Геофизические методы исследования скважин и скваженная аппаратура

Рис.23. Схема прибора для ГГК-П

Плотность рассчитывается по формуле:

где Iмз.эт, Iбз.эт. - значения средних частот следования импульсов по каналам малого и большого зондов, зарегистрированные на образце плотности с ρ = 2,59 г/см³ ;

Iмз, Iбз- текущие значения средних частот следования импульсов по каналам малого и большого зондов, соответственно;

Сопротивление между 1 жилой и корпусом должно быть равно 3,3 кОм плюс сопротивление кабеля и при смене подключения щупов омметра - 4,3 кОм плюс сопротивление кабеля. Сопротивление между 2 жилой и корпусом и между 3 жилой и корпусом должно равняться сопротивлению кабеля плюс 60 Ом.

Ток питания электронного блока скважинного прибора постоянный, 140±10 мА, при напряжении на входе скважинного прибора не более 20 В.

Ток, потребляемый электродвигателем прижимного устройства, должен быть 0.6±0.05 А.

Импульсы на выходе скважинного прибора имеют амплитуду не менее 3 В и длительность 45±5 мкс, причем импульсы ГГКп имеют положительную полярность, а ГГКп бз - отрицательную.

Габаритные размеры аппаратуры:

- длина не более 3560 мм;

- максимальный диаметр не более 125 мм.

Масса скважинного прибора - не более 128 кг.

13. Микробоковой каротаж (МБК). Микрокавернометрия (МКВ).

Микробоковой каротаж (МБК).

МБК и МКВ относятся к основным исследованиям, проводятся во всех поисковых и разведочных скважинах, в открытом стволе, в интервалах детальных исследований, совместно с комплексом БКЗ.

МБК и МКВ самостоятельно решают следующие геофизические задачи:

- определение УЭС ближней зоны пласта (промытой зоны) при толщине глинистой корки менее 10-15 мм с пропорциональным снижением УЭС по мере роста толщины глинистой корки;

- данные о диаметре ствола скважины с разрешением по вертикали 20-30 см.

МБК и МКВ необходимы при решении следующих геологических задач:

- ориентировочные сведения о Кп по УЭС промытой зоны неглинистых терригенных коллекторов;

- ориентировочные данные о коэффициенте остаточного нефтенасыщения по УЭС промытой зоны (с подтверждением по лабораторным анализам керна);

- получение прямых качественных признаков на выделение коллекторов по МКВ (наличие или отсутствие глинистой корки);

- получение прямых качественных признаков на выделение коллекторов по МБК с разрешением по вертикали 20-30 см (совместно с БК); определение эффективной мощности коллектора по разнице значений УЭС нормированных диаграмм БК и МБК с разрешением по вертикали от 0,4-0,6 м и выше;

- выделение плотных непроницаемых прослоев, в том числе в среде коллекторов;

- выделение размываемых глин-покрышек, дающих значительные каверны;

- выделение зон частого чередования участков разреза тонкослоистого строения с ухудшенными коллекторными свойствами, зонами глинизации или представленные неколлекторами.

Физические основы метода.

Сущность МБК заключается в измерении удельного сопротивления прискважинной части пласта (промытой зоны) при помощи трехэлектродной установки, состоящей из центрального электрода А₀ , окружающего его измерительного электрода N и экранного электрода А_Э (см. рис.24).

Рис.24. Схема установки МБК

Электроды А₀ и А_Э имеют одинаковые потенциалы, благодаря чему ток электрода А₀ распространяется перпендикулярно к поверхности зонда и стенке скважины, расходящегося в породах на расстояние 8-10 см (радиус исследования) от поверхности “башмака” (рис.25)

Рис.25

Такая конструкция зонда существенно уменьшает искажающее влияние бурового раствора и глинистой корки и позволяет более точно в отличие от обычного микрозондирования определить кажущееся сопротивление промытой зоны. Можно считать, что глинистая корка толщиной менее 1.5 см практически не оказывает влияния на результат измерений.

Оценка качества.

