В серийной аппаратуре БК наибольшее распространение получили трехэлектродные зонды с двумя закороченными между собой экранными электродами АЭ1 и Аэ2 .
При конструировании трехэлектродных зондов БК учитывают следующие обстоятельства:
1) уменьшение L снижает влияние вмещающих пород, однако при L<0,3dc (где dc — диаметр скважины) резко возрастает погрешность измерений;
2) с увеличением Lo бщ улучшается фокусировка тока и возрастает радиус исследования;
3) с уменьшением dз возрастает влияние скважины, поэтому dз >0,25dc . В приборах АБКТ, Э1, К1А-723М применен зонд, для которого L = 0,15 м; Lo бщ = 3,2 м; d3 = 0,07—0,073 м. Коэффициент К такого зонда 0,24.
В приборах БК с трехэлектродными зондами равенство потенциалов А0 и Аэ достигается одним из следующих способов питания электродов; 1) автоматическим изменением тока через электрод Аэ , при котором ток I0 сохраняется постоянным; 2) соединением между собой всех трех электродов, при котором I0 изменяется при измерении. В аппаратуре АБКТ соединение электрода А0 с Аэ выполнено с помощью небольшого резистора R, который одновременно используется для измерения I0 . Сопротивление резистора (примерно 0,01 Ом) достаточно мало, чтобы не нарушить эквипотенциальность зонда, но достаточно велико для измерения I0 . В аппаратуре серии Э роль резистора выполняет вторичная обмотка трансформатора, сопротивление R которой по переменному току питания примерно равно 0,01 Ом и рассчитано как R = R*/n2 , где R* — сопротивление подстроечного резистора, подключенного параллельно первичной обмотке , а n — коэффициент трансформации. При n = 1000 значение R* равно 10 кОм, что облегчает его подбор.
Более сложные семи- и девятиэлектродный зонды БК использованы в аппаратуре БКС-2. В них применена стабилизация тока I0 с помощью автокомпенсатора.
Аппаратура электрического каротажа типа K1A-723
Прибор предназначен для проведения ГИС в нефтяных и газовых скважинах. Прибор обеспечивает возможность за один проход по интервалу исследования выполнить измерения комплексом зондов БКЗ, зондом БК-3, зондом ИК, резистивиметром и ПС. Применяется для исследования в не обсаженных скважинах заполненных промывочной жидкостью. Отличается малыми габаритами, что позволяет использовать его при проведений измерений через буровой инструмент. Обладает высокой производительностью и надёжностью.
В приборе применена ТИС с времяимпульсной модуляцией сигнала и временным разделением каналов.
Аппаратура работает на трёхжильном бронированном кабеле длинной 5000 метров.
Длина прибора с зондом БКЗ - 20,4 метра.
Диаметр – 73 мм, вес – 80кг.
Питание 400 Гц, 400мА.
Максимальная рабочая температура – 1200 С.
Давление – 80 мПа
Скорость каротажа – 2000 м/ч.
Рис 4. Функциональная схема прибора K1A-723M
При проведении измерений ток питания скважинного прибора подаётся по первой жиле кабеля и оплётке кабеля. Ток питания – переменный, частота – 400Гц, сила тока – 400мА. Ток питания поступает в блок БК-БКЗ, блок ТИС и блок ИК.
Питание токовых электродов А1 , А2 ,Аэ поступает для питания зондов БК-БКЗ. Измеряемые сигналы, поступающие с зондов БК и БКЗ, поступают в блок БК-БКЗ, который обеспечивает питание зондов, приём, усиление, согласование со входом ТИС сигналов от зондов. Измеряемые сигналы с блока БК-БКЗ поступают на вход блока ТИС.
Питание зонда ИК происходит от блока ИК, а измеряемый сигнал поступает в блок ИК, где происходит усиление сигнала и согласование со входом ТелеИзмерительной системы (ТИС). С выхода блока ИК измеряемый сигнал поступает на вход блока ТИС. С выхода блока ТИС измеряемые сигналы зондов БК-БКЗ и ИК во времяимпульсной модуляции по первой жиле и оплётке кабеля поступает на поверхность. В скважинном приборе также имеется возможность включать нуль-сигнал и стандарт сигнал.
3. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
3.1 РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ЗОНДА
Коэффициент трёхэлектродного зонда К рассчитывают, определяя потенциал поля удлинённого эллипсоида вращения в однородной среде:
(2)
где L — длина основного электрода А0 ;
Lo б — общая длина зонда;
dз — диаметр зонда;
С2 = Lоб — d2 3.
Определим коэффициент зонда аппаратуры К1А-723М, у которой L=0,18м, Lобщ = 3,2 м и d3 = 0,07 м. Из формулы (2) получаем
3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ И МОЩНОСТЕЙ ПЛАСТОВ
На рис. 5 показаны характерные кривые сопротивления трехэлектродного бокового каротажа. Как видно, при одинаковом удельном сопротивлении вмещающих пород кривые КС против однородных пластов высокого сопротивления отмечаются максимумами, которые принимают формы острой пики против тонких пластов (h≤4dc ); против мощных пластов (h>8dc ) наблюдается горизонтальный интервал в средней части (рис. 4,а). Если породы, подстилающая пласт и перекрывающая его, имеют различное сопротивление, то максимум против пласта высокого сопротивления становится асимметричным, наблюдается снижение сопротивления со стороны породы меньшего сопротивления (рис. 4,б). При постепенном изменении сопротивлений отдельных пластов форма кривой принимает ступенчатый вид (рис. 4, в). Против пачки пластов, представленной породами разного сопротивления, кривая характеризуется чередованием симметричных максимумов и минимумов (рис. 4, г). Против проницаемых пластов с проникновением ПЖ форма кривых КС почти соответствует форме кривых для однородных пластов. С увеличением диаметра зоны повышающего проникновения наблюдается заметное увеличение сопротивления (рис. 4,д).
Форма кривых КС для одиночных пластов, зарегистрированных многоэлектродными зондами, в основном такая же, как и в случае БК-3.
Границы пласта отмечают следующим образом. Проводят наклонную прямую по наиболее крутому участку кривой и находят её пересечение с прямой, соответствующей кажущемуся удельному сопротивлению вмещающих пород. Для трёхэлектродного зонда граница пласта будет соответствовать полученной точке; для семиэлектродного зонда границу пласта получают, сместившись от указанной точки вниз (при определении подошвы) или вверх (при определении кровли) на расстояние до 0,3L.
Рис. 5. Кривые сопротивления бокового каротажа для зонда БК-3, dc = 0,165 м: а и б — однородные пласты; в — неоднородный пласт; г—пачка пластов, dc =0,235 м; д — проницаемые пласты с повышающим проникновением ПЖ.
3.3 СНЯТИЕ ОТСЧЕТА рк В ПЛАСТЕ И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОДАХ
Рассмотрим пласт на глубине 1412-1413 метров.
Снимаем отсчет рк в пласте и вмещающих породах. Отсчёт существенных значений производится по точкам экстремумов pк max или pк min .
рк = 200 Ом*м
рвм =17 Ом*м
Снятое с диаграммы значение pк исправляется сначала за влияние скважины по номограмме, затем за влияние мощности пласта.
3.4 ВВЕДЕНИЕ ПОПРАВОК ЗА МОЩНОСТЬ ПЛАСТА И ВЛИЯНИЕ СКВАЖИНЫ
Определение удельного сопротивления пласта рп производят по рк с внесением поправок за диаметр скважины dc . Исправление рк за влияние скважины dc производят с помощью палетки (рис. 6, а).
Известно: рк = 200 Ом*м, рс = 0,5 Ом*м, pк /pc = 100, d=0,2 м. Получаем: рк1 /рк =1,13; pK 1 = 1,13*200= 226 Ом*м.
Исправленное pK 1 за влияние dc против пласта большой мощности pK 1= pп .
В случае ограниченной мощности пласта h<4dc па показания зонда БК оказывают влияние вмещающие породы рвм . Вычисление поправки за ограниченную мощность пласта и влияния рвм производится с помощью палетки (рис. 40,б). Палетка рассчитана для зависимостей рк2 /рк1 от h при различных значениях отношений рк1 /рвм , рк2 —исправленное рк1 за влияние рВМ и h. При отсутствии проникновения ПЖ в пласт pK 1= pп .
Известно:рK1 =226 Ом*м, рвм =17 Ом*м, рК1 /рвм =13,29 ; h = 1 м. Получаем: рк2 /рк1 = 1,2. рк2 = 1,2*226 = 188,3 Ом*м.
Рис. 6. Поправки к кривым КС, зарегистрированным аппаратурой трехэлектродного БК-3
При расчете палетки исходили из условий, что зонд БК расположен против середины пласта, рвм подстилающих и покрывающих пород равны, их мощности значительны.
Палетки для введения поправок за dc , h и рвм рассчитаны для однородных пластов мощностью более 1 м, но применимы и для приближенных расчетов к неоднородным пластам мощностью более 1 м. В тех случаях, когда поправки становятся большими (50—100 %), достоверность результатов интерпретации резко снижается.
При наличии проникновения фильтрата ПЖ в пласт для того, чтобы определить определение рп проницаемого пласта БК применяется совместно с БКЗ или в комплексе с двумя градиент-зондами длиной 1—4 м.
Итак, истинное удельное электрическое сопротивление пласта 188,3 Ом*м.
4. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
4.1 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ
Выполнение промыслово-геофизических работ (ПГР) организуется на договорных началах. Договоры заключаются между геофизическими предприятиями (подрядчик) и предприятиями, производящими бурение скважин (заказчик).
Буровые предприятия ежегодно, не позже третьего квартала, представляют геофизическим предприятиям заявки на планируемые в следующем году ПГР. На основе этих заявок составляют проекты, сметы затрат и договоры на производство геофизических работ в скважинах. В заявке указывают номер скважины, ее глубину, характер работ, интервал, подлежащий исследованию, время начала работ и т. д. Заказчик обязан до приезда промыслово-геофизической партии подготовить скважину для проведения работ. Подготовка заключается в проведении мероприятий, обеспечивающих беспрепятственный спуск до забоя и подъем геофизических приборов в скважине в течение времени, необходимого для осуществления комплекса заказанных геофизических исследований.
Подготовленность скважины оформляется актом за подписями бурового мастера и геолога. Начальник промыслово-геофизической партии приступает к производству работ на скважине только после получения такого акта.
Основная производственная единица для проведения геофизических работ - партия. Партии, как правило, специализированны по видам
выполняемых работ: каротажные партии, обслуживающие глубокие разведочные скважины, каротажные партии, обслуживающие структурно-картировочные скважины; перфораторные партии; партии радиоактивного каротажа; инклинометрические партии. В некоторых случаях организуются комплексные каротажно-перфораторные партии. От специализации партии зависят состав ее работников и техническая вооруженность.
Комплекс ПГР, выполняемых партиями, включает подготовительные работы к выезду на скважину и заключительные работы на скважине, собственно промыслово-геофизические исследования, спуско-подъемные операции, пересоединение скважинных приборов, разметку кабеля, переезды на скважину и обратно.
Порядок проведения ПГР партиями следующий. Перед выездом на буровую начальнику партии вручается наряд-маршрут, в котором указывается объем работ, вид исследований, данные о времени производства работ и тому подобное. После этого начальник партии знакомит персонал с объектом предстоящих работ, обеспечивает проверку и погрузку оборудования и получает при необходимости (для перфорации и торпедирования) взрывчатые вещества и средства взрывания. Для проезда партии на буровую заранее устанавливается кратчайший маршрут. По приезде на буровую начальник партии уточняет данные о скважине, записанные в наряде-маршруте, проверяет подготовленность скважины для промыслово-геофизических исследований и организует выполнение заданного объема работ. По требованию заказчика объем работ может быть увеличен по сравнению с предусмотренным в наряде-маршруте.
После выполнения заданного объема работ на буровых партия возвращается на базу. Начальник партии в день прибытия на базу сдает дежурному диспетчеру документацию, подтверждающую выполнение исследований, указанных в наряде - маршруте, и организует осмотр, чистку и смазку оборудования и аппаратуры. Обо всех замеченных дефектах в оборудовании и аппаратуре, выявленных в процессе работ, он сообщает в ремонтный цех.
Первичные материалы промыслово-геофизических исследований представляются заказчику непосредственно на буровой или не позднее трех дней после выполнения работ по заданию. Основные данные о результатах замеров кривизны в скважинах (угол наклона и азимут) сообщаются заказчику непосредственно по окончании замера и необходимых вычислений. Оформленные графические материалы исследований с их интерпретацией представляются заказчику в сроки, установленные договором.
После оформления результатов промыслово-геофизических исследований, выполненных по наряду – маршруту, составляется акт, определяющий объем производственных работ. Акты являются документами, на основе которых учитываются и оплачиваются выполненные работы.
4.2 ПОДГОТОВКА АППАРАТУРЫ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
Подготовительные работы перед проведением ГИС проводят в стационарных условиях на базе геофизического предприятия (производителя работ) и непосредственно на скважине.
Перечень работ каротажной партии (отряда) на базе геофизического предприятия включает:
- получение наряд-заказа на геофизические исследования и работы, форма и содержание которого согласованы между геофизическим предприятием и недропользователем;
- ознакомление с геофизическими и геологическими материалами по исследуемой скважине и получение файлов и твёрдых копий данных, необходимых для выполнения ряда работ, например, привязки к разрезу интервалов отбора керна, опробований, перфорации и др.;
- получение скважинных приборов, расходных деталей, материалов и источников радиоактивных излучений, проверку их комплектности и исправности;
- запись файлов периодических калибровок и сведений об исследуемом объекте, включая файлы априорных данных, в базу данных каротажного регистратора.
По прибытию на скважину персонал каротажной партии (отряда) выполняет следующие подготовительные операции:
- проверяет подготовленность бурящейся либо действующей скважины к исследованиям и работам согласно техническим условиям на их подготовку для проведения ГИС и подписывает акт о готовности скважины к проведению исследований и работ;
- проверяет правильность задания, указанного в наряд-заказе, и при необходимости уточняет его с представителем недропользователя;
- устанавливает каротажный подъёмник в 25-40 м от устья скважины так, чтобы ось лебёдки была горизонтальной и перпендикулярной направлению на устье скважины; затормаживает и надежно закрепляет подъёмник, подкладывая клинья под его колеса; крепит датчики натяжения и глубины на выносной консоли (в зависимости от конструкции подъёмника);
- устанавливает лабораторию в 5-10 м от подъёмника таким образом, чтобы из её окон и двери просматривались подъёмник и устье скважины;
- заземляет лабораторию и подъёмник с помощью отдельных заземлений (сопротивление заземления лаборатории, подъёмника и контура буровой должно быть не более 4 Ом);
- выполняет внешние соединения лаборатории и подъёмника между собой силовым и информационными кабелями;
- подключает станцию к сети переменного тока, действующей на скважине, а при её отсутствии — к генератору автономной силовой установки, перевозимой подъёмником;
- сматывает с барабана лебёдки вручную или с помощью привода лебёдки, установив задний ход в коробке передач автомобиля, первые витки геофизического кабеля так, чтобы выпущенного конца кабеля хватило для подключения к кабельному наконечнику приборов, уложенных на мостках или на полу буровой;
заводит кабель в направляющий и подвесной ролики (блок-баланс) и устанавливает последние на свои штатные места;
- крепит направляющий ролик (блок) на специальном узле крепления, который постоянно закреплён на основании буровой на расстоянии не более 2 м от ротора таким образом, чтобы средняя плоскость его ролика визуально проходила через середину барабана лебёдки каротажного подъёмника;
- устанавливает на направляющем ролике (блоке) датчик глубины, если он не установлен на консоли подъёмника. Узел крепления направляющего ролика (блока) должен быть испытан на нагрузку, в 3 раза превышающую номинальное разрывное усилие кабеля;
- вместо направляющего блока по согласованию с недропользователем можно устанавливать «роторный блок», закрепляя его установку массой ведущей трубы («квадрата») или бурильной трубы. На «роторном блоке» устанавливают датчики глубины и магнитных меток. В противном случае датчик магнитных меток устанавливают на столе ротора самостоятельно;
- подвешивает подвесной блок и датчик натяжения, если он не установлен на консоли подъёмника, к вертлюгу через штропы и элеватор или непосредственно на крюк через накидное кольцо на высоте не менее 15-20 м от пола буровой установки. Узел крепления подвесного блока должен быть испытан на нагрузку, превышающую номинальное разрывное усилие кабеля в 4 раза;
- подсоединяет к кабельному наконечнику первый скважинный прибор (сборку приборов, шаблон), проверяет его работоспособность на мостках, опускает прибор в скважину. Подъём прибора над столом ротора и спуск в устье скважины производят с помощью каротажного подъёмника, легкости (якоря), имеющейся на буровой, или другого грузоподъёмного механизма. Для захвата прибора применяют штопор, закреплённый на вилке, которую вставляют в пазы кабельного наконечника;
-устанавливает на счётчиках регистратора и панели контроля каротажа в подъёмнике нулевые показания глубин с учётом расстояния от точки отсчёта глубин (стола ротора буровой установки, планшайбы эксплуатационной скважины) до скважинного прибора.
В целях поддержания аппаратуры в рабочем состоянии и предотвращения выхода ее из строя необходимо после каждого ее подъема из скважины произвести текущее обслуживание:
1) обмыть аппаратуру струей воды
2) произвести ее разборку
3) протереть резьбы и посадочные места ветошью
4) демонтировать все уплотнительные резиновые кольца
5) очистить канавки под уплотнительные кольца, посадочные места и резьбы от грязи и смазать их смазкой
7) установить уплотнительные кольца
8) собрать аппаратуру
9) проверить крепление электронных плат
Примечания:
- не допускается установка резиновых уплотнительных колец с дефектами поверхности и в скрученном виде.
- на сочленяемых поверхностях, посадочных местах и в канавках под уплотнительные кольца не допускается наличие грязи, песка, металлической стружки и заусенцев.
- запасные уплотнительные кольца следует хранить в заводской упаковке в темном прохладном месте.
- при перерывах в применении аппаратуры более 5 дней полевая калибровка в 1 – 2 точках диапазона измерений производится еред спуском ее в скважину.
4.3 ОХРАНА ТРУДА
Правила техники безопасности при выполнении промыслово-геофизических работ включают в себя общие правила по работе с механизмами и электрооборудованием, положение по перемещению тяжелого оборудования и приборов, правила по использованию транспорта и перевозке людей, противопожарные мероприятия, а также правила техники безопасности при проведении исследований в скважинах и специальные мероприятия и правила при радиоактивном каротаже и прострелочно-взрывных работах. Ответственность
29-04-2015, 00:53