ВЛИЯНИЕ СКВАЖИНЫ НА ПОКАЗАНИЯ ИНК

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 6Следующая ⇒

На абсолютные величины плотности тепловых нейтронов щ и радиационного гамма-излучения 1_пу существенное влияние оказывает скважина. С увеличением диаметра необсаженной скважины дифференциация кривых ИННК и глубинность исследований, как и в случае стационарных методов НК, снижаются. Проникновение пресной ПЖ в пласт сказывается на показаниях ИННК так же, как увеличение диаметра скважины d_it заполненной таким же раствором. При глубине проникновения фильтрата ПЖ, превышающей глубинность ИННК, определение нейтронных параметров пласта исключается.

При смещении прибора от центрированного положения в скважине к эксцентрированному (прибор прижат к стенке скважины) происходит возрастание показаний ИНГК на 10— 15 %, а показаний ИННК в 2—3 раза, что является результатом экранного влияния слоя жидкости в скважине. В связи с этим метод ИНГК более помехоустойчив по сравнению с ИННК и более перспективен при исследовании скважин, особенно малогабаритной аппаратурой в действующих скважинах.

ГЛУБИННОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОМ ИНК

Под глубинностью понимают цилиндрическую зону радиусом г_и, за пределами которой среда изменяет регистрируемую величину не более чем на 0,1—0,2 от замеренных показаний. Наличие зоны проникновения фильтрата ПЖ в пласт существенно снижает глубинность исследования. Из данных наблюдений следует, что в начальный период после крепления скважины показания ИНК обусловлены в основном влиянием зоны проникновения. По наблюдениям, проведенным в скважинах, установлено, что в песчаных неглинистых пластах пористостью более 25 % и проницаемостью порядка К)-⁶ мкм² зона проникновения расформировывается через 5—10 сут после крепления скважины колонной. При уменьшении пористости и проницаемости пласта время сохранения зоны проникновения возрастает.

При изучении нефтяных и газовых месторождений главными задачами являются выделение в разрезе нефтегазоносных пластов и определение водонефтяного (ВНК) и газожидкостного (ГЖК) контактов.

ИНК нашел широкое применение при исследовании действующих обсаженных колоннами скважин для прослеживания водонефтяного и газожидкостного контактов, установления нефте-насыщенных зон и интервалов, не отдающих нефть, выявления перетоков нефти между пластами и газовых шапок, прослеживания продвижения фронта воды, сопоставления разрезов и границ ВНК с данными других скважин. ИНК применяется также для количественной оценки начальной, текущей и остаточной нефте- и газонасыщенности, контроля за процессом испытания и освоения скважин, контроля за прорывом закачиваемых вод. Данные ИНК приобретают важное значение при оценке эффективности разработки месторождения, для проектирования вторичных методов разработки и выполнения ремонтных работ в скважине.

Акустический каротаж (АК). Акустический каротаж (регистрация кинематических и динамических параметров продольных и поперечных волн и их относительных параметров) относится к основным методам, проводится в открытом стволе во всех поисковых скважинах, перед спуском каждой технической или эксплуатационной колонны, по всему разрезу, исключая кондуктор.

При наличии в разрезе газонасыщенных пластов акустический каротаж рекомендуется проводить в интервалах каждого стандартного каротажа, т.е. в условиях, когда зоны проникновения еще не достигают критических для АК значений.

Метод АК обеспечивает высокое вертикальное расчленение разреза (выделяются контрастные по кинематическим и по динамическим параметрам прослои 0,4-0,6м).

На показания АК практически не влияют диаметр скважины, наличие и свойства глинистой корки, тип и характеристики промывочной жидкости, свойства вмещающих пород, температура в интервалах замеров, что переводит АК в разряд эффективных методов с минимальным числом поправок при определении пористости.

Рис. 19. Общий вид диаграммы скорости (а) и амплитуды (б) при акустическом каротаже: 1 - породы средней пористости, сухие; 2 - породы средней пористости, влажные; 3 - породы высокой пористости; 4 - породы низкой пористости, плотные

Физические основы метода.

Акустический каротаж основан на возбуждении в жидкости, заполняющей скважину, импульса упругих колебаний и регистрации волн, прошедших через горные породы, на заданном расстоянии от излучателя в одной или нескольких точках на оси скважины. Возбуждение и регистрация упругих волн при АК осуществляется с помощью электроакустических преобразователей.

При воздействии на элементарный объем породы с помощью ультразвуковой волны (10-75 кГц) происходит деформация частиц породы и их перемещение. Во всех направлениях от точки приложения возбуждающей силы изменяется первоначальное состояние среды.

Процесс последовательного распространения деформации называется упругой волной. Различают продольные и поперечные волны. Продольные волны связаны с деформациями объема твердой или жидкой среды, а поперечные с деформациями только твердой среды.

Продольная волна представляет собой перемещение зон сжатия и растяжения вдоль луча, а поперечная - перемещение зон скольжения слоев относительно друг друга в направлении перпендикулярном лучу. Продольные волны распространяются в 1,5 -10 раз быстрее поперечных.

Упругие свойства горных пород, а значит и скорости распространения упругих волн в них обусловлены их минеральным составом, пористостью и формой порового пространства и, таким образом, тесно связаны с литологическими и петрофизическими свойствами.

Скорость распространения упругих волн в различных средах следующая:

Воздух - 300-500 м/с,

Метан - 430 м/с,

Нефть - 1300 м/с,

Вода пресная - 1470 м/с,

Кроме того, различные породы по разному ослабляют энергию наблюдаемой волны по мере удаления от источника возбуждения упругих волн. Чем выше газонасыщенность, глинистость, трещиноватость и кавернозность пород, тем больше затухание колебаний.

Наиболее простой способ акустических исследований - каротаж скорости, когда автоматически регистрируется кривая изменения времени пробега прямой или головной волны между двумя приемниками. Поскольку расстояние между приемниками постоянно, то кривая времени является фактически обратным графиком изменения скорости. При каротаже по затуханию измеряется амплитуда упругой волны и ослабление сигнала между двумя приемниками.

Скорость распространения упругих волн зависит от упругих модулей пород, их литологического состава, плотности и пористости, а величина затухания - от характера заполнителя пор, текстуры и структуры породы (рис. 19). На акустических диаграммах высокими значениями скоростей распространения упругих волн выделяются плотные породы - магматические, метаморфические, скальные, осадочные. В рыхлых песках и песчаниках скорость тем ниже, чем больше пористость. Наибольшее затухание (наименьшая амплитуда сигнала) наблюдается в породах, заполненных газом, меньше затухание в породах нефтенасыщенных, еще меньше - у водонасыщенных.

Акустический метод применяется для расчленения разрезов скважин по плотности, пористости, коллекторным свойствам, а также для выявления границ газ - нефть, нефть - вода и определения состава насыщающего породы флюида. Кроме того, по данным этого метода можно судить о техническом состоянии скважин и, в частности, о качестве цементации обсадных колонн.

32. Акустическим каротажем (АК) называют методы изучения свойств горных пород по измерениям в скважине характеристик упругих волн ультразвуковой (выше 20 кГц) и звуковой частоты. При АК в скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в ней и в окружающих породах и воспринимаются приемниками, расположенными в той же скважине.

По типу регистрируемых параметров выделяют следующие основные модификации акустического каротажа: акустический каротаж по скорости; акустический каротаж по затуханию; волновой акустический каротаж и др. Каротажи по скорости и затуханию составляют стандартный АК и проводятся обычно одновременно.

Выделяют два вида:

1. АК по скорости — акустический каротаж, основанный на изучении скорости распространения упругих волн в породах путем измерения интервала времени. При этом время пробега волны определяется по разности времен вступления в приемники П₂ и П_ь соответственно t₂ и t_x. Часть пути от излучателя до приемника продольная волна проходит по промывочной жидкости и глинистой корке. Эти отрезки пути одинаковы для каждого приемника, что при вычитании времен вступления обеспечивает исключение влияния скважины при измерениях трехэлементным зондом. В связи с этим на показания акустического каротажа по скорости не оказывают влияние основные свойства промывочной жидкости (минерализация, плотность и др.), что является одним из важных преимуществ метода.

2. АК по затуханию - вид АК основан на изучении характеристик затухания упругих волн. Упругие колебания ультразвуковой частоты (десятки килогерц) при прохождении через горную породу заметно ослабляются (затухают). Поглощение упругих колебаний поро дой происходит вследствие необратимых процессов преобразования энергии колебаний в тепловую энергию, что приводит к уменьшению амплитуды принимаемых сигналов.

Затухание обусловлено в основном следующими причинами: поглощением вследствие неидеально упругой среды; распространением энергии во все больший объем среды в результате расширения фронта волны при ее движении; рассеянием и дифракцией волн на неоднородностях среды и вследствие многократных отражений и преломлений на границах сред с различными скоростями распространения колебаний. Этим объясняется сильное влияние на затухание упругих колебаний глинистости, трещиноватости, кавернозности пород и характера их насыщения. Амплитуда А упругих колебаний связана с расстоянием S, пройденным волной экспоненциально.

Амплитуда колебаний продольной волны, воспринимаемая приемником, измеряется в условных единицах, например в милливольтах. В некоторых случаях пользуются относительной амплитудой колебаний — отношением амплитуды А регистрируемой волны к наибольшему значению амплитуды против опорного пласта А_оп. За опорный пласт принимают мощный пласт плотных пород с наибольшей амплитудой Л_оп-

Поглощающие свойства пород связаны с литологией еще более тесно, чем скорость распространения упругих волн. Интенсивность поглощения породой упругих колебаний зависит также от состава флюида, заполняющего поровое пространство, что приводит к следующим соотношениям коэффициентов поглощения для водо-, нефте- и газонасыщенных пластов. Наибольшее затухание претерпевают упругие волны в трещиноватых и кавернозных породах. В связи с этим акустический каротаж по затуханию весьма эффективен при изучении разреза скважин, вскрывающих карбонатные породы.

Основная помеха при применении акустического каротажа по затуханию — наличие акустического сопротивления на границах скважинный прибор — окружающая среда и промывочная жидкость — порода. Это сопротивление характеризуется сильной изменчивостью и оказывает значительное влияние на измерения, которое не поддается учету.

Результаты сопоставления акустических разрезов соседних скважин в комплексе с другими геофизическими материалами дают дополнительные сведения для однозначного решения вопроса о природе коллекторов и характере их насыщения.

Одна из основных задач акустического каротажа — изучение связи между литологическими и акустическими свойствами пород для уточнения их коллекторских свойств и характера насыщения.

КАРОТАЖНЫЕ ЗОНДЫ

Для акустического каротажа применяют трех-, четырех-, шести-и многоэлементные зонды. Трехэлементный зонд содержит один приемник П и два сближенных излучателя Hi и И₂ или (по принципу взаимности) один излучатель И и два сближенных приемника П] и П₂. Расстояние между излучателем и ближним приемником соответствует длине зонда L. Расстояние между двумя приемниками или излучателями в трехэлементном зонде АК является базой S. Точка записи соответствует середине базы зонда. Четырех- и шестиэлементный зонды представляют собой симметричные комбинации из двух трехэлементных зондов, что обеспечивает реализацию встречной системы наблюдений. Многоэлементные зонды содержат один или два излучателя и набор приемников, удаленных от излучателей на различные расстояния, что позволяет составлять из них два и более трех-, четырех- или шестиэлементных зондов с различными длинами и базами.

В используемой при АК установке излучатель посылает импульсы колебаний, состоящие из трех-четырех периодов (6— 8 раз). График колебаний (волновой картины), воспринимаемых приемниками, изображен на рис. 76, б. На графике отмечены колебания трудно разделимых волн: продольной PoPiPo, поперечной PoSjPo и прямой Р_о, идущей по промывочной жидкости.

В качестве излучателей колебаний используют магнитострикционные преобразователи, изменяющие свою форму и размеры под действием переменного тока. Для приборов АК преобразователи изготовляют из сплава кобальта с железом при небольших добавках других ферромагнитных металлов. Расширение сплава при его намагничивании переменным электрическим током, подаваемым через обмотки намагничивающей катушки, создают импульсы упругих (ультразвуковых) колебаний частотой 20—50 кГц и более.

Излучатель отделен от приемника акустическим изолятором из звукопоглощающего материала. Этим исключается возможность поступления упругой волны по скважинному приборуПри каждом импульсе по жилам кабеля на поверхность подаются синхронизирующий электрический сигнал от излучателя и сигнал с выхода усилителя, размещенного в глубинном приборе, к которому подключен приемник. Время между синхронизирующим сигналом и первым вступлением преобразуется в электрическое напряжение, пропорциональное усредненному за несколько импульсов времени пробега упругой волны между приемниками. Напряжение с выхода схемы поступает на регистрирующий прибор, записывающий диаграмму акустического каротажа.

33. В скважинах берутся образцы (грунты), взятыми из уже вскрытых

пластов со стенки скважины. Образцы отбирают боковым грунтоносом.

Работа грунтоносом проводится после ГИС предварительного изучения разреза скважины. Отбор грунтов боковым грунтоносом дает дополнительные данные для изучения геологического разреза.

Боковые грунтоносы спускают на каротажном кабеле. Распространен боковой стреляющий грунтонос, состоит из корпуса, с гнездами, в каждое закладывается боек (рисунок).

Схема действия бокового стреляющего грунтоноса.

а — грунтонос в снаряженном состоянии; б — грунтонос после выстрела; 1 — корпус; 2 — камора с пороховым зарядом; 3 — электрозапал; 4 — боек; 5 — тросик.

В гнездо помещается пороховой заряд с электрозапалом.

После установки грунтоноса на глубине подают по напряжение; воспламеняет пороховой заряд. Действием образовавшихся при этом пороховых газов боек с большой скоростью выталкивается из гнезда и врезается

в породу. Затем натяжением кабеля при помогли тросика боек вместе

с захваченным им образцом извлекается из пласта.

Для получения образцов пород применяются многоствольные стреляющие грунтоносы МСГ-90м и МСГ-90-4. В сборке грунтоноса имеется 30 бойков. Применяются бойки двух типов: для отбора твердых пород (с диаметром внутреннего отверстия 14 мм) и для отбора мягких пород (с диаметром внутреннего отверстия 22 мм). Максимальная длина образца твердых пород 35 мм, а мягких пород — 45 мм.

Боковые стреляющие грунтоносы рассчитаны на отбор образцов мягких пород и пород средней твердости.

Для получения образцов пород из нефтяных и газовых скважин широко применяются многоствольные стреляющие грунтоносы МСГ-90м и МСГ-90-4. В сборке грунтоноса имеется 30 бойков. Применяются бойки двух типов: для отбора твердых пород (с диаметром внутреннего отверстия 14 мм) и для отбора мягких пород (с диаметром внутреннего отверстия 22 мм). Максимальная длина образца твердых пород 35 мм, а мягких пород — 45 мм.

Боковые стреляющие грунтоносы рассчитаны на отбор образцов мягких пород и пород средней твердости. Для отбора образцов плотных пород из нефтяных и газовых скважин используют боковые сверлящие или фрезерующие грунтоносы, иногда называемые керноотборниками.

При помощи бокового грунтоноса решаются след. Задачи: устанавливают литологическую характеристику породы;в НиГскважинах уточняют резутьтаты интерприт. материалов геофиз. ислед-й и проверяют заключения о Н,Г-носности.

35. Оборудование для геофизических работ в скважинах.Для спуска кабеля со скважинным прибором в скважину применяется спуско-подъемное оборудование: включает каротажную лебедку, привод ролик на устье. СПО монтируется на шасси авто. Для направления кабеля в скважину служит ролик. С помощью направляющего ролика определяют длину спущенного в скважину кабеля. Для этого берут ролик такого диаметра, чтобы за один оборот через него проходил отрезок кабеля определенной длины (например, 1,5 или 2м). С роликом связан датчик сельсинной дистанционной передачи, которая обеспечивает привод лентопротяжного механизма регистрирующего прибора в масштабе глубины скважины и счетчика глубин, показывающего непосредственно глубину спуска скважинного прибора или аппарата в скважину.

Каротажная станция. Для ГИС используют автоматические каротажные станции (АКС), где установлена лебедка, скважинное оборудование и скважинные приборы; в передней части кузова (лабораторном отделении) размещены пульты с измерительной и регистрирующей аппаратурой и приборы управления лебедкой.

Отбор грунтов, перфорацию и торпедирование проводят с помощью подъемника и лаборатории перфораторной станции ЛПС. Лаборатория служит для перевозки взрывчатых материалов и стреляющей аппаратуры (стреляющих грунтоносов, перфораторов, торпед).

Каротажный кабельКаротажный кабель служит для спуска в скважину и перемещения в ней скважинных приборов и аппаратов, для связи их со схемами питания, измерения и управления в наземной аппаратуре. Основными типами каротажного кабеля являются бронированные кабели — одножильный, трехжильный и семижильный. В основном применяются следующие кабели: одножильные КОБД-4 диаметром 8,4 мм с разрывным усилием 4 тонны-силы (тс) и КОБД-6 диаметром 9 мм с разрывным усилием 6 тс; и семижильный КСБ-6 диаметром 16,5 мм с разрывным усилием 6 тс. Бронированный каротажный кабель состоит из токопроводящей жилы и брони. Токопроводящая жила скручена из медных и стальных проволок, покрыта резиновой изоляцией. Броня изготовлена из стальных проволок, несет механическую нагрузку и защищает жилы кабеля от механического повреждения. Применяются также трехжильные каротажные кабели в оплетке и шланге. Механическую нагрузку в них несут жилы, скрученные из стальных проволок. Имеются кабели в оплетке и шланге диаметром 13—25 мм, с разрывным усилием 0,3; 1,2 и 4 тс. Одним из условий получения точных результатов при геофизических измерениях является хорошая изоляция жил кабеля. Большие механические нагрузки, минер буровой раствор, высокое гидростатическое давление способствуют нарушению изоляции. Токи утечки, возникающие при нарушении изоляции жил, могут привести к большим искажениям в результатах измерений. При геофизических работах в скважине необходимо точно определять глубину, к которой следует относить результаты измерений, или глубину проводимой операции. Погрешность в определении глубин приведет к тому, что геологический разрез скважины будет неточным; в случае ошибки определения глубин возможны неудачные результаты опробования нефтегазоносных пластов.

Буровая,на которой намечается проведение геофиз.работ д.б. подготовлена(скважина промыта и оборудовано устье).в процессе спуска кабеля контрол движение скважинного прибора.обычно кабель сначала спускают до забоя,а затем поднимают его. Геофиз. работы на буровой выполняют партии-основ. произво-ная единица геофиз. предприятий. В них имеются след. Службы: дисперческая группа; интерпретационное бюро; аппаратурный цех; ремонтный цех; геохим лаборатория .Геофиз. работы проводят по заявкам заказчиков. Партия составляет план и сметы на проведение работ. При проведении работ особое внимание удел.ТБ.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 519; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!