Что из перечисленного относится к геофизическим методам исследования скважин

Обновлено: 07.07.2024

Что из перечисленного относится к геофизическим методам исследования скважин

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РУДНЫХ СКВАЖИН

СОГЛАСОВАНА с Госгортехнадзором России 23 августа 2000 г.

УТВЕРЖДЕНА Министерством природных ресурсов Российской Федерации 6 декабря 2000 г.

Инструкция является основным руководящим документом для проведения геофизических исследований (каротажа и скважинной геофизики) в рудных скважинах. В ней сформулированы основные требования к методике и технике проведения работ, к обработке, интерпретации, оценке качества и достоверности получаемых результатов. Изложены наиболее рациональные и апробированные на практике принципы и способы реализации геофизических методов каротажа и скважинной геофизики, позволяющие решать геологические и технологические задачи при поисках, разведке и отработке рудных месторождений.

Для инженерно-технических и руководящих работников геологоразведочных и горнодобывающих предприятий и ведомств, занимающихся поисками, разведкой и отработкой месторождений твердых полезных ископаемых (металлических и неметаллических руд).

"Никакая инструкция не может перечислить всех обязанностей должностного лица, предусмотреть все отдельные случаи и дать вперед соответствующие указания, а поэтому господа инженеры должны проявлять инициативу и, руководствуясь знаниями своей специальности и пользой дела, прилагать все усилия для оправдания своего назначения".

(Циркуляр Морского технического комитета Адмиралтейства Российской империи N 15 от 29 ноября 1910 г.)

Предыдущее издание "Технической инструкции по проведению геофизических исследований в скважинах" было выпущено в 1985 г. С тех пор прошло более 15 лет. За этот период в нашей стране произошли существенные политические и экономические изменения, в результате которых рыночная экономика и частная собственность интенсивно проникают во все сферы общественной и хозяйственной жизни, в том числе и в геологоразведочную и горнодобывающую промышленность. Влияние рыночной экономики в горном деле выразилось прежде всего в децентрализации планирования и управления этими отраслями народного хозяйства и в резком сокращении их финансирования из средств государственного бюджета. Безусловным и первоочередным условием проведения геологоразведочных и горных работ стала их рентабельность, что повлекло за собой пересмотр кондиций на все виды полезных ископаемых. В конечном итоге такая политика привела к резкому уменьшению объемов поисковых, разведочных и добычных работ и, как следствие, к снижению спроса на все виды геофизических исследований, в том числе и на каротажные работы. С другой стороны, рыночная экономика предъявила свои, новые требования, выдвинув на первое место конкретные геолого-экономические и геотехнологические оценки, которым ранее не уделялось должного внимания в инструкциях и руководствах по геофизическим методам поисков и разведки рудных месторождений. Новые, более жесткие требования стали предъявляться и к техногенному воздействию горно-геологических предприятий как на окружающую среду, так и на здоровье человека.

Важную роль стало играть лицензирование как предприятий, занимающихся поисками, разведкой и отработкой месторождений, так и видов работ на объектах и территориях, где эти работы проводятся. Многие традиционные методы каротажа и опробования, имевшие в прошлом широкое применение, в современных условиях потеряли свою значимость, уступив место новым, более эффективным, но не нашедшим отражения в прежней инструкции. Это в первую очередь относится к методам каротажа и опробования рудных скважин. Значительные изменения произошли в аппаратурно-технической базе разведочной геофизики. Исчезло широкомасштабное серийное производство геофизической аппаратуры и каротажного оборудования, уступив место единичным экспериментальным образцам приборов. Широкое применение получила цифровая техника регистрации наблюдений, вытеснив почти полностью аналоговую, а для их обработки и интерпретации практически повсеместно теперь используются ПЭВМ. Усилилась роль метрологического обеспечения и аттестации применяемых средств измерений.

Настоящая инструкция составлена на основе обобщения накопленного опыта в области геофизических исследований рудных скважин с учетом изменений, происшедших за истекший период. Следует подчеркнуть, что применительно к рудным месторождениям инструкция по каротажу и скважинной геофизике составлена впервые.

Работа поставлена по заданию и инициативе Министерства природных ресурсов Российской Федерации.

Инструкция составлена коллективом научных сотрудников ВИРГ-Рудгеофизики под общей научной редакцией Е.П.Лемана (разделы 1, 2, 5, 6, 9) и А.П.Савицкого (разделы 3, 4, 7, 8). Непосредственное участие в составлении инструкции принимали Е.П.Леман (разделы 1, 2.1.1, 2.1.3); И.В.Томский (раздел 2.1.1); А.П.Очкур (разделы 2.1.2, 2.2); И.М.Хайкович (разделы 2.1.4, 9); Л.Г.Филиппычева (разделы 4 и 6.2); Б.Н.Тихонов, А.Б.Гутнер (раздел 4); Г.Я.Рабинович, А.Л.Перельман (разделы 5, 6), А.Д.Ефимов, И.Б.Хургин, A.Н.Шувал-Сергеев, Г.В.Редько, А.Б.Федоров, Л.В.Лебедкин, Н.И.Попов, А.А.Елисеев (разделы 3, 6.4); А.П.Савицкий, А.Л.Перельман (разделы 7, 8); О.Ф.Путиков (раздел 3.2.4). Существенную помощь при работе над инструкцией оказали сотрудники МПР РФ А.В.Липилин и В.А.Полякова и сотрудники ВИРГ-Рудгеофизики Т.Ю.Пикунова, Л.Ю.Чуралева, В.А.Птицын, Н.Н.Ефимова.

При разработке инструкции авторы сочли необходимым отойти от того плана, по которому составлялись подобные документы ранее, в том числе и "Техническая инструкция" 1985 года издания. В новой инструкции все технические и методические сведения и требования, касающиеся какого-либо одного метода, сведены в единый раздел, начиная от физической сущности этого метода и решаемых им задач, вплоть до вопросов интерпретации, обработки материалов и оценки их качества и достоверности. Такое расположение материалов, по мнению авторов, более удобно для тех, кто будет пользоваться инструкцией. Кроме того, по каждому методу излагаются не только требования к методике и технологии проведения работ, но и наиболее рациональные и практически проверенные способы обеспечения этих требований. Это обстоятельство приближает инструкцию к методическому руководству, хотя по полноте и назначению таковой она не является. Тем не менее, включение подобного материала, как считают авторы, необходимо для того, чтобы сформулированные требования не казались необоснованными ни заказчику, ни исполнителю работ.

Раздел по каждому методу заканчивается списком действующих утвержденных инструктивных и нормативных материалов и списком научной литературы, использованной при составлении инструкции.

Инструкция рассчитана на инженерно-технических и руководящих работников геологических и горнодобывающих предприятий и ведомств, занимающихся поисками, разведкой и отработкой месторождений металлических и неметаллических руд. Действие инструкции не распространяется на месторождения угля, горючих сланцев, нефти, газа, подземных и минеральных вод, строительных материалов и т.п., хотя при работе и на эти виды полезных ископаемых многие положения настоящей инструкции также будут справедливы.

Инструкция рассмотрена и одобрена Научно-методическим Советом по геолого-геофизическим технологиям поисков и разведки твердых полезных ископаемых МПР РФ (председатель Совета - В.П.Кальварская) 17 июня 1999 г. При этом учтены многочисленные отзывы и пожелания научных и производственных организаций, поступившие в процессе предварительной апробации инструкции.

ИНСТРУКЦИЯ СОГЛАСОВАНА с Госгортехнадзором России 23 августа 2000 г. (письмо Зам. Начальника Б.А.Красных N 03-35/318), УТВЕРЖДЕНА И ВВЕДЕНА В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 2000 г. приказом Министра природных ресурсов Российской Федерации Б.А.Яцкевича N 525 от 6 декабря 2000 г.

1. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РУДНОГО КАРОТАЖА И КОМПЛЕКС ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН НА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

1.1. Основными задачами каротажа скважин и опробования керна на рудных месторождениях являются:

- получение исходных данных для подсчета запасов - определение местоположения, границ и мощности рудных зон, среднего содержания в них полезного компонента и вредных примесей, плотности руд, выделение рудных тел в соответствии с установленными на месторождении кондициями;

- получение исходных данных для геолого-геохимических оценок оруденения и геолого-технологических прогнозов качества добываемых руд и продуктов их обогащения и переработки;

- уточнение геологического (литологического, стратиграфического) разреза скважин и заверка или установление природы геохимических и геофизических аномалий, выявленных на стадиях региональных и поисковых исследований;

- создание информационной основы для построения геолого-геофизических разрезов и моделей месторождений;

- горно-геологический, горно-технический и геоэкологический контроль за эксплуатацией месторождений.

1.2. Комплексирование геофизических методов исследования скважин на месторождениях руд и минерального сырья производят с целью получения наиболее полной информации о геологическом разрезе скважины. Состав комплекса определяется назначением скважины, геологическими задачами, поставленными перед бурением, видом полезного ископаемого, геолого-геофизической характеристикой изучаемого разреза и условиями измерений.

1.3. Геофизические методы исследования скважин применяются на всех рудных месторождениях, включая металлические (железо, хром, марганец, никель, алюминий, медь, свинец, цинк, сурьма, олово, серебро, ртуть, бериллий, литий, редкоземельные элементы и др.) и неметаллические (барит, апатит, фосфорит, флюорит, магнезит, калийные соли, алмазы и другие самоцветы и т.п.) полезные ископаемые, на всех стадиях геологоразведочных работ, в том числе при поисках, оценке, разведке и эксплуатации месторождений.

1.4. Арсенал геофизических методов исследования скважин на месторождениях руд и минерального сырья в настоящее время включает следующие виды каротажа скважин и опробования керна:

- Электрические: каротаж сопротивлений (КС), токовый каротаж (ТК) в модификации скользящих контактов (МСК), каротаж по методу самопроизвольной (спонтанной) поляризации (ПС), электродных потенциалов (МЭП).

- Электромагнитные и магнитные: каротаж магнитной восприимчивости (КМВ), магнитного поля (КМП), индукционный (ИК), вызванной поляризации (КВП) и совокупность ИК и КМВ - электромагнитный каротаж (ЭМК).

- Ядерно-геофизические, к которым относят: гамма-каротаж (ГК) по естественной радиоактивности горных пород и руд в интегральной (ИГК) и спектрометрической (СГК) модификациях; гамма-гамма-каротаж (ГГК) по рассеянному гамма-излучению в модификациях плотностного (ГГК-П) и селективного (ГГК-С) каротажа в интегральном и спектрометрическом вариантах (ИГГК-П, СГГК-П, ИГГК-С, СГГК-С соответственно); гамма-нейтронный, или фотонейтронный, каротаж (ГНК); рентгенорадиометрический каротаж скважин (РРК) и опробование керна (РРО); нейтрон-нейтронный каротаж (ННК); нейтронно-активационный каротаж (НАК); нейтронный гамма-каротаж (НГК), причем последние два метода чаще всего используются в спектрометрическом варианте вторичного гамма-излучения (соответственно СНАК и СНГК).

- Акустический каротаж (АК) по скорости распространения и затуханию сигнала и межскважинное прозвучивание.

1.5. Гамма-каротаж (ГК) в модификациях ИГК или СГК проводится в обязательном порядке во всех геологоразведочных скважинах с целью обеспечения так называемых массовых поисков, т.е. для обнаружения радиоактивных аномалий, с которыми могут быть связаны рудопроявления и месторождения радиоактивных элементов (урана, тория, радия).

Использование плотностного гамма-гамма-каротажа ГГК-П требуется во всех случаях, когда необходимо получить сведения о плотности горных пород и руд в естественном залегании (например, для подсчета запасов руд или для литологического расчленения разреза скважины по плотности и т.п.).

Необходимость выполнения других видов каротажа обусловлена стадией геологоразведочных работ, задачами геолого-геофизических исследований, геологическими особенностями изучаемого объекта, видом полезного ископаемого и его физико-химическими и геолого-минералогическими свойствами.

1.6. Использование данных каротажа на различных стадиях геологоразведочных работ позволяет повысить их оперативность и способствует решению следующих геолого-геофизических задач.

1.6.1. Стадия поисковых работ:

а) литологическое расчленение и корреляция разрезов;

б) расшифровка природы и оценка перспективности геофизических аномалий, выявленных при аэрогеофизических, аэрогеологических, наземных геолого-геохимических и геофизических съемках или скважинных наблюдениях;

в) выделение рудовмещающих пород и рудных интервалов с определением их мощности и глубины залегания;

г) определение вещественного состава руд и концентраций полезного ископаемого.

Повышение достоверности геологоразведочных работ на этой стадии обеспечивается уточнением, а при некондиционном выходе керна составлением геологической документации по данным каротажа и возможностью исследования в естественном залегании объемов сырья, значительно превышающих объемы керна.

1.6.2. Стадия оценки месторождений:

а) определение геологического строения месторождения и его геолого-геохимических характеристик (закон распределения оруденения, степень неравномерности, наличие и устойчивость корреляционных связей между элементами, генетические связи и т.п.);

б) уточнение данных бурения по задаче 1.6.1, в и прослеживание рудных пересечений в геологических разрезах;

в) определение соотношения рудных и безрудных прослоев в рудных подсечениях, изучение строения рудных залежей;

г) задача 1.6.1, г решается по типам руд с точностью, достаточной для оценки сырья в соответствии с требованиями ГКЗ РФ для подсчета запасов по категориям и и предварительной геолого-технологической оценки руд и продуктов их обогащения и переработки.

Данные геофизических исследований скважин на этой стадии используются для подсчета запасов полезного ископаемого, предварительной геолого-технологической оценки руд и продуктов их обогащения и переработки, а также для уяснения геологического строения месторождения и получения сведений о его геолого-геохимической характеристике, генезисе и других особенностях. Они также обеспечивают сокращение числа перебуриваний при некондиционном выходе керна.

1.6.3. Стадия разведки месторождений:

а) выявление рудных тел, пропущенных при оценке месторождений;

б) уточнение морфологии рудных тел и их геометризация;

в) определение параметров для подсчета запасов по категории (мощность, глубина, строение рудных залежей, содержание полезного ископаемого и вредных примесей) и геолого-технологической оценки руд и прогноза качества продуктов их обогащения и переработки.

Данные каротажа скважин позволяют повысить достоверность разведки месторождений, используются при подсчете запасов полезного ископаемого и при прогнозной оценке технологических свойств руд и качества продуктов их обогащения и переработки.

Эти же данные могут быть положены в основу технико-экономических оценок и обоснований на проектирование систем отработки месторождений.

1.6.4. Стадия эксплуатационной разведки месторождений:

а) уточнение контуров рудных тел по глубоким горизонтам и флангам месторождения, уточнение промышленных категорий запасов, перевод запасов из более низких категорий в более высокие (например, из в , из в );

б) решение задач по пп.1.6.3, б, в с целью оперативного управления процессом добычи, составления так называемого горного календаря, определяющего порядок и очередность отработки эксплуатационных блоков на объекте добычи (на руднике, карьере, шахте) для получения товарной руды или шихты заданного качества для подачи ее на обогатительную фабрику.

1.7. Результативность и эффективность геофизических исследований скважин на рудных месторождениях в значительной мере определяется горно-техническими условиями применения методов (состоянием стенок скважин и их кавернозностью в зависимости от механической устойчивости пород, технологии бурения, заполнения скважины водой или буровым раствором, влиянием вечной мерзлоты и пр.), а также достоверностью геологических данных, используемых для построения корреляционных зависимостей и градуировочных графиков при количественной интерпретации геофизических материалов (выход керна, погрешность геологического опробования, избирательное истирание рудных минералов, минералого-петрографическая изученность пород и руд и другие факторы).

1.8. Геофизические исследования скважин выполняются в два приема: вначале исследования проводят по всему разрезу скважины обычно в масштабе глубин 1:200 (реже в масштабах 1:500 или 1:1000), а затем на аномальных участках - детальные исследования в масштабе глубин 1:50 (иногда в масштабах 1:20 или 1:10).

1.9. Для расчленения и корреляции геологических разрезов скважин, уточнения литологической и минералого-петрографической характеристики пересеченных скважиной геологических образований, выделения рудовмещающих пород и зон околорудного изменения применяют:

- электрический каротаж (КС, ПС, ТК, МСК, МЭП);

- электромагнитный и магнитный каротаж (ЭМК, ИК, КМВ, КМП);

- плотностной гамма-гамма-каротаж (ГГК-П);

- акустический каротаж (АК) и межскважинное акустическое прозвучивание (МАП).

1.10. С целью определения местоположения, границ, мощности и строения рудных интервалов, оценки вещественного и элементного состава руд в разрезах скважин проводят:

- гамма-каротаж (ГК, СГК);

- гамма-гамма-каротаж (СГГК-С, СГГК-П),

- нейтронный каротаж (ННК, СНГК, СНАК);

- рентгенорадиометрический каротаж скважин или опробование керна (РРК, РРО);

Геофизические методы исследования скважин

Это комплекс физических методов, используемых для изучения горных пород в около скважинном и межскважинном пространствах, а также для контроля технического состояния скважин. Геофизические исследования скважин делятся на две весьма обширные группы методов — методы каротажа и методы скважинной геофизики. Каротаж, также известный как промысловая или буровая геофизика, предназначен для изучения пород непосредственно примыкающих к стволу скважины (радиус исследования 1-2 м). Часто термины каротаж и ГИС отождествляются, однако ГИС включает также методы, служащие для изучения межскважинного пространства, которые называют скважинной геофизикой.

Исследования ведутся при помощи геофизического оборудования. При геофизическом исследовании скважин применяются все методы разведочной геофизики.

Классификация методов ГИС

Классификация методов ГИС может быть выполнена по виду изучаемых физических полей. Всего известно более пятидесяти различных методов и их разновидностей. Название групп методов Название методов

Электрические метод естественной поляризации (ПС)

методы токового каротажа, скользящих контактов (МСК)

метод кажущихся сопротивлений (КС), боковое каротажное зондирование (БКЗ) и др.

метод вызванных потенциалов (ВП)

индуктивный метод (ИМ)

диэлектрический метод (ДМ)

Ядерные гамма-метод (ГМ) или гамма-каротаж (ГК)

гамма-гамма-метод (ГГМ) или гамма-гамма-каротаж (ГГК)

нейтронный гамма-метод (НГМ) или каротаж (НГК)

нейтрон-нейтронный метод (ННМ) или каротаж (ННК)

Термические метод естественного теплового поля (МЕТ)

метод искусственного теплового поля (МИТ)

Сейсмо акустические метод акустического каротажа

Магнитные метод естественного магнитного поля

метод искусственного магнитного поля

Включают в себя каротаж сопротивлений: кажущегося сопротивления (КС) -измерение удельного сопротивления горных пород; Боковой каротаж (БК) — разновидность КС экранированными электродами и их микрозондовые модификации КС МЗ и БК МЗ; Применяются различные виды токовых каротажей ТК.К электрическим так же можно отнести индукционный каротаж ИК-измерение удельной проводимости горных пород при помощи катушек индуктивности. Метод измерения и интерпретации естественных электрических потенциалов горных пород в скважинах или каротаж методом самопроизвольной поляризации(ПС).

