Оценка методологического обеспечения бурения скважин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Билет 1

1. БКЗ, физические основы, регистрируемые параметры, решаемые задачи

БКЗ заключается в проведении в исследуемом интервале измерений (обычно 5) несколькими градиент зондами (потенциал зонды не могут выявить тонкий пласт высокого сопротивления) разной длины (чтобы исключить эффект экранирования). Экранирование: завышающее и занижающее. Зонды разной длины имеют разный радиус исследований. Их диаметр от 2 до 20 диам. скважины. Иногда комплект подошвенных гдрадиент зондов дополняют кровельным градиент зондом (для уточнения границ отбивки). Цель БКЗ: исследование разреза, детальное изучение пласта и получение их коллекторских хар-к (кажущееся сопротивление). Проводят в продуктивном участке разреза. При короткой длине зонда на КС главным образом влияет С бурового раствора, а истинное значение можно получить при значительном превышении длины зонда над диаметром скважины и глубиной проникновения фильтрата бурового раствора. В рез-те БКЗ получаем кривые которые сравниваем с расчётными кривыми собранными в палетки и устанавливается соответствие из этих палеточных кривых, при этом параметры модели, для которой рассчитана палеточная кривая, принимаются в качестве результата интерпретации.

Недостатки:

1. Трудность использования результатов измерений другими зондами, кроме обычных (в основном используются только градиент-зонды); между тем для повышения надежности оценки удельного сопротивления пород в дополнение к БКЗ или взамен некоторых зондов из комплекта зондов БКЗ применяют боковой и индукционный каротаж.

2. Неблагоприятные условия для перехода на обработку при помощи универсальных цифровых вычислительных машин (ЭВМ). В связи с этим для определения удельного сопротивления пород наряду с БКЗ широко применяются индукционный, боковой и другие виды каротажа.

Неблагоприятными условиями для использования БКЗ являются: неоднородность разреза (тонкое чередование прослоев различного сопротивления), очень высокое или очень низкое удельное сопротивление пород, малое сопротивление промывочной жидкости (соленые растворы). В этих случаях для определения удельного сопротивления пород и выявления зоны проникновения применяются другие комплексы методов. Наиболее распространенными из них являются методы бокового и индукционного каротажа, которые часто сопровождаются измерениями дополнительных зондов.

Достоинства:

1. исключает эффект экранирования

2. Определение мест нарушений колонны геофизическими методами

Целостность обсадных колонн может нарушаться в результате прострелочно-взрывных работ, коррозии и неравномерных механических напряжений. 3 способа определения нарушений:

1-радиоактивный (метод меченых атомов и метод гамма каротажа). В первом, в цемент добавляют радиоактивные изотопы и измерения проводят зондом радиометрии, и если где-то наблюдается активность этих атомов след-но есть цемент. Вторым м/м определяют качество сцепления цемента с колонной (его проводят и по кривым определяют качество).

2-аккустический (АКЦ). Заключается в пуске акустической волны (АВ - это упругое механическое возмущение) в скважину и приёме её обратно. АВ бывают продольные и поперечные. Продольные волны представляют собой перемещение зон растяжения-сжатия, частицы колеблются вдоль направления распространения волны. Поперечная волна это перемещение зоны сдвига. Продольные волны могут распространяться в твердых, жидких и газообразных телах, поперечные - только в твердых. О качестве основную информацию несут параметры амплитуды и времени. Малая амплитуда (не более 0,2 от мах) - хорошее цементирование, большая (более 0,8 от мах) - плохое.

3-термометрия. Не даёт оценки качества сцепления цемента, но по ней можно узнать высоту его подъема. Это основано на экзотермической реакции затвердевания цемента (выделяется теплота и термометр эту теплоту улавливает).

Используют локатор перфорационных отверстий ЛПО-1, который достаточно надежно выделяет отверстия в обсадной колонне диаметром 8 -10 мм при зазоре между датчиком и колонной до 15 мм. Локатор перфорационных отверстий представляет собой скважинный прибор, в корпусе, которого смонтирован электродвигатель с редуктором, обеспечивающим вращение постоянного магнита с катушками на торцах с частотой порядка 500 об/мин в плоскости, перпендикулярной к оси прибора. При прохождении одной из катушек мимо перфорационного отверстия в колонне в ней возникает импульс напряжения. Поскольку катушки вращаются сравнительно быстро, а локатор перемещается вдоль обсадной колонны сравнительно медленно (не более 150 м/ч), каждое перфорационное отверстие выделяется пачкой последовательных импульсов. Эти импульсы суммируются, детектируются, интегрируются и в виде напряжения постоянного тока поступают на регистрирующий прибор. Поэтому интервал перфорации на диаграмме выделяется последовательностью пиков, число которых соответствует числу перфорационных отверстий.

3. Элементы телеизмерительной системы, функция каждого из них

Геофизические исследования в скважинах проводятся с помощью специальных установок, которые включают наземную и глубинную аппаратуру, соединенную между собой каналом связи-- геофизическим кабелем, а также спускоподъемный механизм, обеспечивающий перемещение глубинных приборов по стволу скважины. Эти установки называют автоматическими каротажными станциями.

Наземная аппаратура, включающая совокупность измерительной аппаратуры, источников питания, контрольных приборов и скомпонованная в виде отдельных стендов, смонтированных в специальном кузове, установленном на шасси автомобиля, носит название лаборатории каротажной станции.

Под скважинной и геофизической аппаратурой понимают совокупность измерительных устройств, предназначенных для определения различных физических параметров в скважине. В большинстве случаев комплект скважинной аппаратуры включает в себя датчик (зонд), располагающийся вне скважинного прибора или входящий в его состав, передающую часть телеизмерительной системы, находящуюся внутри гильзы скважинного прибора, кабель и приемную часть телеизмерительной системы на поверхности. Информация со скважинного прибора и преобразуется па поверхности в геофизические диаграммы, отнесенные к глубине интервала регистрации. Спуск и подъем скважинных приборов осуществляются с помощью подъемника, кабеля(Используются одножильные, трехжильные и многожильные кабели, которые по конструкции делятся на оплеточные, шланговые и бронированные. В трехжильных кабелях с оплеточным и шланговым покрытием механическую нагрузку несут токонесущие жилы, а в бронированных кабелях - верхняя двухслойная проволочная броня), подвесного и направляющего роликов, устанавливаемых на устье скважины.

Билет 2

4. Достоинства и недостатки БКЗ

БКЗ заключается в проведении в исследуемом интервале измерений (обычно 5) несколькими градиент зондами (потенциал зонды не могут выявить тонкий пласт высокого сопротивления) разной длины (чтобы исключить эффект экранирования). Экранирование: завышающее и занижающее. Зонды разной длины имеют разный радиус исследований. Их диаметр от 2 до 20 диам. скважины. Иногда комплект подошвенных гдрадиент зондов дополняют кровельным градиент зондом (для уточнения границ отбивки). Цель БКЗ: исследование разреза, детальное изучение пласта и получение их коллекторских хар-к (кажущееся сопротивление). Проводят в продуктивном участке разреза. При короткой длине зонда на КС главным образом влияет С бурового раствора, а истинное значение можно получить при значительном превышении длины зонда над диаметром скважины и глубиной проникновения фильтрата бурового раствора. В рез-те БКЗ получаем кривые которые сравниваем с расчётными кривыми собранными в палетки и устанавливается соответствие из этих палеточных кривых, при этом параметры модели, для которой рассчитана палеточная кривая, принимаются в качестве результата интерпретации.

Недостатки:

1. Трудность использования результатов измерений другими зондами, кроме обычных (в основном используются только градиент-зонды); между тем для повышения надежности оценки удельного сопротивления пород в дополнение к БКЗ или взамен некоторых зондов из комплекта зондов БКЗ применяют боковой и индукционный каротаж.

2. Неблагоприятные условия для перехода на обработку при помощи универсальных цифровых вычислительных машин (ЭВМ). В связи с этим для определения удельного сопротивления пород наряду с БКЗ широко применяются индукционный, боковой и другие виды каротажа.

Неблагоприятными условиями для использования БКЗ являются: неоднородность разреза (тонкое чередование прослоев различного сопротивления), очень высокое или очень низкое удельное сопротивление пород, малое сопротивление промывочной жидкости (соленые растворы). В этих случаях для определения удельного сопротивления пород и выявления зоны проникновения применяются другие комплексы методов. Наиболее распространенными из них являются методы бокового и индукционного каротажа, которые часто сопровождаются измерениями дополнительных зондов.

Достоинства:

2. исключает эффект экранирования

5. ПВР в скважинах, решаемые задачи

Прострелочные работы:

1. перфорация обсадных колонн для вскрытия пластов

2. срезание в скважинах колонн и труб для их извлечения

3. отбор образцов ГП в скважинах

4. отбор проб жидкости и газа

Взрывные работы:

1. повышение продуктивности скважины

2. разобщение пластов

3. очистка фильтров

4. освобождение и извлечение труб из скважины при авариях

5. борьба с поглощениями ПЖ при бурении

6. ликвидация и тушение пожаров

Перфорацией называется процесс образования отверстий в обсадных трубах, цементном камне и пласте с помощью специальных скважинных стреляющих аппаратов -- перфораторов. По типу пробивного элемента перфораторы подразделяются на беспулевые (кумулятивные- харак-ся направленной струёй взрыва, они как бы прожигают пласт) и пулевые. В практике прострелочных работ кумулятивная перфорация получила наибольшее распространение, так как она обеспечивает высококачественное вскрытие пластов в самых различных геологических и скважинных условиях. Основными элементами любого кумулятивного перфоратора являются взрывной патрон и электропроводка. Кумулятивные перфораторы подразделяют на корпусные (одно- и многоразовые) и бескорпусные (в большинстве случаев одноразовые). Отбор образцов со стенок скважины осуществляется при помощи стреляющих и сверлящих грунтоносов. Стреляющие боковые грунтоносы предназначены для отбора образцов сравнительно мягких пород (песков, рыхлых песчаников) и характеризуются невысокой эффективностью (примерно 50--60 % бойков выносят образцы породы, остальные извлекаются пустыми). Сверлящий грунтонос позволяет за один спуск отобрать от 5 до 15 образцов породы диаметром 20 мм и длиной до 50 мм. Затруднения в отборе образцов возникают при наличии на стенке скважины толстой глинистой корки, а также каверн. Наилучший эффект применения сверлящих грунтоносов получают в плотных породах после промывки и проработки скважины.

6. Взаимодействие гамма-квантов с веществом, гамма-каротаж, решаемые задачи

Радиоактивность - способность некоторых атомных ядер самопроизвольно распадаться с испусканием б, в, г лучей, а иногда и других частиц. Гамма-лучи представляют собой электромагнитное излучение с малой длиной волны. Длина пробега г - квантов в горных породах достигает десятков сантиметров. Благодаря высокой проникающей способности они являются основным видом излучений, регистрируемых в методе естественной радиоактивности. Энергию частиц выражают в электрон-вольтах (эВ). Воздействие гамма-излучения на среду количественно оценивается в рентгенах. Из естественных радиоактивных элементов наиболее распространены уран U²³⁸,торий Тh²³² и изотоп калия К⁴⁰. Радиоактивность осадочных пород, как правило, находится в прямой зависимости от содержания глинистого материала. Песчаники, известняки и доломиты имеют малую радиоактивность, наименьшую радиоактивность имеют каменная соль, ангидриты и угли. Для измерения интенсивности естественного гамма-излучения по стволу скважины пользуются скважинным прибором, содержащим индикатор г- излучения. В качестве индикатора используют газоразрядные сцинтилляционные счетчики. Газоразрядные счетчики представляет собой баллон, в который помещены два электрода. Баллон наполнен смесью инертного газа с парами высокомолекулярного соединения, находящейся под низким давлением. Счетчик подключается к источнику постоянного тока высокого напряжения - порядка 900 вольт. Действие газоразрядного счетчика основано на том, что г-кванты, попадая в него, ионизируют молекулы газового наполнителя. Это приводит к возникновению разряда в счетчике, что создаст импульс тока в цепи его питания. Гамма-каротаж. При прохождении через вещество гамма-кванты взаимодействуют с электронами и ядрами атомов. Это приводит к ослаблению интенсивности г -излучения. Основными видами взаимодействия гамма-квантов с веществом являются образование электрон-позитронных пар, фотоэффект, эффект Комптона( г -квант передает часть своей энергии электрону и изменяет направление движения). Электрон выбрасывается из атома. После нескольких актов рассеяния энергия кванта уменьшатся до величины, при которой он поглощается за счет фотоэффекта. Фотоэффект сводится к тому, что г -квант передает всю свою энергию одному из электронов внутренней оболочки и поглощается, а электрон выбрасывается за пределы атома. На показания ГГК значительное влияние оказывает скважина. Она уменьшает плотность среды, окружающей зонд, и приводит к увеличению показании ГГК пропорционально диаметру. Для уменьшения влияния скважины приборы ГГС имеют прижимные устройства и экраны, защищающие индикатор от рассеянного г -излучения бурового раствора. Облучение породы и восприятие рассеянного г -излучения в этом случае осуществляется через небольшие отверстия в экранах, называемые коллиматорами. Характерной особенностью диаграмм метода рассеянного гамма излучения является не прямая, а обратная связь с плотностью, что обусловлено размером зонда. Если бы индикатор размещался вблизи источника, среда с повышенной плотностью отмечалась бы и высокой интенсивностью рассеянного г -излучения.

Билет 3

7. Задачи, решаемые промысловой геофизикой

Геофизические исследования скважин являются областью прикладной геофизики, в которой современные, физические методы исследования вещества используются для геологического изучения разрезов, пройденных скважинами, выявления и оценки запасов полезных ископаемых, получения информации о ходе разработки месторождений и о техническом состоянии скважин. Геофизические исследования в скважинах, бурящихся на нефть и газ, называют промысловой геофизикой. Сущность любого геофизического метода состоит в измерении вдоль ствола скважины некоторой величины, характеризующейся одним или совокупностью физических свойств горных пород, пересеченных скважиной. Физические свойства пород связаны с их геологической характеристикой и это позволяет по результатам геофизических исследований судить о пройденных скважиной породах.

-изучение геологического разреза скважин (литолого-геологический разрез скважины)

-изучение технического состояния скважин

-контроль за разработкой месторождения нефти и газа

-проведение прострелочных и взрывных работ в скважинах

-опробование пластов и отбор образцов со стенок скважины

8. Взаимодействие гамма квантов с веществом, гамма каротаж, решаемые задачи

Радиоактивность-способность некоторых атомных ядер самопроизвольно распадаться с испусканием б, в, г лучей, а иногда и других частиц. Гамма-лучи представляют собой электромагнитное излучение с малой длиной волны. Длина пробега г - квантов в горных породах достигает десятков сантиметров. Благодаря высокой проникающей способности они являются основным видом излучений, регистрируемых в методе естественной радиоактивности. Энергию частиц выражают в электрон-вольтах (эВ). Воздействие гамма-излучения на среду количественно оценивается в рентгенах. Из естественных радиоактивных элементов наиболее распространены уран U²³⁸,торий Тh²³² и изотоп калия К⁴⁰. Радиоактивность осадочных пород, как правило, находится в прямой зависимости от содержания глинистого материала. Песчаники, известняки и доломиты имеют малую радиоактивность, наименьшую радиоактивность имеют каменная соль, ангидриты и угли. Для измерения интенсивности естественного гамма-излучения по стволу скважины пользуются скважинным прибором, содержащим индикатор г- излучения. В качестве индикатора используют газоразрядные сцинтилляционные счетчики. Газоразрядные счетчики представляет собой баллон, в который помещены два электрода. Баллон наполнен смесью инертного газа с парами высокомолекулярного соединения, находящейся под низким давлением. Счетчик подключается к источнику постоянного тока высокого напряжения - порядка 900 вольт. Действие газоразрядного счетчика основано на том, что г-кванты, попадая в него, ионизируют молекулы газового наполнителя. Это приводит к возникновению разряда в счетчике, что создаст импульс тока в цепи его питания. Гамма-каротаж. При прохождении через вещество гамма-кванты взаимодействуют с электронами и ядрами атомов. Это приводит к ослаблению интенсивности г -излучения. Основными видами взаимодействия гамма-квантов с веществом являются образование электрон-позитронных пар, фотоэффект, эффект Комптона( г -квант передает часть своей энергии электрону и изменяет направление движения). Электрон выбрасывается из атома. После нескольких актов рассеяния энергия кванта уменьшатся до величины, при которой он поглощается за счет фотоэффекта. Фотоэффект сводится к тому, что г -квант передает всю свою энергию одному из электронов внутренней оболочки и поглощается, а электрон выбрасывается за пределы атома. На показания ГГК значительное влияние оказывает скважина. Она уменьшает плотность среды, окружающей зонд, и приводит к увеличению показании ГГК пропорционально диаметру. Для уменьшения влияния скважины приборы ГГС имеют прижимные устройства и экраны, защищающие индикатор от рассеянного г -излучения бурового раствора. Облучение породы и восприятие рассеянного г -излучения в этом случае осуществляется через небольшие отверстия в экранах, называемые коллиматорами. Характерной особенностью диаграмм метода рассеянного гамма излучения является не прямая, а обратная связь с плотностью, что обусловлено размером зонда. Если бы индикатор размещался вблизи источника, среда с повышенной плотностью отмечалась бы и высокой интенсивностью рассеянного г -излучения.

9. Выделение интервалов перфорации по локации муфт

Метод электромагнитной локации муфт применяют:

для установления положения замковых соединений прихваченных бурильных труб;

определения положений муфтовых соединений обсадной колонны;

точной привязки показаний других приборов к положению муфт;

взаимной привязки показаний нескольких приборов;

уточнения глубины спуска насосно-компрессорных труб;

определения текущего забоя скважины;

в благоприятных условиях - для определения интервала перфорации и выявления мест нарушения (разрывы, трещины) обсадных колонн.

Физические основы метода: Метод электромагнитной локации муфт (ЛМ) основан на регистрации изменения магнитной проводимости металла бурильных труб, обсадной колонны и насосно-компрессорных труб вследствие нарушения их сплошности.

Аппаратура: Детектор (датчик) локатора муфт представляет собой дифференциальную магнитную систему, которая состоит из многослойной катушки с сердечником и двух постоянных магнитов, создающих в катушке и вокруг нее постоянное магнитное поле. При перемещении локатора вдоль колонны в местах нарушения сплошности труб происходит перераспределение магнитного потока и индуцирование ЭДС в измерительной катушке.

Активный локатор муфт содержит две катушки, каждая из которых имеет возбуждающую и приемную обмотки. Под воздействием переменного магнитного поля, генерируемого подачей переменного напряжения на возбуждающие обмотки, в приемных обмотках возникает переменное напряжение, которое зависит от магнитных свойств окружающей среды. Информативным параметром служит разность напряжений на приемных обмотках, которая зависит от сплошности среды.

Билет 4

10. Комплекс ГИС в скважине, обсаженной колонной, решаемые задачи

Предпосылкой успешного применения каротажа для изучения геологического разреза скважины является выбор надлежащего комплекса (программы) геофизических исследований. Программа должна обеспечивать решение поставленных перед нею, задач при возможно меньшем объеме измерений. С учетом сходства геологических и технических условий проведения, работ в разных районах устанавливают типовые комплексы ГИС. Типовые комплексы включают в себя общие исследования, которые выполняются по всему стволу скважины и легальные исследования перспективных на нефть и газ интервалов. В скважине, обсаженной колонной, проводятся все виды каротажа кроме микрокаротажа и БКЗ (т. к. они исп-ся в необсаженной колонной скважине, потому что эти методы определяют толщину глинистой корки).

11. Нейтронный гамма-каротаж, физические основы, кривые, решаемые задачи

Нейтронный каротаж применяются в необсаженных и обсаженных скважинах и используется для решения следующих задач:

с целью литологического расчленения разрезов;

определение положения текущего газонефтяного контакта (ГНК), интервалов прорыва газа, перетока, разгазирования нефти в пласте и оценки газонасыщенности;

определение положения водонефтяного контакта ВНК в скважинах с высокой минерализацией пластовых вод.

Нейтронное излучение обладает наибольшей проникающей способностью. Это обусловлено тем, что нейтроны являясь незаряженными частицами не взаимодействуют с электронными оболочками атомов и не отталкиваются кулоновским полем ядра. Так же как и гамма-кванты, нейтроны характеризуются энергией Е, которая в этом случае связана с их скоростью. Различают быстрые нейтроны с энергией 1-15 МэВ, промежуточные 1 МэВ - 10 эВ, медленные или надтепловые 0,1-10 эВ и тепловые нейтроны со средней энергией 0,025 эВ. Взаим-ие нейтронов с вещ-ом закл-ся в упругом столкновении с ядром с потерей части энергии, т.е. в замедлении нейтрона, и захвате нейтрона ядром. Дня нейтронов с энергией от нескольких МэВ до 0,1 эВ основным видом взаим-ия явл-ся упругое рассеяние. При упругом рассеянии нейтронов величина потерь энергии на соударение опр-ся только массой ядра: чем меньше масса ядра, тем больше потеря энергии. Наиб. потеря энергии происходит при столкновении нейтрона с ядром атома водорода. Одним из основных нейтронных параметров среды является длина замедления L₃. Это среднее расстояние от места вылета нейтрона до места, где он замедлится до тепловой энергии. Замедлившиеся нейтроны продолжают двигаться и сталкиваться с ядрами элементов, но без изменения средней энергии. Этот процесс называется диффузией. Среднее расстояние, которое проходит нейтрон от точки замедления до точки захвата, называется диффузионной длиной. Диффузионная длина обычно значительно меньше длины замедления. Конечным результатом движения теплового нейтрона является поглощение его каким-либо ядром атома. При захвате нейтрона ядром выделяется энергия в виде одного или нескольких г - квантов. Существуют следующие разновидности нейтронных методов: нейтронный гамма-метод НГМ, нейтронный метод по надтепловым нейтронам НМН, нейтронный метод по тепловым нейтронам НМТ. Они отл-ся друг от друга типом применяемых индикаторов. Импульсные нейтронные методы. Сущность импульсного нейтронного каротажа закл-ся в изучении нестационарных нейтронных полей и г-полей, создаваемых генератором нейтронов. Генератор нейтронов работает в импульсном режиме с частотой от 10 до 500 Гц. В импульсных методах горная порода облучается кратковременными потоками быстрых нейтронов длительностью ?t, следующими один за другим через промежутки времени t.

12. Определение обводнённости перфорированных интервалов

Для контроля процесса вытеснения нефти водой применяют в скважинах, крепленных стальной неперфорированной колонной высокочувствительную термометрию и ГК; в перфорированных скважинах, кроме того, применяют методы, изучающие состав и дебит жидкости в стволе скважины. Для выявления интервалов обводнения в перфорированных пластах по данным высокочувствительной термометрии предварительно по термограмме действующей скважины выделяются интервалы притока из отдельных пластов. На термограмме такие интервалы могут характеризоваться как положительными, так и отрицательными приращениями температур. К возможным интервалам притока воды относят интервалы отрицательных приращений температуры, расположенные непосредственно ниже интервалов положительных приращений. К возможным интервалам притока воды относят также интервалы отрицательных приращений температуры, в которых температура на термограмме опускается ниже условных геотерм. Признаком возможного обводнения подошвы нижнего отдающего пласта является наличие на термограмме действующей скважины положительных калориметрических ступеней выше нижней границы притока. При нарушении герметичности цементного кольца или колонны открывается доступ воды в ствол скважины из водоносного или обводненного пласта, находящегося выше или ниже интервала перфорации. Основным методом выявления затрубной циркуляции является термометрия. Признаком циркуляции из нижележащего пласта будет изменение температурного градиента по сравнению с нормальным для данного месторождения. Изменение градиента может быть связано и с нарушением герметичности колонны в зумпфе скважины, что устанавливается по данным расходомера. На поступление воды из вышележащего пласта указывают отрицательная аномалия на термограмме в кровле перфорированного пласта в работающей скважине и против пласта-источника обводнения - положительная аномалия на термограмме, записанной в остановленной скважине. Термометрия, выполненная в кратковременно остановленной скважине, практически однозначно выявляет перетоки воды в пласты, не вскрытые перфорацией. Признаком перетока служит отрицательная аномалия против поглощающего пласта на термограмме. Признаками наличия затрубной циркуляции в нагнетательных скважинах являются быстрый рост приемистости скважины без увеличения давления в пласте; наличие дефектов в цементном камне и обсадной колонне, в перемычках между перфорированными и неперфорированными пластами, образование принимающих участков вне интервалов перфорации.

Билет 5

13. Изучение технического состояния скважин, используемые методы ГИС

При изучении и оценке технического состояния скважин определяют: 1) искривление скважин - инклинометрия; 2) диаметр скважин - кавернометрия; 3) профиль сечения скважин и обсадных колонн - профилеметрия; 4) качество цементирования обсадных колонн; 5) места притоков и поглощений жидкости в скважинах; 6) затрубную циркуляцию жидкости; 7) место гидроразрыва пласта; 8) уровень жидкости; 9) местоположения муфтовых соединений обсадных колонн и перфорированных участков колонн, толщину и внутренний диаметр обсадных колонн, участки смятия и разрыва колонн.

Это определение мест нарушения. Целостность обсадных колонн может нарушаться в результате прострелочно-взрывных работ, коррозии и неравномерных механических напряжений. 3 способа определения нарушений:

1-радиоактивный (метод меченых атомов и метод гамма каротажа). В первом, в цемент добавляют радиоактивные изотопы и измерения проводят зондом радиометрии, и если где-то наблюдается активность этих атомов след-но есть цемент. Вторым м/м определяют качество сцепления цемента с колонной (его проводят и по кривым определяют качество).

2-аккустический (АКЦ). Заключается в пуске акустической волны (АВ - это упругое механическое возмущение) в скважину и приёме её обратно. АВ бывают продольные и поперечные. Продольные волны представляют собой перемещение зон растяжения-сжатия, частицы колеблются вдоль направления распространения волны. Поперечная волна это перемещение зоны сдвига. Продольные волны могут распространяться в твердых, жидких и газообразных телах, поперечные - только в твердых. О качестве основную информацию несут параметры амплитуды и времени. Малая амплитуда (не более 0,2 от мах) - хорошее цементирование, большая (более 0,8 от мах) - плохое.

3-термометрия. Не даёт оценки качества сцепления цемента, но по ней можно узнать высоту его подъема. Это основано на экзотермической реакции затвердевания цемента (выделяется теплота и термометр эту теплоту улавливает).

14. Акустический каротаж, физические основы, кривые, решаемые задачи

Заключается в пуске акустической волны (АВ - это упругое механическое возмущение) в скважину и приёме её обратно. АВ бывают продольные и поперечные. Продольные волны представляют собой перемещение зон растяжения-сжатия, частицы колеблются вдоль направления распространения волны. Поперечная волна это перемещение зоны сдвига. Продольные волны могут распространяться в твердых, жидких и газообразных телах, поперечные - только в твердых. О качестве основную информацию несут параметры амплитуды и времени. Малая амплитуда (не более 0,2 от мах) - хорошее цементирование, большая (более 0,8 от мах) - плохое.

Область применения. Результаты, полученные акустическим методом, используют при литологическом расчленении разреза, выделении коллекторов, определении их пористости и характера насыщения, контроля обводнения залежей при их разработке и при решении некоторых других геологических и технических задач. Метод акустической цементометрии (АКЦ) применяют: для установления высоты подъема цемента; определения степени заполнения затрубного пространства цементом; количественной оценки сцепления цемента с обсадной колонной и качественной оценки сцепления цемента в горной породой.

Акустический телевизор. Акустический телевизор предназначен для детальных исследований поверхностей стенок скважин с помощью отраженных от них упругих волн. Сечение скважины в горизонтальной плоскости изображается при этом в виде непрерывной линии, которая преобразуется при непрерывном движении скважинного прибора в развернутое изображение стенки скважины. Основным назначением акустического телевизора является выделение в разрезах трещиноватых и кавернозных пород и определение границ пластов.

Акустический профилемер. Если в скважинном приборе, аналогично акустическому телевизору, измерять не амплитуды, а времена от посылки до прихода отражен импульсов, то полученная на экране ЭЛТ круговая развертка будет изображать горизонтальное сечение (профиль) скважины. Основное отличие акустического профилемера от телевизора в том, что в профилемере применен пьезокерамический преобразователь с меньшей собственной частотой (100-500 кГц) колебаний. Акустические профилемеры применяются для исследования крупных полостей - искусственных хранилищ нефти и газа (вымываемых в солях), стволов шахт и т.п. Отечественный прибор ЗОНД-1 позволяет исследовать полости радиусом 40 м.

Определение толщины пласта по акустике. Основными видами зондов акустического каротажа являются двух и трёх элементные. Первый состоит из одного излучателя и одного приёмника. Второй зонд содержит один излучатель и 2 расположенных по одну сторону от него приёмника или 2 сближенных излучателя и удалённый от них приёмник. Характерной величиной для зонда акустического каротажа является база S. Границам пласта соответствуют точки 0,5 S от начала наклонных участков в сторону пласта. В двухэлементном зонде это расстояние от излучателя до приемника, а в трехэлементном - расстояние между приемниками либо между излучателями. Свойства трехэлементного зонда определяются также его длиной L - расстоянием от средней точки между одноименными элементами до разноименного. Кривые АК регистрируют диаграмму интервального времени дельта t и отношение амплитуд А₁ и А_2.

15. Определение отдающих и принимающих интервалов по материалам СТД

СТД- это термоэлектрический расходомер

Все пласты, против которых фиксируется приток(приемистость) по данным дебитометрии-расходометрии, считаются отдающими(поглощающими). Нижняя граница притока(приемистости) в скважине устанавливается по результатам исследования тремя методами: термометрии, механической и термокондуктивной дебитометрии. Термодебитометрия является основным методом выявления отдающих(поглощающих) пластов. Объемы жидкости или газа, циркулирующие в стволе скважины, фиксируются глубинными расходомерами и дебитомерами. Расходомерами измеряют расход воды, закачиваемой в пласт, дебитомерами - притоки нефти, газа и их смеси с водой. Расходомеры отличаются от дебитомеров диаметром корпуса глубинного прибора. У расходомеров он больше, чем у дебитомеров, поскольку они предназначены для измерения больших расходов жидкости в нагнетательных скважинах (до 2-5 тыс. м³/сут). Имеется два типа расходомеров (или дебитомеров) - механические и термокондуктивные.

Прибор снабжается пакером, который предназначен для перекрытия ствола скважины и направления потока жидкости через прибор. Существующие типы глубинных расходомеров и дебитомеров различаются в основном конструкциями пакерующих устройств. Дебитомеры с абсолютной пакеровкой обеспечивают проход всего потока через измерительный канал. Дебитомеры с пакерами зонтичного типа лишь частично перекрывают пространство между стенкой скважины и дебитомером. Измерения проводят в интервале перфорации при подъеме прибора. Вначале с прикрытым пакером регистрируют непрерывную кривую, по которой намечают положение точечных измерений. На участках с резкими изменениями дебита расстояние между точками выбирают равным 0,4 м, на участках с малыми изменениями равным 1-2 м. Измерения на точках выполняют с полностью открытым пакером не менее трех раз, полученные показания усредняются. По результатам измерений строят профили притока или приемистости. Профилем притока (или приемистости) пласта называют график зависимости количества жидкости, поступающей из пласта (или нагнетаемой в пласт) от глубины залегания работающих интервалов.

Билет 6

16. Контроль за разработкой, решаемые задачи, комплекс ГИС

Контроль за разработкой одна из важнейших задач геофизики наряду с изучением геологического разреза скважин (литолого-геологический разрез скважины), изучением технического состояния скважин, проведением прострелчных и взрывных работ в скважинах и опробованием пластов и отбором образцов со стенок скважины.

Он включает в себя: 1) искривление скважин - инклинометрия; 2) диаметр скважин - кавернометрия; 3) профиль сечения скважин и обсадных колонн - профилеметрия; 4) качество цементирования обсадных колонн; 5) места притоков и поглощений жидкости в скважинах; 6) затрубную циркуляцию жидкости; 7) место гидроразрыва пласта; 8) уровень жидкости; 9) местоположения муфтовых соединений обсадных колонн и перфорированных участков колонн, толщину и внутренний диаметр обсадных колонн, участки смятия и разрыва колонн.

17. Взаимодействие нейтронов с веществом, нейтронный гамма-каротаж, решаемые задачи

Нейтронный каротаж применяются в необсаженных и обсаженных скважинах и используется для решения следующих задач:

с целью литологического расчленения разрезов; определение положения текущего газонефтяного контакта (ГНК), интервалов прорыва газа, перетока, разгазирования нефти в пласте и оценки газонасыщенности; определение положения водонефтяного контакта ВНК в скважинах с высокой минерализацией пластовых вод.

Нейтронное излучение обладает наибольшей проникающей способностью. Это обусловлено тем, что нейтроны являясь незаряженными частицами не взаимодействуют с электронными оболочками атомов и не отталкиваются кулоновским полем ядра. Так же как и гамма-кванты, нейтроны характеризуются энергией Е, которая в этом случае связана с их скоростью. Различают быстрые нейтроны с энергией 1-15 МэВ, промежуточные 1 МэВ - 10 эВ, медленные или надтепловые 0,1-10 эВ и тепловые нейтроны со средней энергией 0,025 эВ. Взаим-ие нейтронов с вещ-ом закл-ся в упругом столкновении с ядром с потерей части энергии, т.е. в замедлении нейтрона, и захвате нейтрона ядром. Дня нейтронов с энергией от нескольких МэВ до 0,1 эВ основным видом взаим-ия явл-ся упругое рассеяние. При упругом рассеянии нейтронов величина потерь энергии на соударение опр-ся только массой ядра: чем меньше масса ядра, тем больше потеря энергии. Наиб. потеря энергии происходит при столкновении нейтрона с ядром атома водорода. Одним из основных нейтронных параметров среды является длина замедления L₃. Это среднее расстояние от места вылета нейтрона до места, где он замедлится до тепловой энергии. Замедлившиеся нейтроны продолжают двигаться и сталкиваться с ядрами элементов, но без изменения средней энергии. Этот процесс называется диффузией. Среднее расстояние, которое проходит нейтрон от точки замедления до точки захвата, называется диффузионной длиной. Диффузионная длина обычно значительно меньше длины замедления. Конечным результатом движения теплового нейтрона является поглощение его каким-либо ядром атома. При захвате нейтрона ядром выделяется энергия в виде одного или нескольких г - квантов. Существуют следующие разновидности нейтронных методов: нейтронный гамма-метод НГМ, нейтронный метод по надтепловым нейтронам НМН, нейтронный метод по тепловым нейтронам НМТ. Они отл-ся друг от друга типом применяемых индикаторов. Импульсные нейтронные методы. Сущность импульсного нейтронного каротажа закл-ся в изучении нестационарных нейтронных полей и г-полей, создаваемых генератором нейтронов. Генератор нейтронов работает в импульсном режиме с частотой от 10 до 500 Гц. В импульсных методах горная порода облучается кратковременными потоками быстрых нейтронов длительностью ?t, следующими один за другим через промежутки времени t.

18. Подготовка скважины к проведению ГИС, телеизмерительная система

В технологию проведения промыслово-геофизических исследований скважин входят подготовительные работы на базе и буровой, спуск-подъем приборов и кабеля, регистрация диаграмм, их предварительная обработка и оформление перед передачей в бюро обработки и интерпретации. Подготовительные работы на базе включают: получение наряда на проведение геофизических исследований, проверку работоспособности наземной и глубинной аппаратуры, профилактический осмотр и проверку подъемника и лаборатории. Работы на буровой начинаются в том случае, если к приезду каротажной партии или отряда буровая подготовлена к работе в соответствии с Техническими условиями на подготовку скважин для проведения геофизических работ.

Буровая, на которой намечается проведение геофизических работ, должна бить подготовлена. К буровой должны быть подведены подъездные пути, обеспечивающие беспрепятственный подъезд каротажной станции. На буровой должна быть сделана ровная площадка для установки станции. У края ее монтируется специальный щит с рубильником для подключения каротажного подъемника и лаборатории. Пол буровой и мостки очищаются от грязи. Ствол скважины на необсаженном интервале прорабатывается долотом номинального диаметра, с целью ликвидации уступов, резких переходов от одного диаметра к другому мест сужений, сальников и пробок. Параметры промывочной жидкости приводят к значениям, предусмотренным в геолого-техническом наряде. Устье скважины оборудуют в зависимости от вида работ согласно действующим инструкциям. Готовность скважины к геофизическим исследованиям удостоверяется специальным актом. При производстве ГИС на скважине должна присутствовать буровая бригада, при этом производство каких-либо иных работ на буровой без разрешения начальника каротажной партии не допускается. Не допускается проведение геофизических работ в скважине, заполненной промывочной жидкостью с вязкостью более 90 сек по СПВ, содержащей песок или обломки пород в количестве более 5%, а также в скважинах, поглощающих (с понижением уровня со скоростью более 15 м/час), переливающих и газирующих.

Элементы телеизмерительной системы, функция каждого из них. Телеметрия скважин - измерение на расстоянии сигнала R,C,E, акустического, радиационного и др полей. В зависимости от изучаемой велечины Х. Изменение изучаемого параметра Хмин - Хмах . Выходной сигнал Умин-Умах = дельта У. Чувствительность S - велечина характерезующаяся порогом чувствительности- верхним и нижним. Величины мин и мах воздействуя на которыую реагирубт на датчик. К датчикам в скважинах особые условия высоких температур и давлений. Телеизмерительная система - Совокупность измерений и преобр. приборов с линиями связи между ними.

При геофизич исследованиях получают информацию об изуч объекте находящем в скважине или в околоскаж пространстве. Глубина скважины от 10 м до нескольких км - дистанционнаое изучение. Линии связи электрические и не электрические( газометрия)

Телеизм системы : токовые,. Напряжения, временные , цифровые. Датчики из термостойких материалов.

Билет 7

19. Удельное электрическое сопротивление горных пород

Свойство горных пород проводить электрический ток характеризуется их удельной электропроводностью у или величиной, обратной ей, удельным электрическим сопротивлением что величина р измеряется в омметрах. Удельное - электрическое сопротивление (УЭС) в 1 Ом·м равно полному сопротивлению в Ом 1 м³ породы с основанием 1 м² и высотой 1м, измеренному перпендикулярно к плоскости куба. Удельное сопротивление горной породы определяется удельным сопротивлением твердой фазы, жидкостей и газов, насыщающих поровое пространство, их объемным соотношением, характером распределения в породе и температурой. Электропроводность горных пород, наиболее часто встречающихся к природе, не зависит от их минерального состава, поскольку УЭС основных породообразующих минералов (кварц, полевые шпаты, кальцит, ангидрит, галит и др.) соответствует первоклассным изоляторам. Исключение: составляют сульфиды и угли, их УЭС меняется от 10 ^-3 до 10 омм. Удельное сопротивление неглинистых пород. Горные породы проводят электрический ток в основном за счет наличия в их поровом пространстве водных растворов солей. В связи с этим удельное сопротивление неглинистой породы р_вп гранулярного строения, поры которой полностью насыщены водой, зависит от р_в этой воды, ее количества и характера распределения в породе, определяемых соответственно коэффициентом пористости k_п и структурой порового пространства. Для неглинистых пород Р_н зависит не только от степени их насыщения водой, но и от характера распределения в поровом Р_н пространстве воды, нефти и газа. В связи с этим величина Р_н часто называется параметром насыщения. Удельное сопротивление глинистых пород. Электропроводность такой породы определяется не только проводимостью воды, но и поверхностной проводимостью глинистых частиц, точнее, гидратационной пленки, покрывающей их поверхность. Поверхностная проводимость проявляется тем значительнее, чем выше глинистость породы и меньше минерализация насыщающей воды. Относ-ое сопротивление глинистой породы, соответствующее насыщению высокоминерализованной водой, при которой влияние поверхностной проводимости минимально, называют предельным Р_п.. Удельное сопротивление пород с трещинной и каверновой пористостью. Наряду с межзерновой (первичной) пористостью k_п.м значительную роль играют поры вторичного происхождения k_п.вт трещины, каверны и другие пустоты выщелачивания. Каверны заметного влияния на удельное сопротивление пород не оказывают. Наличие трещин, заполненных электролитом, вызывает существенное снижение сопротивления по сравнению со снижением сопротивления, обусловленным межзерновой пористостью такого же объема.

20. Термометрия, тепловое поле земли, кривые, решаемые задачи

Термометрические методы исследования разрезов скважин основаны на изучении распространения в скважинах и окружающих их горных породах естественных (геотермия) и искусственных тепловых полей. Интенсивность и распространение тепловых полей зависят от термических свойств, геометрических форм и размеров исследуемых сред. Термические свойства горных пород характеризуются теплопроводностью или удельным тепловым сопротивлением, тепловой анизотропией, удельной теплоемкостью и температуропроводностью. Тепловые поля в нефтеносных и газоносных горизонтах образуются при вскрытии и разработке пластов. Распределение естественного теплового поля в толще земной коры зависит от литологического, тектонического и гидрогеологического факторов, на изучении которых основано решение следующих задач:

-Литолого-тектонические и гидрогеологические задачи региональной геологии

-Детальное исследование разреза скважин

В геофизике используется метод искусственного теплового поля, он основан на различие тепловых св-в изучаемых сред. ИТП создают при помощи нагретой промывочной жидкости, а так же газотермической реакции в методе АКЦ. Метод искусственного теплового поля позволяет решать следующие задачи: 1) определение термодинамических и газогидродинамических характеристик эксплуатируемых объектов 2) изучение технического состояния скважин.

Термограмма представляет кривую изменения естественных температур по разрезу скважины. Наклон кривой к оси глубин определяется величиной геотермического градиента. Среди осадочных пород наибольшее значение геотермического градиента соответствует глинам и аргиллитам, меньшее - неглинистым песчаникам и карбонатным породам. По термограмме можно выделить газоносные пласты. Они отмечаются интервалами пониженных температур, возникающих при охлаждении газа вследствие его расширения в момент поступления в скважину.

Термометрия исп-ся для определения высоты подъема цемента (не даёт оценки качеству затвердевания). Это основано на экзотермической реакции затвердевания цемента (выделяется теплота, и термометр эту теплоту улавливает)

21. Оценка высоты подъема цементного камня по данным ГИС

Метод термометрии. Определение местоположения цемента в затрубном пространстве по данным термических исследований основано на фиксировании тепла, выделяющегося при твердении цемента. Метод позволяет установить верхнюю границу цементного кольца и выявить наличие цемента в затрубном пространстве. Зацементированный интервал отмечается на термограмме повышенными значениями температуры на фоне общего постепенного возрастания ее с глубиной. Чем больше цемента участвует в реакции, тем значительнее тепловой эффект. Как правило, песчаным породам соответствуют пониженные температурные аномалии, глинистым - повышенные.

Метод радиоактивных изотопов. Метод основан на регистрации интенсивности гамма-излучения радиоактивных изотопов, добавленных в цементный раствор при его приготовлении. Обычно применяют коротко живущие изотопы, например, йод - 131, рубидий - 86, железо - 59, цирконий - 95. Наличие цемента и его уровень отмечаются повышенными значениями гамма-активности. На практике используют измерительные установки двух типов. Установки первого типа содержат источник и 3-4 детектора гамма-излучения, расположенных равномерно по периметру зонда. Детекторы взаимно экранированы и каждый из них дает информацию, фиксируемую в виде отдельной кривой. Совокупность кривых трех- и четырехканального приборов называется цементограммой. В случае регистрации рассеянного гамма-излучения вращающимся зондом полученная кривая называется круговой цементограммой. Если обсадная колонна центрирована в стволе скважины, а затрубное пространство равномерно заполнено цементом или жидкостью, то значения кривых будут одинаковыми, а значения, регистрируемые прибором второго типа - независимыми от угла поворота экрана.

Акустический метод. Этот метод основан на измерении амплитуды продольной упругой волны, распространяющейся по колонне, цементному кольцу и породе, и регистрации времени распространения этих колебаний. Скважинный прибор АКЦ представляет собой двухэлементный зонд, центрируемый в колонне. Когда за колонной цемента нет или он имеется, но по всему периметру не сцеплен с колонной, приемник отмечает продольную волну по колонне. Она имеет максимальную амплитуду вследствие малого затухания и время пробега, соответствующее скорости распространения упругих воли в стали (V = 5400 м/сек). Против муфтовых соединений колонны наблюдается уменьшение амплитуды колебаний в связи с рассеянием энергии на резьбовых соединениях и увеличение времени пробега ("звенящая" колонна). Если цементное кольцо сцеплено только с колонной, то упругая волна по колонне будет резко ослаблена вследствие демпфирующего влияния цементного кольца и амплитуда Ак будет на уровне помех. В этом случае к приемнику с заметной амплитудой придет волна по цементному кольцу, в котором скорость распространения упругих колебаний невелика (Vц = 2500 м/сек). Измерение аппаратурой АКЦ проводится через 1-2 суток после заливки цементного раствора. Масштаб регистрации Ак выбирается так, чтобы в зацементированной части скважины регистрируемый сигнал был близок к порогу чувствительности аппаратуры.

Билет 8

22. Организация и проведение ГИС

Промыслово-геофизическое предприятие (контора, экспедиция, отдельно действующая партия) действуют на основании плана и сметы на геофизические работы в скважинах. Установлен следующий порядок проведения геофизических работ. Перед выездом на скважину начальник партии получает наряд, в котором указывается общий объем работ, в том числе по видам исследований и интервалам, данные о времени проведения работ, о конструкции скважин и т.д. Затем он информирует своих подчиненных о характере предстоящих работ, проверяет готовность аппаратуры и оборудования, если необходимо, получает взрывчатые вещества, средства взрывания. Материалы геофизических исследований после окончания работ на буровой сдаются в интерпретационную партию, а наряд на работу и акт о выполнении - диспетчерской службе.