Пример выделения коллектора методами ГК и НГК в интервале 1762-1772м.

Отметка ВНК по НГК и ННКт

На приведенном рисунке в нижней части пласта на диаграмме НГК отмечается повышенным значением. Это означает, что нижняя часть пласта водоносна, а верхняя - нефтеносна, т.е. в пласте отмечается ВНК. Это позволяет применять НГК для контроля за обводнением нефтяного пласта в процессе разработки.

Нейтрон-нейтронный каротаж (ННК)

При исследованиях этим методом скважинная среда облучается потоком быстрых нейтронов от источника, в качестве которого используется тот же источник, что и в методе НГК. В горных породах происходит замедление нейтронов, ослабление их энергии до уровня медленных, а затем и тепловых. Главным замедлителем является водород, а в эффекте захвата основным элементом является хлор. Следовательно, эффективность ННК сильно зависит от минерализации пластовых вод. Часть замедленных нейтронов в результате диффузии и рассеяния возвращается на скважинный прибор и фиксируется сцинтилляционным счётчиком.

Метод ННК имеет две модификации: по тепловым нейтронам (т) и по надтепловым (нт), энергия которых несколько выше, чем тепловых. Эти две категории нейтронов фиксируются разными способами.

ННКнт (по надтепловым нейтронам) является результатом замедляющего действия водорода, поэтому применяется для определения пористости пластов. В практике исследования скважин эта модификация применяется очень редко. Это объясняется тем, что в пробуренных скважинах уже бывает проведено исследование методом НГК, который является обязательным методом для всех скважин. Поэтому вторично определять пористость нет необходимости. К тому же, следует заметить, что метод ННК обладает меньшей глубинностью исследования в пласт.

Что касается ННКт, то он применяется часто. По плотности потока тепловых нейтронов можно судить о содержании хлора в пласте т.к. он является главным захватчиком их. В пластах, содержащих соленую воду, много тепловых нейтронов бывает поглощено хлором, поэтому на скважинный прибор возвращаются слабые потоки малой плотности, водоносные пласты отмечаются пониженными показаниями относительно нефтеносных. На диаграмме ННКт отмечается ВНК. Этот эффект зависит от минерализации пластовой воды. При малой солености ВНК на диаграмме ННКт может не отмечаться. В действующих добывающих скважинах чаще всего нефть извлекается вместе с водой. В разных скважинах минерализация воды может изменяться в широком диапазоне. О ней судят по плотности, что адекватно минерализации. Плотность добываемой воды (r) по различным причинам может быть от 1030 до 1180 кг/м3. Граничным критерием для эффективности ННКт является r=1100 кг/м3, ниже которой водоносные интервалы не отмечаются.

Для определения интервалов обводнения нефтяных пластов при контроле за разработкой ННКт применяется в комплексе с НГК. В водоносных интервалах эти две кривые на диаграммах расходятся в разные стороны: НГК - на повышение, ННКт - на понижение (рис.33). Только по одной диаграмме НГК определить ВНК не удается, т.к. повышение может соответствовать не только водоносному содержанию, но и уменьшению пористости пласта. При достаточной минерализации пластовой воды совпадение двух кривых по всей толщине пласта свидетельствует о неоднородности пласта по пористости. Если же минерализация пластовой воды низкая, то кривые НГК и ННКт совпадают как при наличии в пласте ВНК, так и без него, т.е. исследования нейтронными методами оказываются не эффективными.

Другой проблемой метода ННК является низкая его глубинность в пласт по горизонтали, которая составляет всего 15-20 см. Это ограничивает эффективность применения его для исследования остановленных скважин. В этих скважинах ствол заполняется соленой водой, создается большое забойное давление, которое по величине больше пластового. Создаётся перепад давления ДР, под действием которого вода из ствола скважины фильтруется в перфорированные продуктивные пласты, из которых до остановки скважины отбирали нефть с водой. Поглощённая пластом вода оттесняет пластовые флюиды на глубину, превосходящую возможности нейтронных методов НГК, ННКт, поэтому исследования по определению интервалов обводнения нефтяных пластов часто бывают безрезультатными. Напрашивается необходимость применения других методов, обладающих большей глубинностью исследования.

Импульсный нейтронный каротаж (ИНК)

Радиоактивные методы широко применяются для решения различных геолого-технических задач, связанных с контролем за разработкой нефтяных месторождений. Их главное достоинство заключается в возможности прохождения нейтронных и гамма-излучений через мощную толщу преград в конструкции скважины - через металл обсадной колонны и других труб в стволе скважины, а также через цементный камень крепления скважины. Тем не менее, глубинность исследования методами радиометрии остается очень низкой. Это связано с рассеянием и поглощением ядерных излучений в скважинной среде. Глубинность их крайне не достаточна для исследования пластов-коллекторов.

ГГК 10-15 см

ННК 15-20 с

НГК 20-30 см

Для увеличения глубинности исследований нужны более мощные источники излучений, а это противоречит безопасности работ.

Другим крупным недостатком при исследовании скважин является влияние жидкости ствола скважины. Все ядерные процессы происходят не только в пластах, но и в стволе. Хоть диаметр скважины не большой, но это ближняя зона для скважинного прибора, и все реакции в ней происходят сильнее, чем в дальних зонах пласта, где содержится полезная информация. По этой причине на диаграммах радиоактивных методов записываются и полезная информация от пласта, и бесполезная - от ствола скважины. Таким образом, геологическая эффективность диаграмм снижается.

