется для решения таких геологических задач: обнаружение пористости в карбонатных породах, распознавание малопроницаемых пластов и с газом, оценка прочности горны пород при создании газохранилища, определения целостности породы и выявление пустот при строительстве фундаментов зданий и крупных сооружений, наблюдение за целостностью пластовых резервуаров во время их консервации.

Плотностная модификация ГГК достаточно широко применяется при проведении геофизических и геологических работ (Возжеников и др., 2000). Метод входит в стандартные комплексы исследований нефтегазовых и угольных месторождений. Как один из основных решает задачи литологического расчленения разрезов скважин, данные используются при построении сейсмоакустических моделей. Однако, Усенко было установлено (Усенко, 2012), что стороны Па показания метода ГГК в сильной степени влияет излучение, рассеиваемое буровым раствором, поэтому при исследовании скважин методом ГГК индикатор гамма-квантов необходимо защищать от этого излучения. В свою очередь, Костицын установил (Костицын, 2009), что возможности гравиметрического каротажа определяются законом гравитации и не зависят от обсадки скважин, металлических обсадных труб, глинистой корки, качества цементирования колонны, промывочной жидкости. По сравнению с определением плотности по керну гравиметрический каротаж позволяет изучить толщи, неблагоприятные в отношении выноса керна, и с одинаковой подробностью провести исследования всего геологического разреза.

Повышение эффективности методики подсчета временных кондиций титан-циркониевых россыпей в условиях залегания Тарской россыпи по данным гамма-каротажа использовали Бамчага и Фахрутдинов (Бамчага, 2009). Они проводили исследования данных лабораторного спектрометрического гамма-каротажа на предмет распределения содержания полезных ископаемых при различных значениях излучения урана, тория и калия, и смогли установить увеличение эффективности методики.

В свою очередь В. Н. Толстых смог разработать научные основы метода математического моделирования процессов переноса гамма – излучения в слоистых средах (Толстых, 1997), что стало применительно к задачам опробывания по гамма – излучению для решения геологических и экологических задач. Он не только смог разобрать метод расчета гамма полей в геометрии с пространственной симметрией, но и определил оптимальные параметры экранировки различных детекторов, обеспечивающих единство пересчетного коэффициента для гамма – каротажа.

Было установлено, что с помощью кода MCNP (используемое для ГК) исследуется отклик прибора регистрации плотности гамма-излучения с различным углом фокусировки пучка гамма-лучей (Wu, 2017). Работа посвящена четырем аспектам пространственного распределения и энергетического спектра рассеянного гамма-излучения, неопределенности измерений, глубины исследования и вертикального разрешения каротажного инструмента. Результаты показывают, что точность измерения плотности может быть улучшена при использовании относительно большего угла коллиматора, и вертикальное разрешение инструмента не ухудшится.

Важным преимуществом радиоактивных методов, главным из которых является гамма - каротаж, (в отличие от электрических) является то, что практически все они могут проводиться в обсаженных скважинах и очень удобны для применения. Это связано с тем, что используемые в нефтегазовой геофизике радиоактивные методы ГИС основаны на регистрации нейтронного и гамма - излучения, а как известно, электроны и гамма-кванты являются электрически нейтральными частицами и поэтому обладают высокой проникающей способностью. Но в то же время, эффективное действие установки гамма-каротажа происходит на радиусе приблизительно 30 см, а излучение расположенных на большем расстоянии пород, не достигнув индикатора, поглощается окружающей средой. При этом, увеличении dс сопровождается уменьшением показаний гамма-каротажа, что вызвано размывом стенок скважин и образованием каверн.

1. 
   Мухер А.А., Шакиров А.Ф. Геофизические и прямые методы исследования скважин. Методы ГИС. 1981. С. 296.
   
2. 
   Горожанцев А. В. О комплексировании скважинной и наземной гравитразведки. Геофизические методы поисков и разведки месторождений нефти и газа. 1987. Т. 9. С. 95 - 99.
   
3. 
   Чадаев М.С., Костицын В.И., Гершанок В.А. Гравиметрический и гамма-гамма-каротаж для определения плотности горных пород. Геофизика. 2013. Т. 5. С. 46 – 57.
   
4. 
   Бамчага А.А., Фахрутдинов Е.Г. Опыт применения гамма-каротажа при исследовании рудных месторождений. Омский научный вестник. 2009. С. 7 – 9.
   
5. 
   Возжеников Г.С., Белышев Ю.В. Радиометрия и ядерная геофизика. УГГГА. 2000. С. 406.
   
6. 
   Неретин В Д., Петров Л.П., Зенкин С.В. Методическое руководство по проведению ядерного каротажа и интерпретации его данных. РГУ нефти и газа. 2001. С. 102
   
7. 
   Костицын В.И. О перспективах развития гравиметрического каротажа. Ученые записки Казанского университета. 2009. Т. 151. С. 4 - 10.
   
8. 
   Толстых В.Н. Математическое моделирование детектирования гамма-излучения для решения задач гамма-каротажа и радиоэкологии. Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. 1997. № 4. С. 18.
   
9. 
   Усенко А.П. Плотностной гамма-гамма каротаж. Методы радиоактивных ГИС. 2012. С. 6 - 7
   
10. 
    Jongkook K. New geomechanical application utilizing MWD gamma ray logs: An Eagle Ford case study. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2021. V. 196. Art. 108043.
    
11. 
    Qin Z., Tang B., Wud D., etc. A qualitative characteristic scheme and a fast distance prediction method of multi-probe azimuthal gamma-ray logging in geosteering. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2021. V. 199. Art. 108244
    
12. 
    Wu H., Zhang F., Guo H., etc. Impact of focused gamma ray beam angle on the response of density logging tool. Applied Radiation and Isotopes. 2017. V. 123. P. 102 – 108.