Геофизические исследования скважин

    Другие  инклинометрические датчики (асселерометрические, лазерные). Требования при бурении  наклоннонаправленных скважин ЗИС-4 “Забой”. 

    Наклонометрия пластов.

    Используются  прижимные системы с зондами  микробокового каротажа или электромагнитного каротажа с вращающимися зондами (НИУС-1)

    При изучении геологического строения района необходимо знать характер залегания  пластов. Это особенно важно для  районов с крупными тектоническими нарушениями и большими углами падения  пластов.

    Залегание пласта характеризуется его простиранием и падением. Простиранием пласта называется направление горизонтальной линии, лежащей в плоскости напластования. Линией падения пласта называется линия, проведенная в плоскости напластования перпендикулярно к простиранию. Направлением падения пласта называется направление проекции линии падения пласта на горизонтальную плоскость, а углом падения g - угол между плоскостью напластования и горизонтальной плоскостью. Направление падения пласта характеризуется его азимутом l. Таким образом, для определения залегания пласта необходимо определить элементы его залегания - угол g и азимут l падения пласта.

    Пластовый наклонометр (ПН) состоит из трех датчиков, инклинометра и каверномера. Датчики расположены друг относительно друга под углом 120° в плоскости, перпендикулярной к оси скважинного прибора.

    Датчики пластового наклономера должны обеспечивать максимальную дифференциацию разреза скважины.

    Измерения ПН сводятся к тому, что в намеченных интервалах разреза скважины, в которых требуется определить элементы залегания пластов, проводят одновременную запись трех кривых идентичными датчиками, а также запись показаний инклинометра (j,d и b) и каверномера (d_c).

    По  кривым, зарегистрированным датчикам ПН, определяют смещения h₂₁ и h₃₁, глубин

z₂ и z₃ характерных точек отклонений:   h₂₁=z₂-z₁; h₃₁=z₃-z₁

    По  величинам h₂₁ и h₃₁ определяют промежуточный угол y          

    По  промежуточному углу y, величине h₂₁ и диаметр скважины d_c находят промежуточный угол - кажущийся угол падения пласта g¢ - угол между перпендикуляром к плоскости напластования и осью скважины.

      

    где:  h₂₁ и d_c в см.

    По  измеренным величинам j,d и b и промежуточным углам y и g¢ рассчитывается угол падения g и азимут падения пласта l.

    

    

    

    Кавернометрия - частный случай вертикальной профилеметрии. Измеряется d_c

    

    Профилеметрия (вертикальная, горизонтальная).

    Приборы для изучения технического состояния скважин

Шифр	Параметры измерения	Параметры	Область применения
Каверномер КМ-2	диаметр скважины	40-400м t=100°С Р=20 МПа	Æ36
Каверномер  КСУ-1 управляемый	--//--	70-760мм 200°С,100МПа	Æ70
КСУ-2	--//--	46-370 70°С,200МПа	Æ36
Инклинометр ИН-1	угол наклона, азимут	0-100о, 0-360о 150°С, 60МПа	Æ73
Инклинометр КИТА	--//--	0-50°, 0-360°, 120°С,120МПа	Æ74
Наклономер НП-3	наклонометрия пластов	90-400мм,72° 100°С,45МПа	Æ60
Наклономер НИД-1	--//-- кривизна, диаметр	430-400мм 0-50°,0-360° 150°С,100 МПа	Æ100
Термометр ТЭГ-36	Температура	0-150°С; 0,1° 150°С, 100МПа	Æ36
Термометр ТР-7	Температура	10-250°С	Æ60(36)
Термометр ТР-4	Температура	0-150°С±0,8° 150°С,100МПа	Æ36

 
 
 
 
 
 

    Акустический  каротаж.

    Основным  назначением акустического каротажа (АК) в нефтегазовых скважинах является литологическое расчленение разрезов, выделение гранулярных и трещиновато - кавернозных коллекторов и определение их пористости.

    Физические  основы.

    Акустические (звуковые) волны представляют собой  упругие механические возмущения, которые распространяются с конечной скоростью в твердых, жидких и газообразных телах и осуществляют перенос энергии без переноса вещества.

    Если  колебания частиц среды происходят в направлении распространения  волны, создавая попеременно области разряжения и сжатия, - это продольные P-волны. В поперечной волне S частицы колеблются перпендикулярно к направлению распространения волны по криволинейным траекториям, создавая деформации сдвига (изменения формы тела без изменения объема).

    Продольные  P-волны распространяются в жидких, газообразных и твердых телах; поперечные S-волны - только в твердых телах.

    В твердых телах ограниченных размеров условия возбуждения волн усложняются  и завмсят также от формы тел.

    Кроме P и S-волн на границах твердого тела с жидкостью или газом возникают поверхностные рылеевские волны, интенсивность которых убывает с глубиной. Скорость их составляет 0,9 от скорости S-волн. В обсадных колоннах поверхностные волны не распространяются.

    Регистрируются Dt - интервальное время , величина обратная V, и амплитуды А волны, эффективное затухание a, рассчитываются частота f и связанная с ней длина волны l.

    Скорость  распространения (интервальное время) .

    Скорости  распространения V_p и V_sв твердом теле определяются упругими постоянными. Характеризиющими деформации объема и формы: модулем Юнга Е и коэффициентом Пуассона m.

    Модуль  Юнга:       ,

где: F – сила в Н;

      S – площадь в см²;

      L – длина тела в м;

      DL – удлинение тела в м. 

    Лекция 19. Газовый каротаж  и ГТИ

    Применяется для изучения геологического разреза  скважины, выделения в нем перспективных на нефть и газ интервалов и прогнозной оценки характера насыщения пластов - коллекторов, вскрытых скважиной (нефтеносный, газоносный, водоносный) в процессе бурения скважин.

    В комплекс исследований при газовом  каротаже скважин, бурящихся на нефть и газ, входят: измерение параметров, характеризующих нефтегазонасыщенность пластов; режим бурения и каротаж по шламу.

    Информативными  для выделения нефтегазосодержащих  пластов и прогнозной оценки характера  их насыщения являются предельные углеводороды (от метана до гексана С₁-С₆) поступающие из порового пространства разбуриваемой породы и поступающих на устье скважины с промывочной жидкостью (ПЖ).

    По  результатам дегазации и анализа  определяются объемные концентрации углеводородов в газовой смеси С_an в %, а по ним - абсолютные концентрации С_оn, %, флюидные коэффициенты С_um, суммарное содержание УВ в ГС - Г_х, сум; приведенные газопоказания Г_{х пр}, индекс компонентного состава газа в пласте J_кг и остаточные кажущееся газосодержание F_г и нефтесодержание F_нг.

    Объемные  концентрации УВ В ГС являются основным параметром газового каротажа и определяются по результатам высокочувствительного компонентного экспресс -т анализа ГС, полученной из промывочной жидкости при ее дегазации с помощью ДНД (дегазатора непрерывного действия). В процессе этого анализа фиксируются либо амплитуды пиков хромотограммы А_n, либо площади пиков F_n по которым вычисляются величины С_an.

      или  где

    k_mn - коэффициенты загрубления масштаба,

    k_2n - коэффициенты чувствительности аппаратуры к n - компоненту.

    Относительные концентрации УВ в ГС

    С_оп являются основными параметрами, по которым определяется индекс J_кг

      где

где: m – число анализируемых УВ (обычно m=6).

    При газовом каротаже оперируют также флюидными коэффициентами С_nm следующих типов:

    

    С_nm2=C_an/(C_am+C_ap);

    C_nm3=(C_am+C_ap)/C_an;

    C_nm4=(C_an+C_am)/(C_ap+C_aq),

    где C_nm - в усл. ед. Соответственно n-го, m-го, p-ного и q -го углеводородных компонент в ГС в %.

    Суммарное содержание УВ в ПЖ Г_{х сум}(%) определяется из выражения

    

    Параметры, характеризующие  режим бурения 

    Продолжительность бурения 1 м скважины

      механический каротаж.

    Детальный механический каротаж обеспечивает детальное литологичекое расчленение геологического разреза.

    Наилучшее литологическое расчленение разреза  и выделение в нем геологических  объектов, например, зон аномально - высокого пластового давления (АВПД) получается при построении кривой показателя экспоненты - параметра, учитывающего комплексное влияние отдельных параметров режима бурения скважины:

    

где: k_TD – коэффициент, характеризующий тип долота;

      k_p – коэффициент, характеризующий отношение градиента нормального пластового давления к плотности ПЖ в усл. ед.;

      V_б – скорость бурения в м/г;

      n_g – частота вращения долота в об/мин;

      Р_g – нагрузка на долото в Н;

      d_n – номинальный диаметр скважин (долото в см).

    Расход  ПЖ на входе Q_вх, выходе Q_вых из скважины и дифференциальный расход ПЖ в скважине Q_п=Q_вых-Q_вх

    Коэффициент разбавления Е (м³/м³), непосредственно характеризующий режим бурения скважины, показывает какой объем ПЖ, эвакуированной из скважины, приходится на единицу выбуренной породы:

     , где

    d_н - в см; T₁ - мин/м.

    Коэффициент разбавления Е необходим для перехода от величин Г_{х сум} и Г_сум соответственно к величине Г_{х пр} и Г_пр. 

    Каротаж по шламу включает люминесцентно - битуминологический анализ, определение карбонатности и открытой пористости горных пород.

    Привязка  данных газового каротажа и шлама к глубинам залегания пластов.

    Время отставания: