Виды промыслово-геофизических работ, выполняемых геофизическими организациями

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).

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.

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%.

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

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

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.

- 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%

2. Радиактивный каротаж

 

Радиометрией  скважин называют совокупность методов, основанных на регистрации различных  ядерных излучений, главным образом  гамма-квантов и нейронов. Эти  методы подразделяются на пассивные(методы регистрации естественных излучений) и активные(методы регистрации излучений, возникающих при облученииспециальными  источниками, помещенными в скважинном приборе).

ГК(гамма  каротаж) - Сущность гамма-каротажа заключается в изучении естественной радиоактивности горных пород по стволу скважины путем регистрации интенсивности гамма-излучения, возникающего при самопроизвольном распаде радиоактивных элементов (в основном U, Th и K⁴⁰).

Гамма-каротаж в комплексе методов общих исследований применяется при решении задач указанных в разделе «Стандартный электрический каротаж» и дополнительно к ним:

выделение высокорадиоактивных пластов-реперов;

разделение глин-покрышек по минералогическому составу;

разделение пород фундамента по составу (от основных до кислых магм), выделение кор выветривания, других контрастных по данным ГК образований;

литологическое расчленение различных типов горных пород. Интенсивность гамма-излучения зависит от содержания в породах радиоактивных элементов. Т.к. оно в разных породах различно, по данным ГК можно судить о характере горных пород.

определение глинистости горных пород. Определение коэффициента глинистости по данным гамма-метода основано на близкой к прямой зависимости этого коэффициента от естественной гамма-активности песчано-глинистых горных пород;

привязка к разрезу результатов исследования другими методами каротажа, интервалов перфорации и др. Основана на возможности проводить ГК в обсаженных скважинах.

Качество материала ГК оценивается по следующим параметрам:

предельное расхождение от рабочего эталона (в сравнении с днем градуировки)      не должно превышать 10%;погрешность измерений по результатам основной и контрольной записи не должна превышать 20% при радиоактивности пород до 10 мкР/ч, 15% - при радиоактивности от 10 до 20 мкР/ч и 10% - при более высоких значениях радиоактивности;

Основные   методологичесие требования к диаграммам ГК:

диаграммы ГК должны быть высокого качества;

параметры регистрации диаграмм ГК (скорость записи, стабильность работы канала ГК, время интегрирования) должны обеспечивать статистическую достаточность характеристик пластов по естественной радиоактивности по всему диапазону ее значений;

скорость регистрации диаграмм ГК должна быть в соответствии со свойствами разреза и не должна превышать расчетную;

масштаб регистрации ГК 0,75 мкР/час/см при соотношении последующих масштабов как 1:2:5:25, т.е. соответственно 1,5:3,75:18,75 мкР/час/см;

диаграмма ГК должна записываться всегда одновременно с записью диаграмм НКТ.

Метод ГК реализован в следующей аппаратуре:

- СРК;

- РКС.

  Сущность нейтронного гамма-метода состоит в исследовании интенсивности искусственного гамма-поля, образовавшегося в результате поглощения (радиационного захвата) тепловых нейтронов породообразующими элементами.

Интенсивность гамма-излучения  радиационного  захвата зависит в основном от числа тепловых нейтронов, поглощаемых  единицей объёма горной породы, и длины  зонда. Число нейтронов, поглощаемых  единицей объёма породы, пропорционально  плотности тепловых нейтронов, которая зависит от замедляющих и поглощающих свойств горной породы, т.е. от водородосодержания и от хлоросодержания, причем при повышении  водородосодержания I_{n γ} уменьшается. А при повышении хлоросодержания – увеличивается.

Нейтронный  каротаж. Сущность нейтронных методов  каротажа сводится к облучению горных пород нейтронами и регистрации  либо, вторичного гамма-излучения возникающего при радиационном захвате нейтрона ядром вещества породы-метод НГК (нейтронный гамма-каротаж), либо потока нейтронов первичного излучения  дошедших до детектора-методы ННК (нейтрон-нейтронный каротаж).Оба метода можно использовать при определении водородосодержания в породе, её пористости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Акустический каротаж

 

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.

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,

вода минерализованная - 1600 м/с,

глина - 1200-2500 м/с,

песчаник плотный - 3000-6000 м/с,

цемент - 3500 м/с,

сталь - 5400 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.

          Для измерения параметров распространения упругих колебаний используется акустический зонд. В качестве основного используется трехэлементный зонд, состоящий из двух излучателей и приемника. Каждый из излучателей и приемник образуют двухэлементный зонд.

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. 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.