- допустимая погрешность измерений МБК, определяемая по данным контрольной записи - не более 10%;

- расхождение стандарт-сигналов, фиксируемых в начале и конце замера - до 5%;

- показания МБК против плотных глин примерно на 20% выше показаний бокового каротажа;

- расхождение показаний МБК в больших кавернах от данных МКЗ и от удельного сопротивления бурового раствора не более 20% ;

Рис.26. Пример записи диаграммы МБК

МБК проводится следующей аппаратурой:

- МК-УЦ;

- МК-М.

МК-УЦ, МК-М.

Назначение.

Приборы МК-УЦ, МК-М предназначены для проведения геофизических исследований нефтяных и газовых скважин методами микрозондирования (МКЗ), бокового микрокаротажа (МБК) и измерения диаметра скважины (МКВ).

Данные по аппаратуре.

Аппаратура рассчитана на работу в скважине, заполненной водной промывочной жидкостью, диаметром от 190 до 400 мм с температурой в интервале исследований от 5 до 120 ° С, гидростатическим давлением до 100 МПа.

Аппаратура работает в комплексе с трехжильным грузонесущим геофизическим кабелем типа КГ 3-60-180-1 длиной 6000м.

Регистрация данных микропотенциалзондом A0,05M (шифр параметра MNOR), микроградиентзондом A0,025M0,025N (шифр параметра MINV), трехэлектродным зондом микробокового каротажа (шифр параметра MLL3) и микрокаверномером (шифр параметра MCAL) производится в одном цикле измерений.

Диапазоны измерений кажущегося удельного электрического сопротивления горных пород микропотенциал- и микроградиентзондами от 0,1 до 50 Омм. Диапазон измерений кажущегося удельного электрического сопротивления зондом МБК - от 0,5 до 800 Омм с разбивкой на два диапазона от 0,5 до 100 Омм и от 100 до 800 Омм. Диапазон измерений диаметра раскрытия рычагов (диаметра скважины) от 180 до 400 мм.

Питание прибора осуществляется от источника постоянного электрического тока (160 +20/-10)мА.

Номинальный ток двигателя прижимного устройства МК-УЦ - не более 0,5 А. При этом значение пускового тока должно быть 1 А.

Время полного раскрытия (закрытия) рычагов МК-УЦ не более 30 секунд.

Если при раскрытии или закрытии рычажной системы скважинного прибора произошла непредвиденная остановка, в результате чего рычажная система заняла какое-то промежуточное положение, продолжать движение рычагов в нужном направлении можно только после реверсирования привода в течение 5-10 секунд.

Опускать скважинный прибор можно только с закрытой рычажной системой.

Сопротивления между 1 жилой и ОК должно быть около 400 Ом или бесконечность в зависимости от подключения концов комбинированного прибора. Между 2 жилой и ОК должно быть около 10 кОм, между 3 жилой и ОК - бесконечность.

Сопротивление изоляции зондов МКЗ и МБК можно проверить при отсоединенном электронном блоке. Сопротивление изоляции должно составлять не менее:

между А₀ и корпусом - 20 МОм;

N и корпусом - 20 МОм;

А₀ и N - 20 МОм;

N и А_Э - 20 МОм;

А _Э и корпусом - 5 МОм;

Калибровка цепей измерения МК, МБК и МКВ обеспечивается с помощью режимов "Нуль-сигнал" и "Стандарт-сигнал". Значения калибровочных параметров приведены в таблице №3:

Таблица №3

Значения калибровочных параметров

Габаритные размеры:

МК-УЦ.

- диаметр прибора 130 мм;

- длина прибора 4,66 м;

- масса прибора 145 кг.

МК-М.

- диаметр прибора 140 мм;

- длина прибора 4,45 м;

- масса прибора 115 кг.

Микрокавернометрия (МКВ).

Физические основы метода.

Данные микрокаверномера служат для определения толщины глинистой корки. МКВ обычно проводится вместе с другими микрометодами. Датчик микрокаверномера содержит реохорд, движок которого механически связан с рычагами “башмаков” микроустановок. По их отклонению определяется диаметр скважины.

Оценка качества.

- расхождение стандарт-сигналов, фиксируемых в начале и конце замера - до 5%;

- отличие показаний микрокаверномера в колонне от ее номинального диаметра не более 0.5 см;

- кривая МКВ должна повторять запись кавернометрии, при этом интервал глинистой корки выделяется более детально.

