Что такое каротаж скважины и для чего он необходим?

Электрический каротаж в обсаженной скважине

Электрический каротаж в обсаженной скважине

• В своем стремлении повысить производительность месторождения, продлить его жизнь и увеличить запасы нефтяные компании нуждаются в возможности находить пропущенные углеводороды, отслеживать изменения в степени насыщенности и обнаруживать перемещение контактов между флюидами в залежи. • Задача слежения за изменениями насыщенности в старых залежах требует для своего решения проведение измерений через стальную обсадную колонну, что было невозможно при использовании прежних зондов для каротажа сопротивлений.

• До последнего времени можно было оценивать степень насыщенности углеводородами в обсаженных скважинах только с помощью нейтронных методов. • Такие приборы обладают малой глубиной исследования и поэтому их эффективное использование ограничивается случаями сред с низкой пористостью и минерализацией. • С момента появления каротажа сопротивлений в открытом стволе эксперты во всем мире старались разработать такой прибор, который мог бы измерять сопротивления пород, находящихся за обсадной колонной.

• Как и в случае измерений в открытом стволе, измерения сопротивлений и ядерной пористости в обсаженных скважинах можно объединить вместе и тем самым обеспечить более точную оценку насыщенности. • В дополнении к слежению за коллектором и выявлению пропущенных залежей промышленного значения, указанная услуга позволяет получать данные о сопротивлениях в скважинах, характеризующихся высокой степенью риска, в которых нельзя проводить каротажные работы при открытом стволе из за существующих скважинных условий или когда поломка прибора не позволяет успешно регистрировать данные.

• • Принцип измерений Зонд каротажа сопротивлений в обсаженной скважине фактически представляет собой зонд бокового каротажа, т. е. некое сочетание электродов, которое измеряет разности напряжения, возникающие при протекании приложенного тока по породам вокруг скважины. При обычном способе расчета пластового сопротивления Rt по данным бокового каротажа требуется измерить испускаемый ток и напряжение зонда V. Чтобы получить значение сопротивления, отношение указанных двух величин умножается на постоянный коэффициент, известный как коэффициент зонда К. величина которого зависит от геометрии самого зонда: Rt = KV/l. Измерения при каротаже сопротивлений в обсаженной скважине (CHFR) выглядят несколько более сложными из за присутствия стальной обсадной колонны, но они все равно сводятся к определению Rt no V и I.

• • При боковом каротаже в открытом стволе используются электроды для фокусировки питающего тока в глубину изучаемого пласта. Существенное отличие физики измерения при каротаже в обсаженной скважине состоит в том, что в этом случае сама обсадная колонна играет роль гигантского электрода, направляющего электрический ток в сторону от скважины. Замыкая электрическую цепь, ток следует по пути наименьшего сопротивления, поэтому, когда перед ним стоят два пути, т. е. либо сталь с низким сопротивлением, либо земля, то большая часть тока идет через сталь. Переменный ток высокой частоты почти целиком остается в стали, когда же используется переменный ток низкой частоты или постоянный, небольшая часть тока проникает в пласт. При прохождении от питающего электрода на зонде до электрического заземления, расположенного на поверхности земли, ток проходит по обсадной колонне и, постепенно проникая в окружающие породы, проходит через земную толщу до электрического заземления. Проникновение тока в толщу пород вокруг скважины происходит по всей длине обсадной колонны, поэтому величина проникновения тока, приходящаяся на каждый метр, очень мала. Главной проблемой, которая возникает при измерениях сопротивления пород через обсадную колонну, является измерение столь незначительных токов утечки.

• • Способ, каким производятся измерения, можно понять, если проследить путь тока от зонда до электрического заземления. Токовый электрод контактирует с внутренней поверхностью обсадной колонны. Некоторая часть тока поднимается вверх по обсадке, другая часть идет вниз. Величина тока, движущегося в каждом из указанных направлений, зависит от положения зонда в скважине и пластового сопротивления, т. е. чем выше пластовое сопротивление, тем меньше тока движется вниз по обсадной колонне Рис. 1. Влияние положения зонда на силу тока в однородном пласте в случае, когда скважина имеет глубину 3000 м, 7 -дюймовую обсадную колонну весом 29 фунтов на фут, а ток возвращается к устью. Приложен ток силой в 1 ампер (А). Ток, который направляется вниз по обсадной колонне, подвергается наибольшим изменениям на устье и забое скважины и уменьшается с ростом пластовых сопротивлений (верхний график). Утечка тока в породы тоже уменьшается с ростом пластового сопротивления. Вблизи от башмака обсадной колонны на глубине 3000 м доля утечки резко возрастает, хотя распространяющийся вниз ток уменьшается, так как весь нисходящий ток уходит в маломощную оставшуюся часть разреза (нижний график

• • Трудности, связанные с измерением сопротивлений в затрубном пространстве, которые испытывались в течение всего 60 летнего периода разработки данного метода, были связаны с самим процессом измерения. Измерить ток, распространяющийся вниз по трубе, просто, так как в конструкцию зонда можно включить электроды, которые контактируют с обсадной колонной. Невозможно прямо измерить ток, текущий внутри толщи пород, так как туда нет доступа для электродов. Пластовый ток должен получаться из тока обсадной колонны путем вычитания. Питающий ток величиной в 1 ампер создает токи утечки в породу величиной в несколько миллиампер на метр, и даже меньшие в случае пород с высоким сопротивлением. Находить небольшие величины в виде разности двух намного больших величин трудно, особенно в тех случаях, когда получаемые данные отягощены помехами. Технические трудности при измерении сопротивлений в обсаженных скважинах были преодолены путем тщательного выбора конструкции зонда и повышения точности и тщательности измерений. В настоящее время скважинная электроника работает достаточно и надежно для того, чтобы определять сопротивления пластов, находящихся за проводящей обсадной колонной.

• • • Но каким же образом производятся измерения? На первом этапе измерения используется источник зонда, с помощью которого на обсадную колонну подается переменный ток низкой частоты. Четыре приемных измеряющих напряжение электрода располагаются ниже точки закачки тока с расстоянием между ними в 0, 6 м. При каждом измерении используются три из них. Падение напряжения между парами электродов представляет собой сочетание потерь из за утечек тока в породы и потерь в обсадной колонне. Чтобы определить потери в обсадной колонне, нужно выполнить вторую операцию, называемую калибровкой. Рис. 2. Первый шаг в двухшаговой схеме измерений пластовых сопротивлений в обсаженной скважине. При проведении данного шага переменный ток низкой частоты распространяется вверх по трубе на поверхность и вниз по трубе через породу к возвратному электроду на поверхности. Зонд измеряет ∆U в нисходящем токе между двумя парами измерительных электродов, и силу тока I между этими двумя парами электродов. Через Rc обозначено сопротивление обсадной колонны.

• • • Цепь при калибровке начинается в той же точке подачи тока, но в этом случае ток движется вниз по обсадной колонне до токового электрода, расположенного на зонде приблизительно на 10 м ниже (рис. 3). Утечка в породу ничтожна, поскольку для замыкания цепи току не нужно течь через породы. Потери напряжения и силы тока обсадной колонны можно определить с помощью тех же приемных электродов, которые использовались на стадии измерения. Зная разность потерь напряжений и падений силы тока между двумя измерениями можно найти удельное сопротивление породы. Или когда сопротивление стало известно или принято равным некоторой величине, можно найти толщину обсадной колонны, как это делается в настоящее время в методе оценки коррозии и состояния защиты. Рис. 3. Операция калибровки в обсаженной скважине с помощью тока, протекающего напрямую от верхнего питающего электрода до нижнего, и дающая в результате значения потери напряжения и силы тока в колонне

• Зонд наиболее чувствителен к сопротивлению пород, находящихся вблизи от измерительных электродов, так как используемые для его определения измерения напряжения подвержены главным образом влиянию радиальных утечек породы, находящиеся непосредственно за обсадной колонной. Рис. 4. Типичные значения величин при измерении пластовых сопротивлений в обсаженных скважинах.

• Калибровка данных каротажа сопротивлений в обсаженной скважине по данным каротажа сопротивлений в открытом стволе заключается в том, чтобы сместить каротажную кривую, полученную в обсаженной скважине, относительно соответствующей кривой, полученной в открытом стволе. • Для того, чтобы определить правильную величину смещения, требуется знать удельное сопротивление одного пласта, например, пласта глинистых сланцев или неперфорированного интервала коллектора, чье сопротивление не изменилось со времени проведения каротажа в открытом стволе.

Зонд для каротажа сопротивлений в обсаженной скважине • • Зонд для каротажа сопротивлений в обсаженной скважине состоит из новой электронной секции, питающего токового электрода, одновременно действующего и в качестве центратора, четырех наборов измеряющих напряжение электродов и возвратного токового электрода, который тоже действует как центратор Зонд имеет длину 13 м и диаметр 33/8 дюйма. Пластовые удельные сопротивления можно измерять только через одиночную обсадную колонну. Данный зонд можно опускать в скважины с искревлением до 70°, используя для этого дополнительный центрирующий фонарь, и даже в горизонтальные, применяя в этом случае изолирующие центраторы. Перед опусканием зонда рекомендуется провести предварительную обработку обсадной колонны, чтобы улучшить электрический контакт особенно в корродированных скважинах или в тех случаях, когда в результате добычи во ды образовалась окисная пленка.

• Измерения производятся при неподвижном зонде по двум причинам. • Первая причина заключается в том, что измеряемые величины очень небольшие и поэтому весьма чувствительны к ошибкам. • Вторая причина связана с тем, что при движении электродов по обсадным трубам возникают значительные помехи, превосходящие пластовый сигнал в 104 раза. • В лучшем случае все это приведет к большим погрешностям при вычислении пластовых удельных сопротивлений, а в худшем надежные измерения станут невозможными. • Время остановки на производство измерений, включая скважинную калибровку, варьируется от двух до пяти минут в зависимости от величины оцениваемого пластового удельного сопротивления, требуемой точности и свойств обсадной колонны. • При двухминутных остановках скорость каротажа получается равной 37 м в час. • Обычный каротажный рейс, во время которого исследуется интервал в 450 м, занимает 12 часов. • Как и в случае использования зондов ядерного каротажа, увеличение времени остановок при каротаже в обсаженных скважинах повышает точность и расширяет диапазон измеряемых удельных сопротивлений.

Моделирование сигнала зонда • Глубина исследования у зонда для обсаженных скважин изменяется от 2 до 11 м в зависимости от параметров пласта Рис. 6 Глубина исследования зонда для каротажа в обсаженной скважине. При указанных параметрах пласта, т. е. сопротивление ненарушенной зоны Rп = 10 Ом-м, сопротивление зоны инфильтрации Rзп = 1 Ом-м, а сопротивление вмещающего пласта Rвм, = 100 Ом-м, глубина исследования зонда для обсаженной скважины составит приблизительно 5 м. На глубину исследования зонда для обсаженной скважины, как и любого зонда для бокового каротажа, оказывает влияние удельное сопротивление вмещающих пластов.

• • При проведении каротажа сопротивлений в обсаженной скважине цементное кольцо играет ту же самую роль, что и зона инфильтрации в случае необсаженной скважины. Таким образом, параметрами, играющими решающую роль, являются перепад сопротивлений между цементным кольцом и породой и толщина цементного кольца. Результаты двухмерного моделирования показали, что влияние цементного кольца на измерения по методу сопротивлений в обсаженной скважине ничтожно мало, если цемент проводящий (т. е. Rt/Rцем больше 1), но становится заметным, если цементное кольцо толстое или цемент оказывает сопротивление (т. е. Rt/Rцем

• Цемент обладает микропористостью порядка 35%, что позволяет содержащейся в цементе воде обмениваться ионами с пластовой водой. Пластовая вода высокой солености может снизить удельное сопротивление цемента и свести влияние последнего к минимуму. • Моделирование показало, что цемент с сопротивлением или очень толстое цементное кольцо могут привести к значительному завышению значений кажущегося удельного сопротивления при каротаже пород с низким удельным сопротивлением. Это обстоятельство повлияло на решение установить нижний порог для диапазона удельных сопротивлений, измеряемых в обсаженных скважинах, величиной в 1 Ом м. • При типичных значениях толщины цементного кольца (например 0, 75 дюйма) и его удельного сопротивления (между 1 и 5 Ом м), и при измерении удельных сопротивлений в обсаженных скважинах в диапазоне от 1 до 100 Ом м, ошибка из за влияния цемента составляет менее 10%. • Более чем в 95% случаев проведения каротажа сопротивлений в обсаженных скважинах введения поправок за цемент не требовалось.

• Имеются еще два связанных с цементным кольцом фактора, чье влияние на величины пластовых кажущихся удельных сопротивлений, полученные в обсаженных скважинах, остается неясным. • Одним из факторов является возможное изменение удельного сопротивления цемента со временем. Данный фактор нельзя определить, так как в настоящее время измерение удельного сопротивления цементного кольца в месте его нахождения невозможно. • Второй фактор связан с качеством цементировочных работ. В данном случае рекомендуется оценить качество цементного кольца с помощью зонда для определения цементного кольца. • Толщину цементного кольца можно приблизительно оценить по данным кавернометрии в открытом стволе и по наружному диаметру обсадной колонны.

• В примере по разведочной скважины, пробуренной «Shlumberger» во Франции, сравниваются два каротажа сопротивлений в обсаженной скважине, выполненные с интервалом в два года, и данные исходного бокового каротажа в открытом стволе, проведенного 30 годами ранее • Полевые данные, полученные в старой (30 лет) и новой (9 дней) скважинах, не выявили какого либо заметного влияния цемента. Рис. 8. Данные каротажа в обсаженной скважине при плохом качестве цементирования. Хотя на карте ультразвукового исследования цементного кольца (колонка справа) местами изображено плохое качество цементирования (бледноголубая краска), согласие между двумя каротажами в обсаженной скважине (колонка 2) и данными каротажа в открытом стволе скважины «Шлюмберже» в местечке Villejust во Франции очень хорошее.

Источник: https://present5.com/elektricheskij-karotazh-v-obsazhennoj-skvazhine/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 4

Осциллограф входит в комплект переносной автоматической каротажной станции.

При каротаже скважины сигналы с зонда поступают в измерительную схему прибора.

Лентопротяжный механизм, приводимый РІ движение сельсином-приемником, обеспечивает запись изменений геофизических параметров РЅР° фотобумагу.  [46]

В ствол опускаются эксплуатационные трубы.

Через эти отверстия нефть РїРѕРґ давлением поднимается РїРѕ трубам РІ предварительно закрытое специальной арматурой устье скважины, которая считается готовой Рє эксплуатации.  [47]

Наиболее часто в практике бурения скважин на нефть и газ применяется дискретный способ выполнения СПО на жестких трубах, который выполняется последовательно с процессом разрушения забоя.

Следует отметить, что хотя РЎРџРћ РїСЂРё каротаже скважин проводится главным образом РЅР° кабеле, РІ последние РіРѕРґС‹ для этих целей начинают применять обычные Рё РіРёР±РєРёРµ трубы, РїСЂРё этом процесс бурения Рё РЎРџРћ совмещается СЃ каротажом.  [49]

На первом этапе интерпретации необходимо получить четкие представления о типах исходного ( фонового) разреза на исследуемом участке и оценку электросопротивлений водовмещающих пород.

Примерная оценка сопротивлений может проводиться как путем использования данных каротажа скважин, так Рё РїРѕ Р’Р­Р— для тех точек, РіРґРµ соответствующие РїРѕСЂРѕРґС‹ залегают близко Рє дневной поверхности.  [50]

Советским ученым принадлежит приоритет РІ области применения методов распознавания Рє решению практических незрительных задач. Р’ [100] описаны результаты распознавания нефтеносных слоев РїРѕ данным каротажа скважин.  [51]

Геофизические исследования предусматривают использование РІ зависимости РѕС‚ геологических условий различных методов каротажа скважины: расходометрию, кавер-нометрию, акустический, гамма-гамма-плотностной, стандартный каротаж, термометрию, резистивиметрию, электрометрию Рё РґСЂ. Наряду СЃ этим может быть использовано фотографирование, телевизионный осмотр стенок скважин. Гидродинамические исследования включают РґРІР° СЃРїРѕСЃРѕР±Р°: 1) прослеживание Р·Р° снижением ( подъемом) СѓСЂРѕРІРЅСЏ жидкости РґРѕ статического после налива или откачки РІРѕРґС‹ РёР· скважины РїСЂРё неустановившемся режиме; 2) кратковременные откачки или нагнетания жидкости РІ пласт РїСЂРё герметизированном устье скважины Рё РїСЂРё установившемся режиме.  [52]

Практически для этих работ могут быть использованы любые серийные установки, предназначенные для каротажа скважин. После получения кавернограммы проводится раскодометрия.

Для этого на трехжильном кабеле в скважину опускается расходомер, и по моменту начала устойчивого вращения крыльчатки при спуске определяется статический уровень жидкости.

Затем при опущенном ниже статического уровня расхсдомере буровым насосом с известной производительностью через устье скважины закачивается промывочная жидкость.

Сведения о расчлененности вскрытого скважиной разреза накапливают в процессе строительства, а при необходимости и при эксплуатации скважины.

РџСЂРё этом используют стандартные Рё специальные РІРёРґС‹ исследований, такие как различные методы электрического Рё радиоактивного каротажа, геохимические методы исследования скважин, акустический, магнитный, ядерно-магнитный Рё механический каротажи скважин.  [54]

По оценке Геертсма [294], эта формула не соответствует физической сущности волнового процесса, хотя он и признает, что в ряде случаев формула (8.

Ризниченко устанавливается соответствующая этой формуле физическая картина.  [55]

Оценка выявленных аномалий является завершающим этапом пешеходной гамма-съемки.

Примерная схема оценки аномалий следующая: проведение детального изучения аномального участка РІ масштабе РѕС‚ 1: 5000 РґРѕ 1: 1000 ( РІ комплексе работ — наземная Рё шпуровая гамма-съемка, эманационная съемка, гамма-спектральные измерения); составление схематической геологической карты участка аномалии; РЅР° закрытых участках РІ помощь геологическому картированию проведение работы СЃ использованием методов, структурной геофизики; отбор геохимических РїСЂРѕР± для анализа РЅР° элементы-спутники; вскрытие аномалий горными выработками Рё скважинами; радиометрическая документация горных выработок Рё каротаж скважин.  [56]

Р�меется также РґСЂСѓРіРѕРµ невидимое излучение — нейтронное, которое РЅРµ возникает РїСЂРё любом естественном радиоактивном процессе, Р° получается РІ результате расщепления СЏРґСЂР°. Эти лучи РјРѕРіСѓС‚ пронизывать слой свинца РґРѕ 1 Р¶, Рё РёС… так трудно наблюдать непосредственно, что РѕРЅРё оставались неоткрытыми долгое время после того, как альфа -, бета — Рё гамма-лучи были хорошо известны. Нейтроны применимы для каротажа скважины, так как РёС… СѓРґРѕР±РЅРѕ интегрировать, Р° РёС… взаимодействие СЃ РїРѕСЂРѕРґРѕР№ можно обнаружить РІ скважине.  [58]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id77033p4.html

Электрический каротаж

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ (а. resistivity logging; н. elektrische Воhlochmessung, elektrisches Воhrloch-meßverfahren; ф. diagraphie electrique, carottage de соnductibilite electrique; и.

testificacion electrica; perfilaje electrio) — геофизические исследования в скважинах, основанные на измерении электрического поля, возникающего самопроизвольно или создаваемого искусственно.

Электрический каротаж используется для оценки литологического состава пород, слагающих стенки скважины, выделения в них нефтегазонасыщенных, рудных и водонасыщенных пластов, оценки их параметров, корреляции разрезов различных скважин, контроля технического состояния скважин и т.п.

Впервые измерение электрического сопротивления в скважинах проведено французскими исследователями братьями Шлюмберже в 1926, в 1931 ими же предложено измерение естественного электрического поля в скважинах. В CCCP электрический каротаж применяется с 1933.

В электрический каротаж входят: каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС), каротаж сопротивления (KC), боковое каротажное зондирование (БКЗ), каротаж вызванных потенциалов (ВП), каротаж электродных потенциалов (ЭП), токовый каротаж (TK), боковой каротаж, микрокаротаж, индукционный каротаж.

При каротаже самопроизвольной поляризации регистрируют изменения разности потенциала между электродом, перемещаемым по скважине, и электродом на поверхности. Потенциалы ПС определяются процессами диффузии ионов, фильтрацией жидкостей и окислительно-восстановительными реакциями, идущими в массивах горных пород, пройденных скважиной.

При каротаже сопротивлений определяют кажущееся удельное сопротивление пород в скважине с помощью 4-электродной установки с 2 токовыми и 2 измерительными электродами. 3 электрода находятся в скважинном приборе и образуют зонд KC. Применяют градиент-зонды и потенциал-зонды длиной 0,1 до 8 м (см. Зонд каротажный).

Боковое каротажное зондирование включает определение кажущегося удельного сопротивления с помощью нескольких зондов разной длины, обычно 5-6 градиент-зондов с длиной от 1 до 32 диаметров скважины.