Относительно ПС. В Узбекистане при исследовании скважин методом ПС перед двумя разрушительными землетрясениями в районе города Газли были замечены отклонения диаграмм ПС.

Электрический каротаж не фокусированными зондами

Методы электрического каротажа, основанные на дифференциации горных пород по УЭС, называют методами сопротивления. Их реализуют с помощью измерительных установок — зондов. Существуют не фокусированные и фокусированные зонды. Электрический каротаж не фокусированными зондами получил название метода кажущегося сопротивления (КС). Обычно зонды КС трех электродные. Четвёртый электрод заземляют на поверхности. Два электрода, обозначаемые буквами А и В, соединяют с генератором тока, два других — М и N — включают на вход измерителя разности потенциалов. Иногда в скважину помещают все четыре электрода или только два А и М. Электроды А и В питают переменным током низкой частоты, что позволяет исключить влияние на измеряемый сигнал постоянных или медленно меняющихся потенциалов электрохимического происхождения. Поскольку диапазон частот, применяемых в методе КС, как и в других электрических методах, не превышает нескольких сотен герц, теория метод базируется на законах постоянного тока. Существуют следующие модификации метода КС: вертикальное профилирование одиночными зондами, боковое каротажное зондирование, микрозондирование, резистивиметрия. Две первые модификации можно называть макро-, две последние микромодификациями. Условно к макромодификациям метода КС относят так же токовый каротаж. Прямая задача метода КС требует найти связь между известными параметрами породы скважины, источников тока и измеряемыми значениями и . Где — кажущиеся УЭС пропорциональное показанию первой производной градиент-потенциала зонда, — кажущиеся УЭС идеального градиент-зонда. Для решения этой задачи применяют аналитические методы, методы физического и математического моделирования.

Методы электрического каротажа с фокусированными зондами

Влияние скважины и вмещающих пород может быть в значительной степени преодолено за счёт применения фокусированных зондов. Метод, основанный на применении зондов с фокусированной системой питающих электродов, называют боковым каротажем (БК). Существуют его 7-ми, 9-ти и 3-х электродные модификации. Рассмотрим 7-ми электродный зонд. Линии тока растекаются от трех точечных питающих электродов, напряжение на которые подано в одинаковой фазе. Видно, что применение такой системы позволяет не только сфокусировать ток центрального электрода в пласт, но и обеспечить высокую разрешающую способность по вертикали. Семи электродные зонды предназначены преимущественно для изучения неизменной части пласта. Наряду с этим существуют 9-ти электродные зонды, предназначенные для изучения зоны проникновения. Трудности создания сложных электронных устройств в ограниченных габаритах скважинного прибора привели к распространению трех электродных зондов БК, не требующих применения автоматических компенсаторов и управляемых генераторов. Боковой микро каротаж (БМК) основан на применении микро зондов с фокусировкой тока. Показания зондов БМК менее искажены влиянием глинистой корки и промывочной жидкости (ПЖ). Скважинные приборы, содержащие несколько расположенных по окружности прижимных устройств, на каждом из которых размещен зонд БМК, называют пластовыми наклономерами.

В благоприятных условиях метод БК позволяет осуществить детальное расчленение разреза, оценить его литологию, выделить пласты-коллекторы, определить их коллекторские свойства. При отсутствии зоны проникновения или понижающей зоне эффективность БК значительно выше, чем у метода КС.

Ядерно-геофизические методы

К ним относятся различные виды каротажа основанные на изучении естественного гамма-излучения и взаимодействия вещества горной породы с наведенным ионизирующим излучением.

Гамма-каротаж (ГК) — один из комплексов методов исследований скважин радиоактивными методами. ГК исследует естественную радиоактивность горных пород по стволу скважин.

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

Гамма-гамма каротаж-(ГГК) основан на измерении характеристик гамма-излучения, возникающего при облучении горных пород внешними источниками гамма-излучения.

Сейсмоакустические методы. Акустический каротаж

Акустическим каротажем (АК) называют методы изучения свойств горных пород по измерениям в скважине характеристик упругих волн ультразвуковой (выше 20 кГц) и звуковой частоты. При АК в скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в ней и в окружающих породах и воспринимаются приемниками, расположенными в той же среде.

Газовый каротаж основан на анализе содержания в буровом растворе газообразных или летучих углеводородов.

Измерение и интерпретация температурного режима в скважине с целью определения целостности колонны; зон цементации и рабочих горизонтов скважины. Производится скважинным термометром. К этому виду можно отнести и исследования СТИ-самонагревающимся термоиндикатором применяемым при термоиндуктивной расходометрии.

Кавернометрия — измерения, в результате которых получают кривую изменения диаметра буровой скважины с глубиной — кавернограмму. Кавернограммы используются в комплексе с данными др. геофизических методов для уточнения геологического разреза скважины, дают возможность контролировать состояние ствола скважины при бурении; выявлять интервалы, благоприятные для установки герметизирующих устройств; определять количество цемента, необходимого для герметизации затрубного пространства при обсадке скважины колонной труб. Для составления кавернограмм используются каверномеры.

Так же в состав ГИС входят и другие виды работ:Различные перфорационные и взрывные работы; Работы по ГРП-гидроразрыву пласта; Свабирование(от англ. SWAP)-возбуждение скважины или откачка из неё жидкости посредством вакуумного поршня-SWAPа; Инклинометрия-определение ориентации скважины в пространстве; Различные методы опробования пластов и отбора грунта.

Контроль за разработкой нефтяных и газовых месторождений

Существует много методов исследования скважин н технических средств для их осуществления. Все они предназначены для получения информации об объекте разработки, об условиях и интенсивности притока нефти, воды и газа в скважину, об изменениях, происходящих в пласте в процессе его разработки. Такая информация необходима для организации правильных, экономически оправданных процессов добычи нефти, для осуществления рациональных способов разработки месторождения, для обоснования способа добычи нефти, выбора оборудования для подъема жидкости из скважины, для установления наиболее экономичного режима работы этого оборудования при наиболее высоком коэффициенте полезного действия.

В процессе выработки запасов нефти условия в нефтяной залежи и в скважинах изменяются. Скважины обводняются, пластовое давление снижается, газовые факторы могут изменяться. Это заставляет постоянно получать непрерывно обновляющуюся информацию о скважинах и о пласте или нескольких пластах, являющихся объектом разработки. От наличия такой достоверной информации зависит правильность принимаемых решений по осуществлению на скважинах или на объекте разработки или на отдельных частях такого объекта тех или иных геолого-технических мероприятий.

Геофизические методы исследования. Из всех методов исследования скважин и пластов следует выделить особый комплекс геофизических методов. Они основаны на физических явлениях, происходящих в горных породах и насыщающих их жидкостях при взаимодействии их со скважинной жидкостью и при воздействии на них радиоактивного искусственного облучения или ультразвука.

Увеличение чувствительности скважинных термометров и уменьшение их тепловой инерции еще больше расширит круг промысловых задач, решаемых с помощью термометрии.

Гидродинамические методы исследования. Они основаны нa изучении параметров притока жидкости или газа к скважине при установившихся или при неустановившихся режимах ее работы. К числу таких параметров относятся дебит или его изменение и давление или его изменение. Поскольку при гидродинамических методах исследования процессом охватывается вся зона дренирования, то результаты, получаемые при обработке этих данных, становятся характерными для радиусов, в сотни раз превышающих радиусы охвата при геофизических методах.

при забойной зоны.

Техника для гидродинамических исследований скважин зависит от способа эксплуатации (фонтан, газлифт, ПЦЭН, ШСН), который накладывает известные технические ограничения на возможности этого метода.

Скважинные дебитометрические исследования дают важную информацию о действительно работающей толщине пласта, о долевом участии в общем дебите отдельных пропластков, о результатах воздействия на те или иные пропластки с целью интенсификации притока или увеличения поглотительной способности скважин. Эти исследования, как правило, дополняются одновременным измерением влагосодержания потока (% воды), давления, температуры и их распределением вдоль ствола скважины.

Скважинные дебитометрические исследования проводятся специальными комплексными приборами типа «Поток». Все гидродинамические и дебитометрические исследования сравнительно легко осуществляются в фонтанных, газлифтных и нагнетательных скважинах, так как при этом доступ к забою через НКТ открыт и спуск приборов на забой не составляет больших технических трудностей. При других способах эксплуатации (ПЦЭН, ШСН) спуск измерительного прибора через НКТ невозможен, поэтому исследование таких скважин (а их подавляющее большинство) связано с техническими трудностями и имеет особенности.

Вопрос 1. Основные методы геофизических исследований скважин

Геофизические методы исследования разрезов скважины основаны на изучении горных пород по их физическим свойствам.

К геофизическим методам исследования скважин относят:

различные методы каротажа, проводимые для исследования с целью определения характера пройденных скважиной пластов;
методы контроля тектонического состояния скважины.