В импульсных нейтронных методах ИНГК, ИННК влияние этих недостатков снижено. Скважинный прибор ИНК - нейтронный генератор. В нем предусмотрена ядерная реакция в ускорительной трубке с получением потока нейтронов с высокой энергией. Если ампульный нейтронный источник (Р0Ве) даст непрерывное излучение нейтронов с энергией 3ё7 Мэв, то нейтроны на выходе генератора ИНК имеют энергию 14 Мэв. Это означает, что в породе они могут пройти большее расстояние, что увеличивает глубинности исследования, которая составляет 30-45 см.

Нейтронный генератор работает в импульсном управляемом режиме. В нем использована электронная коммутация кратковременных сигналов, длительность которых измеряется в микросекундах (мкс). Основной частью прибора является ускорительная трубка, содержащая дейтерий под небольшим давлением. Под действием высокого напряжения (70 тыс. вольт) положительные ионы (дейтоны) развивают очень большую скорость, и, бомбардируют мишень в виде катода, изготовленного из циркония. Результатом этой реакции является выход нейтронов. При выключении напряжения питания скважинного прибора все реакции прекращаются. На поверхности, при подготовительных работах прибор не представляет никакой опасности. Электрическое питание включается после спуска его в скважину.

Помеха от влияния ствола скважины исключается благодаря импульсному режиму работы.

Импульсный нейтронный режим

десь t1 - импульс выхода нейтронов, t2 - пауза, при которой измерительная схема отключается для исключения влияния ствола скважины, t3 - окно измерений полезной информации от пласта, измерительная схема включена. Затем следует t4 - пауза, схема отключается, пропускаются все вторичные ядерные реакции в стволе скважины. Далее снова следует t1 - инжекция нейтронов, цикл повторяется. Периодичность циклов определяется частотой ¦=400 Гц.

На диаграммах импульсного нейтронного каротажа ИНГК, ИННК нефтеносные интервалы пластов отмечаются повышенными показаниями, водоносные - пониженными.

Как нейтронный метод с максимальной глубинностью исследования, ИНК широко применяется для определения водонефтяного контакта в пласте (ВНК) и выделения водоносных интервалов и пластов при контроле за разработкой продуктивных интервалов в добывающих скважинах. Применяется он в комплексе с другими геофизическими и гидродинамическими методами.

Кроме того, импульсные нейтронные методы нашли применение и для исследования карбонатных интервалов, в которых заключения по электрическим методам часто бывают неоднозначными, когда не удается четко определить характер насыщения пласта-коллектора с трещиноватой пористостью.

ИНК применяется и в новом виде геофизических исследований, в углеродно-кислородном каротаже, при котором проводится спектральный энергетический анализ по наведённой вторичной радиоактивности для выделения углерода, содержащегося в нефтеносном пласте, и кислорода, содержащегося в водоносном интервале.

Применение - детальное расчленение разреза политологии (выделение карбонатных, песчаных пород, глин);

- определение начального и текущего ВНК;

-определение пористости коллекторов.

Импульсный нейтрон - нейтронный каротаж АИНК 90

Импульсный нейтрон-гамма каротаж АИНК 36-3С

Применение:

-детальное расчленение разреза по литологии;

-определение общей пористости (водородосодержания) коллекторов;

- определение нефтенасыщенности коллекторов;

- определение интервалов обводнения в добывающих нефтяных скважинах;

- определение удельного расхода воды в интервалах перфорации в нагнетательных скважин;

-выявление и определение расхода восходящих и нисходящих заколонных перетоков воды.

Литература

1. Ахметов С.А., Ишмияров М.Х., Кауфман А.А. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых; Недра - Москва, 2009. - 844 c.

2. Бакиров А.А., Бакиров Э.А. Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти газа. В 2т. Кн.1. Теоретические основы прогнозирования нефтегазоспособности недр. Бакиров А.А., Бакиров Э. А.; Недра - Москва, 2012. - 467 c.

3. Вержичинская С.В., Дигуров Н.Г., Синицин С.А. Химия и технология нефти и газа; Форум - Москва, 2011. - 400 c.

4. Грабчак Л.Г., Багдасаров Ш.Б., Иляхин С.В., др. Горноразведочные работы; Высшая школа - Москва, 2003. - 664 c.

5. Евдокимов А.В., Симанкин А.Г. Сборник упражнений и задач по маркшейдерскому делу; Издательство Московского государственного горного университета - Москва, 2004. - 304 c.

6. Елкин С.В., Гаврилов Д.А. Инженерно-техническое творчество в нефтегазовой отрасли; - , 2014. - 368 c.

7. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений; Книга по Требованию - Москва, 2012. - 332 c.

8. Заблоцкий Евгений Горное ведомство дореволюционной России. Очерк истории. Биографический словарь; [не указанo] - Москва, 2015. - 280 c.

9. Закиров С.Н., Индрупский И.М. Новые принципы и технологии разработки месторождений нефти и газа. Часть 2; - , 2009. - 488 c.

10. Закожурников Ю.А. Хранение нефти, нефтепродуктов и газа; ИнФолио - Москва, 2010. - 432 c.

11. Иванов А.Н., Рапацкая Л.А., Буглов Н.А., Тонких М.Е. Нефтегазоносные комплексы; Высшая школа - Москва, 2009. - 232 c.

12. Карнаухов М.Л., Пьянкова Е.М. Современные методы гидродинамических исследований скважин; Инфра-Инженерия - Москва, 2010. - 432 c.

13. Корзун Н.В., Магарил Р.З. Термические процессы переработки нефти. Учебное пособие; КДУ - Москва, 2008. - 864 c.

14. Кязимов К.Г., Гусев В.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования систем газораспределения; НЦ ЭНАС - Москва, 2008. - 420 c.

15. Малофеев Г.Е., Мирсаетов О.М., Чоловская И.Д. Нагнетание в пласт теплоносителей для интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи; НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", Институт компьютерных исследований - Москва, 2008. - 224 c.

Размещено на Allbest.ru