Каротаж вызванных потенциалов основан на измерении остаточных (вызванных) потенциалов, возникающих в горных породах после прохождения через них электрического тока. Измерения проводят с помощью зондов аналогичных зондам метода KC.

Вызванные потенциалы возникают в горных породах и рудах, содержащих вкрапленную сульфидную минерализацию, а также в водопроницаемых осадочных горных породах с примесью глинистого материала. Каротаж электродных потенциалов основан на измерении потенциала электрода, скользящего по стенке скважины, и электрода сравнения, расположенного на поверхности.

Электрический каротаж по объёму выполняемых работ относится к основным методам геофизических исследований в скважинах. Каротаж методами KC и ПС — обязательные стандартные исследования для большинства скважин, бурящихся в простых геологических условиях.

Перспективы развития электрического каротажа связаны с применением комплексных скважинных приборов, обеспечивающих одновременное проведение измерений несколькими методами (или зондами), автоматизацией измерений, обработкой и интерпретацией данных на ЭВМ.

Источник: https://www.mining-enc.ru/e1/elektricheskij-karotazh

Оценка насыщенности разреза в обсаженных скважинах по данным электрического каротажа

Среди геофизических методов исследования скважин электрометрия является наиболее информативной для оценки характера насыщенности разреза.

Традиционно электрические методы используются при исследованиях в открытом стволе. Промышленные исследования методами электрометрии в скважинах, обсаженных металлической колонной, до 1995 г не проводились, хотя возможность таких измерений была предложена профессором Л.М. Альпиным ещё в 1939 г (СССР, патент №56.026 от 30.11.1939г).

Возможные области применения технологии измерения удельного электрического сопротивления пород через обсадную колонну:

• Проведение исследований в новых скважинах:
  • в случаях наличия осложнений в процессе строительства скважин, когда полноценно каротаж в открытом стволе скважины выполнить не удалось;
  • при бурении горизонтальных скважин часто возникают осложнения и для снижения аварийной опасности возможно определение текущей насыщенности после спуска обсадной колонны;
  • в случаях выполнения бурения в сложных геолого-промысловых условиях, с целью исключения рисков потери ствола скважины, каротаж в открытом стволе скважины не проводился.

• Проведение исследований в старом фонде скважин:

  • обнаружение и оценка неизвлеченных углеводородов;
  • интервалы пластов на момент бурения скважины не представляли интереса для недропользователя;
  • при мониторинге изменений насыщенности;
  • оценка изменения контактов (ГНК, ГВК, ВНК);
  • оценка восстановившихся залежей углеводородов.

Большинство месторождений Западной Сибири находится на поздней стадии разработки и оценка текущей нефтенасыщенности является важнейшей задачей с позиций выявления пропущенных залежей, оценки текущего состояния выработки коллекторов, положений контуров нефтеносности и уточнения положений не вырабатываемых участков залежи.

В настоящее время для получения информации о характере текущего насыщения коллекторов при исследовании через колонну применяются следующие технологии:

• При проведении исследований в неперфорированных пластах:
  • проведение временных измерений электромагнитными методами (ИК, ВИКИЗ, ДК) в скважинах со спущенными стеклопластиковыми хвостовиками (в Западной Сибири данная технология не получила широкого распространения);
  • проведение временных измерений импульсными нейтронными методами (из-за низкой минерализации пластовых вод в Западно-Сибирском регионе данная технология недостаточно информативна для мониторинга нефтяных залежей);
  • проведение С/О-каротажа (технология широко применяется на месторождениях Западной Сибири, но имеет ограничения в низкопористых коллекторах и интервалах перфорации) [6];
  • проведение электрокаротажа приборами ЭКОС (ООО НППГТ «Геофизика»), CHFR (Шлюмберже), TCRT (Бейкер Хьюз) [1,7];
  • проведение волнового акустического каротажа [2].

• При проведении исследований в перфорированных пластах:

• проведение измерений радиоактивного гамма-каротажа с закачкой в пласт короткоживущего радионуклида натрия-24 [4];
• проведение измерений ИННК с закачкой в пласт солевых нейтронопоглощающих растворов;
• проведение электрокаротажа.

В 2006 году ОАО «Когалымнефтегеофизика» приобрела два комплекта аппаратуры ЭКОС-31-7 у ООО НППГТ «Геофизика» г. Пятигорск.

Зонд ЭКОС обеспечивает измерение удельных электрических сопротивлений в диапазоне от 0 до 100 Омм в скважинах, обсаженных 5–7 дюймовыми металлическими колоннами, заполненными проводящей жидкостью на водной основе и в смеси с нефтью, а также «сухих» с температурой до 125 град С и гидростатическим давлением до 100 МПа при отношении удельного электрического сопротивления пласта и вмещающих горных породrп/rвм £ 100 Омм.

Возможность применения аппаратуры ЭКОС-31-7 в интервалах с окисными пленками, битумными образованиями, сильными следами коррозии на внутренних стенках колонны обусловлена наличием прижимных устройств, позволяющих создавать надежный контакт электродов прибора с колонной, вследствие чего она не нуждаются в дополнительной очистке [3].

Обратный токовый электрод В располагается на поверхности (обычно используется устье колонны соседней скважины). Производятся измерения потенциала U в точке N относительно удаленной точки N уд.

, расположенной на устье скважины, в которой производятся измерения, первой разности потенциала dU между точками М1 и М2 (в аппаратуре ЭКОС-31-7 расстояние М1М2 — 1м) и второй разности потенциала d2U на измерительной базе M1NM2 (электрод N расположен посередине между электродами М1 и М2).

Эти измерения производятся при стоянке прибора на точке, причем на каждой точке не менее двух раз: когда ток питания колонны подан через токовый электрод А1 и токовый электрод А2.

Основное требование к проведению измерений – соблюдение условия стационарности измерений, то есть качественные измерения возможны лишь в том случае, когда условия проведения измерений не менялись на протяжении всего времени регистрации сигналов от обоих токов колонны [3].

Рис. 1. Электрическая схема зонда

На начальной стадии были проведены работы в новых скважинах, где исследования в открытом стволе проводились современными приборами электрического или электромагнитного каротажа.

Данный опыт показал достаточно высокую сходимость геоэлектрической характеристики разреза по ГИС в открытом стволе и по ЭКОС-31-7 при исследовании через колонну. В качестве примера на рис.

2 проведено сравнение профилей удельного сопротивления полученных в открытом стволе компанией Шлюмберже и прибором ЭКОС-31-7 через четыре месяца после обсадки скважины 178 ммстальной колонной.

На втором этапе работ были проведены исследования в старом фонде скважин (скважина пробурена и обсажена в октябре 1989г), где эксплуатационные колонны были подвержены длительному процессу коррозии, а так же в интервалах, вскрытых перфорацией.

В скважине ХХ64 до записи ЭКОС были проведены измерения методами электромагнитной дефектоскопии и скважинного акустического телевизора, с целью оценки технического состояния колонны по всему интервалу последующего каротажа прибором ЭКОС-31-7, в том числе и в интервале перфорации (рис. 3).

Рис. 2. Сравнение профилей УЭС, полученных по ГИС в открытом стволе (Шлюмберже, черная кривая) и в обсаженной скважине по ЭКОС-31-7 (красные точки)

Рис. 3. Результаты измерений ЭКОС-31-7 в с скважине ХХ64 старого фонда

При каротаже прибором ЭКОС-31-7 не удалось осуществить прижатие электродов прибора в интервале 2837.6 – 2843.6м. По данным ЭМДС и САТ в этом интервале наблюдается значительное количество дефектов, связанных с существенным нарушением целостности колонны в результате многократной перфорации.

В кровельной части пласта (интервал 2818.0 – 2823.6м) установлено наличие невыработанных запасов.

Эти интервалы по данным ЭМДС характеризуются меньшим количеством дефектов.

Рис. 4. Сопоставление заключений полученных по ГИС в открытом стволе, СО-каротажу, ЭКОС-31-7 и промысловым исследованиям в скважине ХХ26

В скважине ХХ26 после обводнения основного продуктивного пласта с целью перевода на другой объект были проведены исследования методами СО-каротажа и ЭКОС-31-7 (рис.4).

По заключению СО-каротажа верхний интервал пласта имеет двухфазную насыщенность (нефть+вода и вода+нефть). По ЭКОС-31-7 в кровельной части пласта зарегистрированы высокие значения УЭС, намного превышающие критические значения для данной залежи.

Как следствие, по измерениям ЭКОС- 31-7 кровельная часть содержит безводную нефть.

По заключениям комплекса методов СО – ЭКОС, было принято решение провести перфорацию в интервале 2438.4 – 2441.0м и выполнить промысловые исследования. По данным ПГИ, проведенным после перфорации, получен безводный приток нефти, что подтвердило достоверность информации ЭКОС.

По имеющемуся производственному опыту и литературным данным в табл. 1 приведены области применения ЭКОС в сравнении с другими методами изучения нефтенасыщенности в обсаженных скважинах.

ЭКОС-31-7 [3, 7] CHFR [1] СО-каротаж [5, 6] Волновой акустический каротаж [2]

Низкопористый коллектор	+	+	–	+
Средняя пористость и низкая минерализация	+	+	+	+
Средняя пористость и минерализация	+	+	+	+
Высокая пористость и высокая минерализация	+	+	+	+
Интервалы перфораций	+	+	–	–
Нерасформировавшаяся зона проникновения	+	+	–	+
Окисные пленки на колонне	+	–	+	+
Пласты, обводненные закачанной пресной водой	–	–	+	+
Отсутствие цементного камня за колонной	+	+	–	–
Необходимость предварительной очистки внутренних стенок колонны	+	–	+	+
Глубинность исследования	около 1,4 м	2-11 м	около 0,15 м	около 0,7 м

+ рекомендуется к использованию

– не рекомендуется к использованию

Заключение

Каротаж по определению удельного электрического сопротивления пластов в скважинах обсаженных металлическими колоннами является промышленным методом, который уже в ближайшее время позволит решить множество проблем нефтегазовых компаний.

По сравнению с другими аппаратурно-методическими комплексами ЭКОС-31-7 имеет ряд преимуществ, которые расширяют круг решаемых задач при снижении финансовых затрат компаний недропользователей.

Основные ограничения технологии связаны с выполнением измерений при значительных нарушениях целостности колонны, разделения интервалов насыщенных нефтью и обводненных пресными водами, нет возможности получения достоверных значений удельного электрического сопротивления в многоколонных конструкциях скважин.

Основные ограничения технологии связаны с выполнением измерений при значительных нарушениях целостности колонны, разделения интервалов насыщенных нефтью и обводненных пресными водами, нет возможности получения достоверных значений удельного электрического сопротивления в многоколонных конструкциях скважин. Вследствии этого, для более точной оценки характера насыщения, необходимо комплексировать технологию ЭКОС-31-7 с другими методами (СО-каротаж, волновой акустический каротаж и т.п.)

Литература

• Аулия К., Поерномо Б., Ричмонд В.К., Викоксоно А.Х. и др. Исследование призабойной зоны / «Нефтегазовое Обозрение», т. 7, вып. 2, осень 2002. С. 4-31.
• Добрынин В.М., Городнов А.В., Черноглазов В.Н. Новые возможности геофизики при оценке извлекаемых запасов на поздней стадии разработки месторождений // «Нефтяное хозяйство», вып. 11, 2004. С. 53-56.
• Кривоносов Р. И., Кашик А. С., Рыхлинский Н. И. Аппаратура для электрического каротажа обсаженной скважины ЭКОС-31 / Доклад на IIКитайско-Российском научном симпозиуме по геофизическим исследованиям скважин // Шанхай, 2-5 ноября 2002 г.
• Крючатов Д.Н., Перельман И.Ф., Горохова Э.Р., Костин Ю.И. Опыт промышленного применения технологии радиоактивного каротажа с использованием короткоживущего радионуклида натрия-24 на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2002. Вып. 93 С. 10-33.
• Теленков В.М. Технология определения текущй нефтенасыщенности коллекторов при контроле разработки нефтегазовых месторождений Нижневартовского района // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2002. Вып. 98. С. 72-94.
• Хаматдинов Р.Т,.Велижанин В.А,. Че¬ременский В.Г. С/О – каротаж – перспективная основа современного геофизиче¬ского мониторинга нефтяных месторождений // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2004. Вып. 125-126. С. 4-23.
• Чертенков М., Макарычев М., Юсифов А.Опыт оценки ФЕС и насыщения пластов через обсадную колонну в Тимано-Печорской НГП// Технологии ТЭК, июнь 2007г.

Источник: https://www.kngf.org/article/article.php?ID=69

Геофизические методы изучения разрезов скважин

Электрический каротаж основан на изучении кажущегося удельного сопротивления пород (КС) и потенциала электрического поля (ПС) вдоль ствола скважины. Удельное сопротивление горных пород изменяется в широких пределах — от долей до десятков и сотен тысяч омметров.

Такое различие в удельных сопротивлениях горных пород облегчает их изучение по данным электрического каротажа. Пески, рыхлые песчаники, глины и аналогичные им обломочные породы в зависимости от удельного сопротивления жидкости, находящейся в породах, имеют большее или меньшее сопротивление.

Карбонатные породы чаще всего характеризуются более высокими сопротивлениями по сравнению с обломочными породами. Породы, содержащие нефть или газ, характеризуются, как правило, повышенными сопротивлениями.

Зная силу тока, можно определить удельное сопротивление среды по формуле:

(Ом м),                                                                  (29)

где К — коэффициент зонда (м)

ΔU — разность потенциалов (мв)

I — сила тока (ма)

При каротаже всегда приходится иметь дело с неоднородной средой, т.е. с пластами пород  различного удельного сопротивления, и глинистым раствором, заполняющим скважину.

Формулу для определения удельного сопротивления однородной среды используют и для среды неоднородной.

Кажущееся сопротивлениезависит от удельного сопротивления и мощности пластов, от диаметра скважины и удельного сопротивления глинистого раствора, заполняющего скважину, от проникновения глинистого раствора (его фильтра) в пласт и расположения электродов зонда.

При электрическом каротаже одновременно с регистрацией КС записывается диаграмма ПС. Измерение ПС сводится к замеру разности потенциалов  между электродом , который опущен в скважину, и электродом , находящимся  на поверхности . Точка записи  измеряемой разности потенциалов относится к первому электроду.

Результаты измерений изображаются в виде кривой, показывающей относительное изменение величины естественного потенциала (в мв) по глубине скважины. Кривая ПС способствует выделению в разрезе проницаемых пород и значительно облегчает изучение геологического разреза скважины.

Измеренные величины, представленные в виде кривых кажущегося удельного сопротивления КС и естественной поляризации ПС, образуют электрокаротажную диаграмму.

При электрическом каротаже применяют зонды, различающиеся расстояниями между электродами и характером их взаимного расположения.

Зонды бывают двух типов: градиент-зонды и потенциал-зонды. Для обозначения зонда записывают его электроды в порядке их  расположения в скважине сверху вниз, проставляя между соответствующими им буквами расстояние в метрах .

например, М2,5А0,25В обозначает градиент-зонд двухполюсный, подошвенный, у которого верхний электрод является измерительным; на расстоянии 2,5 м ниже него расположен первый питающий электрод А и на расстоянии 0,25 м второй питающий электрод В.

        

Радиоактивные методы каротажа

В настоящее время широкое распространение получили два метода радиоактивного каротажа: гамма-каротаж (ГК) и нейтронный гамма-каротаж (НГК). При гамма-каротаже измеряют относительную естественную радиоактивность пород, пересеченных скважиной, а при нейтронном гамма-каротаже определяют интенсивность вторичного гамма-излучения, вызванного действием нейтронов на породу.

Радиоактивностью называют самопроизвольный или искусственно вызванный распад атомных ядер химических элементов, сопровождающийся радиоактивным излучением.

Радиоактивные элементы испускают альфа-, бета- и гамма-лучи (α-, β- и γ-лучи).

При радиоактивном каротаже наблюдают только γ -излучение, поскольку этот вид лучей обладает достаточной проникающей способностью и может быть зарегистрирован в буровых скважинах.

Два других вида излучений поглощаются корпусом прибора, осадной колонной и слоем бурового раствора между прибором и стенкой скважины.

Определение изменения интенсивности естественного — γ -излучения пород вдоль ствола скважины называют гамма-каротажем. Все вещества, встречающиеся в природе, в том числе и горные бороды, содержат некоторое количество радиоактивных элементов.

Однако концентрация этих элементов чрезвычайно мала. Тем не менее приборы, используемые при гамма-каротаже, позволяют определять радиоактивность горных пород и разделять породы по степени содержания в них радиоактивных элементов.

Полученная в результате замера кривая, характеризующая интенсивность γ -излучения пластов вдоль ствола скважины, называется гамма-каротажной кривой.

1) породы очень высокой радиоактивности (бентонит, вулканический пепел);

2) породы высокой радиоактивности (глубоководные тонкодисперсные глины, калийные соли);

3) породы средней радиоактивности (мелководные континентальные глины, мергели, известняковые и песчанистые глины);

4) породы низкой радиоактивности (пески, песчаники, известняки, доломиты);

5) породы очень низкой радиоактивности (гипсы, каменная соль, ископаемые угли, ангидрит).

Для разрезов, слагающих нефтеносные районы, на кривой ГК глины обычно отмечаются максимумами, а пески, песчаники, известняки и доломиты — минимумами.

Однако в некоторых случаях могут встретиться известняки, доломиты, песчаники и пески с повышенной, а иногда и очень большой радиоактивностью, связанной с обогащением породы радиоактивными минералами.

В отдельных случаях в широких пределах изменяется также радиоактивность глин.

При помощи радиоактивного каротажа, главным образом гамма-каротажа, можно в ряде случаев приближенно оценить глинистость, а следовательно, и характер проницаемости встречаемых в разрезе коллекторов.

Наиболее полные геологические сведения могут быть получены при совместном изучении данных радиоактивного и электрического каротажа.

Радиоактивные методы исследования разрезов скважин имеют ряд существенных преимуществ перед широко применяемыми в промышленности электрометрическими методами. Основным их преимуществом является возможность исследования скважин, обсаженных колонной, либо заполненных нефтью, либо сухих.

Специальные геофизические исследования.

Рассмотренный выше комплекс геофизических исследований далеко не исчерпывает всего объема промыслово-геофизических работ, выполняемых в скважинах с целью изучения разреза.

В настоящее время широко проводятся специальные электрометрические исследования при помощи микрозондов, разрабатывается метод бокового каротажа, в ряде случаев используются термические методы, метод вызванных потенциалов (ВП), магнитный каротаж п т. д.

Эти работы производят чаще всего для детального изучения таких разрезов, для которых обычный каротаж не дает желаемых результатов.

Микрозонд — специальный каротажный зонд малой длины. Во время замера он прижимается пружинами к стенке скважины, чем достигается уменьшение влияния глинистого раствора на результат измерений.

Кривые КС, записанные при помощи микрозонда, позволяют детально расчленить разрез и выделить в нем тонкие прослои, которые не отмечаются на обычных диаграммах.

По двум кривым, одновременно замеренным микропотенциал-зондом и микроградиент-зондом, можно определить в разрезе местоположение плотных и проницаемых пластов, уточнить их литологию, 'получить приближенные сведения об удельном сопротивлении зоны проникновения фильтрата бурового раствора в пласт и оценить пористость пласта.

Боковой каротаж является одной из разновидностей электрического каротажа по методу сопротивлений. Благодаря специальному размещению электродов влияние ограниченной мощности пласта и скважины при боковом каротаже сведено к минимуму. Это дает возможность регистрировать диаграмму, позволяющую выделять в разрезе очень тонкие прослои и оценивать их сопротивление.

Индукционный каротаж не требует прямого контакта электродов с породами и применяется для исследования скважин, не обсаженных колонной, заполненных непроводящим глинистым раствором (на нефтяной основе), или сухих.

Индукционный каротаж может быть также применен для изучения удельного сопротивления пластов, пересеченных скважиной, заполненной глинистым раствором, приготовленным на воде.

Термокаротаж осуществляют: 1) по методу естественного теплового поля, 2) по методу искусственного теплового поля и 3) по методу эффекта охлаждения.

Естественное тепловое поле изучают главным образом для определения геотермического градиента (ступени) в скважине. Геотермический градиент определяют в условиях установившегося теплового режима в скважине, для чего используют простаивающие (законсервированные) скважины.

Искусственное тепловое поле может быть создано в скважине при заполнении ее глинистым раствором, температура которого отличается от температуры окружающих пород, а также при экзотермической реакции схватывания цемента.

В связи с тем, что разные горные породы имеют разную теплопроводность, по полученным температурным кривым можно выделить пласты с большей или меньшей теплопроводностью и судить, таким образом, о литологии пород, слагающих разрез.

Эффект охлаждения возникает в связи с выделением газа из пласта при вскрытии и разработке нефтяных и газовых залежей и понижением температуры против этого пласта.

Магнитный каротаж производят для изучения магнитных свойств пород, пересеченных скважиной. Его данные используют с целью сопоставления разрезов скважин и уточнения литолого-петрографической характеристики пластов.

Источник: https://www.tehnik.top/2018/03/blog-post_556.html