В настоящее время насчитывается более 30 методов геофизического исследования скважин, из них более 25 методов каротажа, при осуществлении которых применяют около 50 зондов, т.е. установок, служащих для измерения кажущегося сопротивления и содержащих несколько электродов, различающихся как размерами, так и назначением.

К наиболее распространенным методам относятся:

электрический каротаж,
гамма-каротаж (ГК),
нейтронный гамма-каротаж (НГК),
гамма-гамма-каротаж (ГГК).

Электрический каротаж- способ измерения кажущегося удельного сопротивления (КС) пород и потенциала самопроизвольного возникающего электрического поля (ПС) вдоль ствола скважины и получение кривых, показывающих изменение этих двух величин.

Гамма-каротаж- основан на различной степени естественной радиоактивности горных пород, которые содержат наибольшее количество радиоактивных элементов в рассеянном состоянии. Так радиоактивность пород отличается по силе излучения, т.о. по ее значению можно судить о характере исследуемых пород.

Гамма-каротаж, нейтронный гамма-каротаж и гамма-гамма-каротаж можно применять в незакрепленной скважине обсадной колонной, так и в закрепленной скважине, т.к. гамма лучи проникают сквозь металл. Поэтому эти методы особенно ценны при исследовании скважин, в том числе и тех, в которых электрокаротаж не был использован.

Геофизические методы исследования широко применяют для контроля тектонического состояния скважин и решения ряда других задач, возникающих при бурении, эксплуатации и капитальном ремонте скважин.

Также наряду с этими ГИС при ремонте скважин проводятся следующие исследования: АКЦ, СГДТ, РГД и др.

· Контроль за РИР при наращивании цементного кольца за эксплуатационной колонной, кондуктором, креплении слабосцементированных пород в призабойной зоне пласта осуществляют акустическим или гамма-гамма-цементомером по методике сравнительных измерений до, и после проведения изоляционных работ. Для контроля качества цементирования используется серийно выпускаемая аппаратура типа АКЦ. В сложных геолого-технических условиях обсаженных скважин получению достоверной информации будет способствовать использование аппаратуры широкополосного акустического каротажа АКШ .

· Для контроля глубины спуска в скважину оборудования (НКТ, гидроперфоратора, различных пакерирующих устройств), интервала и толщины отложения парафина, положения статического и динамического уровней жидкостей в колонне, состояния искусственного забоя обязательным является исследование одним из стационарных нейтронных методов (НГК, ННК) или методом рассеянного гамма-излучения (ГГК).

· Геофизические исследования при ремонте нагнетательных скважин в интервале объекта разработки проводят для оценки

· герметичности заколонного пространства,

· контроля за качеством отключения отдельных пластов.

Эти задачи решают замером высокочувствительным термометром и гидродинамическим расходомером, закачкой радиоактивных изотопов. Факт поступления воды в пласты, расположенные за пределами интервала перфорации, может быть установлен по дополнительным исследованиям ИНМ при минерализации пластовой воды более 50 г/л.

· Результаты ремонтных работ с целью увеличения и восстановления производительности и приемистости, выравнивания профиля приемистости, дополнительной перфорацииоценивают по сопоставлению замеров высокочувствительным термометром и гидродинамическим расходомером, которые необходимо проводить до и после завершения ремонтных работ.

· Для определения интервалов перфорации и контроля за состоянием колонны применяют

Методы исследования скважин

Для изучения перечисленных параметров применяются геофизические, газогидродинамические, лабораторныеметоды исследования. При комплексном использовании эти методы дополняют друг друга и позволяют получить наиболее достоверные сведения и выяснить связь между отдельными параметрами и факторами, влияющими на них.

Геофизическимиметодами исследуются отложения и в том числе продуктивные, непосредственно прилегающие к стволу скважины. В необсаженных скважинах с помощью геофизики выделяют газонасыщенные, водонасыщенные и нефтенасыщенные интервалы, кровлю и подошву продуктивного пласта, определяют пористость, газонасыщенность, эффективную мощность, положение контакта газ-вода и другие параметры.

Эти же параметры определяются ядерно-геофизическими методами в обсаженных скважинах в процессе разработки.

Существенным достижением промысловой геофизики является широкое применение дебитометрии и термометрии, с помощью которых в эксплуатационных газовых скважинах под давлением выделяют работающие интервалы, определяют дебиты отдельных интервалов, коэффициенты фильтрационного сопротивления, проницаемость, пьезопроводность и другие параметры. Применяют:

- нейтронный гамма-каротаж - НТК,

- нейтрон-нейтронный каротаж - ННК,

- импульсный нейтрон-нейтронный каротаж - ИННК.

Газогидродинамическиеметоды исследования. Сюда относятся:

- снятие после остановки скважины кривой восстановления давления (КВД);

- снятие кривых стабилизации давления (КСД) и дебита при пуске
скважины в работу на определенном режиме;

-снятие индикаторной кривой, отражающей зависимость между Р_заб. и Q при работе скважины на различных режимах.