МКВ проводится следующей аппаратурой:

- МК-УЦ;

- МК-М (см. МБК).

14. Микрозондирование (МКЗ).

МКЗ относится к основным исследованиям, проводится во всех поисковых и разведочных скважинах, в открытом стволе, в интервалах детальных исследований, совместно с комплексом БКЗ.

МКЗ самостоятельно решает следующие геофизические задачи:

- определение УЭС промывочной жидкости (по интервалам каверн) как подтверждающая информация при интерпретации комплекса БКЗ;

- определение кажущегося сопротивления исследуемой среды каждой установкой в объеме всего радиуса исследования в диапазоне значений до 200 Ом.м.

МКЗ применим при решении следующих геологических задач:

- при наличии глинистой корки и радиального градиента сопротивлений положительными приращениями на диаграммах МКЗ выделяются коллекторы с межгранулярной средней и высокой пористостью, при условии, что сопротивления, измеряемые микрозондами, превышают не более чем в 5 раз значения УЭС промывочной жидкости; положительные приращения на диаграммах относятся к прямым качественным признакам проникновения фильтрата промывочной жидкости в пласты и подтверждают движение флюида в пласты, образование глинистых корок и радиальных градиентов сопротивлений;

- определение эффективной мощности коллекторов с достоверным выделением отдельных проницаемых прослоев толщиной от 0,4 м и выше, при разрешающей способности МКЗ 02 см;

- выделение плотных непроницаемых прослоев, в том числе в среде коллекторов;

- выделение размываемых глин-покрышек, дающих значительные каверны;

- выделение зон частого чередования участков разреза тонкослоистого строения с ухудшенными коллекторными свойствами, зонами глинизации или представленные неколлекторами;

- при незначительном проникновении или его отсутствии по данным МКЗ возможно разделение газонасыщенных и водонасыщенных участков пласта (например, сеноманские массивные залежи газа севера Тюменской области);

- данные МКЗ используются при привязке керна к глубине;

- данные МКЗ используются как вспомогательный материал при детальных литостратиграфических расчленениях и других геологических построениях, при детальном изучении строения и свойств объекта.

Физические основы метода.

Метод микрозондирования заключается в детальном исследовании кажущегося сопротивления прискважинной части разреза зондами очень малой длины. В качестве зондовой установки служит резиновый “башмак”, на котором установлены три точечных электрода на расстоянии 2.5 см друг от друга. Они образуют два зонда: микроградиентзонд (МГЗ) A0.025M0.025N и микропотенциалзонд (МПЗ) A0.05M, у которого электродом N служит корпус прибора (см. рис.27).

Рис.27. Схема зондовой установки МКЗ

Радиус исследования МГЗ приблизительно равен 3-5 см, а глубина исследования МПЗ в 2.0-2.5 раза больше, т.е. составляет 10-12см. Поскольку радиус исследования МГЗ меньше, чем МПЗ, то на его показания оказывают большее влияние промывочная жидкость и глинистая корка, а на показания МПЗ - промытая зона скважины. Т.к. в наших условиях удельное сопротивление промытой зоны больше сопротивления глинистой корки, то против коллекторов показания МПЗ превышают показания МГЗ, т.е. пласты-коллекторы характеризуются положительными приращениями кажущегося сопротивления.

Оценка качества.

Качество материала микрометодов контролируется по следующим признакам:

- допустимая погрешность измерений МКЗ, определяемая по данным контрольной записи - не более 10%;

- расхождение стандарт-сигналов, фиксируемых в начале и конце замера - до 5%;

- расхождение показаний МПЗ и МГЗ против плотных глин не более 30% (значение кажущегося сопротивления против таких глин составляет примерно 8-10 Ом*м);

- расхождение показаний МПЗ, МГЗ в больших кавернах друг от друга и от удельного сопротивления бурового раствора не более 20% (см. рис.28);

Рис.28. Пример записи диаграммы МКЗ

Пример зарегистрированных данных аппаратурой МК приведен на рис.29.

Рис.29. Пример записи диаграммы МКЗ

Таким образом, при оперативной оценке качества МК основным критерием качественного материала является: превышение показаний МПЗ над показаниями МГЗ против пластов-коллекторов и близкие показания в кавернах.

Методические приемы, повышающие геологическую эффективность МКЗ:

- диаграммы должны быть высокого качества;

- обязательной является одновременная запись кривых обоих микрозондов;

- в каждом разведочном районе по результатам испытания объектов должны быть уточнены верхние пределы абсолютных значений сопротивлений на диаграммах микрозондов, чтобы положительные приращения между ними могли использоваться как прямой качественный признак проникновения и коллектора;

- измерения микрозондами необходимо проводить в условиях наиболее вероятного наличия глинистых корок;

- масштаб кривых 1:1 обоих микрозондов должен быть 2,5 Ом.м/см при соотношении вспомогательных кривых как 1:2:5, т.е. 5 и 12,5 Ом.м/см соответственно;

- при УЭС промывочной жидкости менее 0,2 Ом.м на показаниях МКЗ резко уменьшается дифференциация и положительные приращения могут отсутствовать.

Микрозондирование производится следующей аппаратурой:

- МК-УЦ;

- МК-М (см. МБК).

15. Термометрия

При термическом (или геотермическом) каротаже вдоль ствола скважины непрерывно регистрируется температура среды. Для термических исследований чаще всего применяют электрические термометры (или термометры сопротивлений) разных марок и регистрирующее устройство каротажной станции.

На температуры в скважинах искажающее влияние могут оказывать разные причины: изменение диаметра скважины, потоки воздуха или буровой жидкости, нагрев породы после бурения и др. Эти факторы необходимо учитывать или исключать при выявлении температурных аномалий.

Термический каротаж подразделяется на методы естественных (МЕТ) и искусственных (МИТ) тепловых полей. Кривая изменения естественных температур пород в скважине и рассчитанный по ней геотермический градиент каждого i-го пласта зависят от теплового потока и теплопроводности слагающих пород . В случае горизонтального залегания пород тепловой поток по стволу скважины остается практически постоянным, и по графику геотермического градиента легко выделить породы с разной теплопроводностью.

В разведочных скважинах термометрия относится к дополнительным методам и проводится при значительных вариациях геотермического градиента по территории месторождения, например, из-за блокового строения разреза.

Диаграмма геотермического градиента регистрируется в масштабе 0,25^о С/см с соотношением последующих масштабов как 1:2.

Измерения проводятся сверху-вниз и запись повторяется при подъеме электротермометра снизу-вверх.

Измерения истинной температуры промывочной жидкости при неустановившемся тепловом режиме дают информацию о температурном состоянии ствола скважины в процессе проведения ГИС и проводятся по совместному решению геологических и геофизических служб.

16. ОЦК электротермометром

Отбивка цементного кольца электротермометром относится к основным исследованиям, проводится в каждой обсаженной поисковой и разведочной скважине, колонне, по всему разрезу.

Определяется положение высоты подъема цемента и качество цементирования обсадной колонны.

Измерение проводится не позднее 36 часов после цементирования колонны.

Масштаб регистрации диаграмм ОЦК 0,5^о С/см с соотношением последующих масштабов как 1:2:4.

Измерения проводятся сверху-вниз и запись повторяется при подъеме электротермометра снизу-вверх.

17. Акустическая цементометрия

Акустическая цементометрия (АКЦ) относится к основным исследованиям, проводится в каждой поисковой и разведочной скважине, в колонне, по всему разрезу.

Определяется наличие цемента и характер его сцепления с колонной и породой.

Измерения проводятся совместно с ОЦК электротермометром.

Измерения дублируются контрольным перекрытием по всему расчетному интервалу цементирования.

Оптимальное время проведения АКЦ устанавливается геологической и геофизической службами для типовых конструкций скважин, глубин, технологий цементажа и свойств цемента. АКЦ рекомендуется повторять непосредственно перед перфорацией каждого объекта.

Акустическая цементометрия производиться при помощи аппаратуры АКЦ-М.

АКЦ-М.

Назначение .

Аппаратура акустического контроля качества цементирования АКЦ-М предназначена для контроля качества цементирования обсаженных скважин.

Данные по аппаратуре.

Аппаратура обеспечивает исследование скважин с обсадными колоннами диаметром от 130 до 350 мм с температурой до 120^о С, с гидростатическим давлением до 80 МПа.

Аппаратура эксплуатируется с трехжильным геофизическим кабелем типа КГ3-67-180 длиной до 6500м.

Рис.30 Схема прибора АКЦ-М

Прибор содержит магнитострикционный излучатель (И) и пьезокерамический приемник (П). Формула зонда И 2,5 П. Схема прибора изображена на рисунке.

Прибор в комплексе со станцией обеспечивает регистрацию следующих параметров акустического сигнала, характеризующих качество цементирования скважин:

- времени распространения сигнала по породе - Тп (шифр TP);

- амплитуды сигнала, распространяющегося по породе - Ап (шифр AP);

- амплитуды сигнала, распространяющегося по колонне - Ак (шифр AK).

Диапазон регистрации параметра Тп от 350 до 1600 мкс, динамический диапазон регистрации параметров Ап и Ак - 36 дБ.

Питание скважинного прибора осуществляется через трансформатор от источника переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.

Диаметр прибора без центраторов - не более 73 мм;

Длина прибора - не более 4000 мм;

Масса прибора - не более 90 кг.

18. Гамма-гамма цементометрия (ГГК-Ц)

Контроль качества цементирования методом гамма-гамма цементометрии (ГГК-Ц) относится к дополнительным методам, проводится в колонне, в тех поисковых и разведочных обсаженных скважинах, где по данным ОЦК-АКЦ не может быть однозначно решен вопрос качества цементирования (наличие слабозацементированных интервалов, наличие разрывов сплошости цемента и другие особенности, обусловленные изменениями объемной плотности цементного камня в затрубном пространстве).

Определяется наличие или отсутствие цемента по разнице объемных плотностей затрубных сред.

Масштабы регистрации для диаграмм ГГК-Ц (толщиномер, селективный и интегральный счет) определяются по районам работ с учетом конкретных конструкций скважин и обсадных колонн.

Обеспечивается высокое качество измерений кривых ГГК-Ц для достоверного разделения зацементированных и незацементированных интервалов по всему диапазону изменения объемных плотностей сред в затрубье. Диаграммы ГГК-Ц низкого качества не решают задачу разделения затрубных сред по объемной плотности и могут внести ложную информацию в наборы методов контроля цементажа.

Время проведения ГГК-Ц после цементирования не лимитируется.

Измерения методом ГГК-Ц дублируются перекрытием по всему интервалу цементирования.

Метод ГГК-Ц реализован на аппаратуре ЦМ8/10 и СГДТ-НВ.

ЦМ-8/10.

Назначение.

Прибор ЦМ-8/10 предназначен для определения качества цементирования нефтяных и газовых скважин методом рассеянного гамма-излучения.

Данные по аппаратуре.

Скважинный прибор обеспечивает проведение измерений в скважинах, обсаженных колонной диаметром 219-273 мм, при значениях температуры окружающей среды от -10 до 70 ° С и гидростатического давления 30 МПа.

Аппаратура эксплуатируется в комплекте со следующими изделиями:

- трехжильным кабелем типа КГ3-67-180 длиной до 1500 м;

- источником гамма-излучения Сs¹³⁷ активностью (1.28± 0.33)х10¹⁰ Бк, создающим на расстоянии 1 м мощность экспозиционной дозы (5.95± 1.55)х10^-9 А/кг.

Четыре используемых детектора гамма-излучения расположены по периметру прибора в экране, изготовленном из свинца и стали. В качестве одного детектора используются три газоразрядных счетчика ВС-8.

Схема прибора ЦМ-8/10 приведена на рис.31.

Рис.31. Схема прибора ЦМ-8/10

Питание скважинного прибора осуществляется постоянным электрическим током 140 мА.

Данные с четырех детекторов передаются по двум жилам кабеля в виде разнополярных импульсов. Амплитуда выходных импульсов каналов скважинного прибора не менее 3 В, длительность выходных импульсов - 60 мкс.

Длина скважинного прибора - 1.55 м;

Диаметр скважинного прибора - 175 мм;

Диаметр скважинного прибора с вытеснителем - 230 мм;

Масса скважинного прибора - 90 кг;

Масса скважинного прибора с вытеснителем - 116 кг.

СГДТ-НВ

Назначение.

Прибор СГДТ-НВ предназначен для


29-04-2015, 00:39