В каком бы состоянии скважина ни находилась, с нее всегда можно получить информацию. Если она длительное время простаивает, то можно определить Р_пл - пластовое давление, которое используется при обработке результатов исследования при стационарных и нестационарных режимах фильтрации. Если она длительное время эксплуатируется, то ее дебит используется при обработке очередной КВД. Если скважину только что остановили, то снимается КВД, если только пустили в работу, то снимаются кривые стабилизации давления и дебита.

Помимо основных параметров Р, t, Q замеряются межколонные давления и их изменения. Такие замеры позволяют изучить межколонные перетоки газа, герметичность скважины, перетоки газа в вышележащие пласты.

Таким образом всегда получают информацию, используемую в дальнейшем. Поэтому весь процесс исследования скважины должен фиксироваться во времени.

Лабораторныеметоды исследования. Сводятся в основном к изучению физико-химических свойств пластовых флюидов путем отбора соответствующих проб и последующего их лабораторного анализа. Эти данные необходимы для подсчета запасов газа и конденсата, оценки потерь конденсата, определения товарных свойств продукции месторождения, оценки количества вторгаемой воды в газовую залежь.

Параметры пласта, изученные по керновому материалу, (пористость, газонасыщенность, проницаемость) носят точечный характер и их трудно распространить на все месторождение.

Имеющиеся методы получения информации о пласте и скважине можно условно разделить на две группы:

1.Прямые методы, изучающие непосредственно образцы породы
(керн) и продукцию пласта (пробы флюидов). К числу прямых также от
носятся кавернометрия, термометрия, газовый каротаж, изучение шлама.

2.Косвенные методы, изучающие физические свойства пласта и получаемой продукции с помощью установления связи этих свойств с другими параметрами, измеряемыми различными методами - геофизическими, термометрическими, газогидродинамическими.

Комплексное использование этих методов позволяет качественней надежно определить исходные параметры, необходимые при подсчете запасов, проектировании разработки залежей, установлении оптимального технологического режима работы скважин.

Нефть, Газ и Энергетика

К наиболее распространенным методам относятся:

Электрический каротаж - способ измерения кажущегося удельного сопротивления (КС) пород и потенциала самопроизвольного возникающего электрического поля (ПС) вдоль ствола скважины и получение кривых, показывающих изменение этих двух величин.

Гамма-каротаж - основан на различной степени естественной радиоактивности горных пород, которые содержат наибольшее количество радиоактивных элементов в рассеянном состоянии. Так радиоактивность пород отличается по силе излучения, т.о. по ее значению можно судить о характере исследуемых пород.

Нейтронный гамма-каротаж проводят следующим образом. В скважину вместе с ионизационной камерой спускают радиоактивный источник. Нейтроны источника, проникая сквозь колонну скважины, бомбардируют ядра атомов элементов горных пород, окружающих ствол скважины, и вызывают их повышенную активность, которая отмечается ионизационной камерой. Вылетающие из источника нейтроны в результате столкновения с ядрами атомов породы замедляют движение и конечном итоге захватываются ими. Захват нейтронов ядрами атомов породы сопровождается гамма-излучением, называемым вторичным. В зависимости от свойств породы замедление и захват нейтронов, а соответственно и интенсивность вторичного гамма-излучения в области расположения индикатора изменяется. Обычно гамма-каротаж и нейтронный гамма-каротаж осуществляются одновременно.

Гамма-гамма-каротаж (рассеянное гамма-излучение) основан на определении интенсивности гамма-излучения от источника гамма-квантов, укрепленного в скважинном приборе на некотором расстоянии от индикатора гамма-излучения. Горные породы вследствие их различной плотности поглощают гамма-излучени от источников в различной степени, а именно: плотные породы сильнее, а породы, обладающие меньшей плотностью, слабее. Поэтому плотные породы на диаграммах ГГК отличаются пониженными показаниями, а менее плотные - повышенными.

Нефть, Газ и Энергетика

- импульсный нейтрон-нейтронный каротаж - ИННК в контрольных (неперфорированных)
скважинах;

- термометрия;

- НКТ-50 (нейтронный каротаж по тепловым нейтронам).

По положению ВНК и ГНК устанавливаются контуры нефтеносности и газоносности.

Контроль за техническим состоянием и работой скважин:

Ликвидация аварий в процессе эксплуатации и ремонта скважин:

ликвидация парафиновых и гидратных пробок (электропрогрев);
определение места прихвата подземного оборудования, торпедирование или отстрел прихваченного оборудования.

Увеличение дебита и приемистости скважин: дополнительная перфорация, обработки ТГХВ, СГТК.

Читайте также: