Геофизические исследования действующих скважин

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ........................................................................................................... 2

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................4

1 Теоретические основы методов геофизических исследований скважин.........7

1.1 Радиоактивные методы……...........................................................................8

1.2 Скважный-гамма-дефектоскоп-толщинометр (СГДТ)..................................8

1.3 Сейсмоаккустические методы…………………………………………………9

1.4 Свабирование…………………………………………………………………..9

1.5 Локатор муфт………………………………………………………………….10

1.6 Электротермометр………………………………………………………..…. 10

1.7 Высокочувствительная термометрия..........................................................12

1.8 Баромометрия...............................................................................................12

1.9 Метод механической расходометрии..........................................................13

1.10 Метод влагометрии (диэлькометрия)........................................................14

1.11 Метод индукционной резистивиметрии....................................................15

1.12 Комплексные методы.................................................................................16

1.12.1 Определение профилей притока и состава жидкости добывающих и приемистости нагнетательных скважин.............................................................16

1.12.2 Определение технического состояния эксплуатационной колонны…....17

2. Геологические основы......................................................................................20

2.1 Геологическое истолкование результатов и комплексная интерпретация материалов ГИС....................................................................................................20

3 Общие сведения по геологическому строению месторождения......................................................................................................23

4 Обоснование постановки геофизических исследований скважин.................25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................................................27

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ................................................28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Геофизические методы исследований — это научно-прикладной раздел геофизики, предназначенный для изучения верхних слоев Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, инженерно-геологических, гидрогеологических, мерзлотно-гляциологических и других изысканий и основанный на изучении естественных и искусственных полей Земли. Геофизика, находясь на стыке нескольких наук (геологии, физики, химии, математики, астрономии и географии), изучает происхождение и строение различных физических полей Земли и протекающих в ней и ближнем космосе физических процессов. Ее подразделяют на физику Земли, включающую сейсмологию, земной магнетизм, глубинную геоэлектрику, геодезическую гравиметрию, геотермию; геофизику гидросферы (физику моря); геофизику атмосферы и космоса и геофизические методы исследования, называемые также региональной, разведочной и скважинной геофизикой. Предметом исследования научно-прикладных разделов геофизики является осадочный чехол, кристаллический фундамент, земная кора и верхняя мантия с общей глубиной до 100 км.

Методы геофизических наблюдений в скважинах и способы интерпретации полученных данных образовали особую область исследований. Существенной отличительной особенностью ГИС является то, что измерения производятся не на земной поверхности, а в скважине, т. е. по вертикальным профилям.

Бурение скважин дает возможность геологам получать непосредственную информацию о стратиграфии, фациальном составе, литологии, тектоническом строении и многих других особенностях изучаемой территории. Анализируя скважинные данные, мы узнаем о непрерывном распределении петрофизических свойств горных пород и их стратиграфической приуроченности к определенным отражающим горизонтам. При изучении геологических разрезов скважин современная геологическая служба располагает большим числом различных методов исследования, основанных на изучении петрофизических характеристик пород.

Изучение разреза нижних структурных этажей, в том случае, если они не выходят на дневную поверхность и к ним приурочены важные полезные ископаемые, проводится при помощи бурения опорных и параметрических скважин.

Бурение опорных скважин проводится с целью вскрыть типичные разрезы крупных регионов или структурно-фациальных зон, параметрических — обычно для геологической интерпретации геофизических материалов.

При обработке материалов из опорных и параметрических скважин решаются многие задачи, важнейшими среди которых являются:

1. Изучение вещественного  состава, условий залегания и  мощности пород, вскрытых скважиной.

2. Выделение в разрезе  стратиграфических подразделений  и установление их возраста.

3. Корреляция выделенных  стратиграфических подразделений  со вскрытыми соседними скважинами  или обнажающимися на поверхности  в смежных регионах.

4. Установление необходимых  для интерпретации физических  свойств разреза, выделение каротажных  реперов и привязка отражающих  сейсмических горизонтов к разрезу [1].

Актуальность

В последние годы в нефтяной отрасли РФ наблюдалось падение добычи нефти. Одной из причин этого является высокая обводнённость добываемой продукции на большинстве нефтяных месторождений страны. Снижение темпов падения добычи может быть достигнуто за счёт быстрого ввода в эксплуатацию скважин, выходящих из бурения и повышения эффективности и уменьшения сроков капитального ремонта скважин, а также проведение мероприятий по интенсификации добычи. Важнейшее значение имеет оптимизация процесса добычи нефти по месторождениям.

Все указанные меры, способствующие снижению темпов падения добычи, эффективны при условии их информационного обеспечения методами промысловой геофизики. Без геофизического контроля эксплуатации месторождений и отдельных скважин невозможно как рациональное управление процессом разработки в целом, так и решение оперативных вопросов по выбору режимов работы скважин и их ремонту. В связи с этим в настоящее время наблюдается рост объёмов информационных услуг, оказываемых геофизическими предприятиями в процессе эксплуатации и капитального ремонта скважин. Объединяющим признаком такого рода услуг является то, что они связаны с проведением геофизических исследований действующих скважинах (далее ГИДС) [2].

Цель курсовой работы 

Рассмотреть геофизические методы исследования эксплуатационных скважин. В частности рассмотреть пример определения технического состояния эксплуатационной колонны скважины №600 Красноярского месторождения при использовании комплексного скважинного прибора КСП16М5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Теоретические основы методов геофизических исследований скважин

Геофизические методы исследования скважин - комплекс физических методов, используемых для изучения горных пород в околоскважинном 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.

Геофизические методы исследования скважин служат для получения геологической документации разрезов скважин, выявления и промышленной оценки полезных ископаемых, осуществления контроля за разработкой нефтяных и газовых месторождений, изучения технического состояния скважин и т.д. С этой целью по данным ГИС изучают в скважинных условиях физические свойства горных пород. Методы ГИС подразделяются на электрические, радиоактивные, акустические, магнитные, термические и т.п. Геофизические методы позволяют представить разрезы скважин комплексом физических характеристик, таких, как удельное электрическое сопротивление, радиоактивность, теплопроводность изучаемых сред, скорость распространения упругих волн в них и т.п. Основным документом для геологической службы является литологостратиграфическая колонка, содержащая результаты интерпретации материалов ГИС и сведения о положении границ пластов и их толщине, лито- логической характеристике каждого пласта, наличии коллекторов, характере флюида, заполняющего поровое пространство продуктивных пластов (нефть, газ, вода), и др. Окончательный результат геофизических исследований представляется такими физическими параметрами, изучаемыми методами ГИС, как пористость, проницаемость, глинистость пород, коэффициент нефтегазонасыщения порового пространства. Оценка этих параметров и составляет один из важнейших этапов процесса интерпретации геофизических данных. Интерпретация, в свою очередь, может быть качественной, если, например, определяется литологический состав породы, и количественной, если оценивается количество содержащегося в породе того или иного компонента (глины, нефти, газа и др.). Методы ГИС используются также при контроле технического состояния скважин и при исследовании действующих скважин в процессе разработки нефтегазовых месторождений. За последнее время широкое распространение получила интерпретация данных ГИС с помощью ЭВМ и персональных компьютеров.

Исследования ведутся при помощи геофизического оборудования. При геофизическом исследовании скважин применяются все методы разведочной геофизики [3].

1.1 Радиоактивные 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. После облучения регистрируются ответные излучения: либо гамма-излучение, возникшее при радиационном захвате нейтрона ядром вещества породы (нейтронный гамма-каротаж), либо поток нейтронов первичного излучения дошедших до детектора-методы ННК (нейтрон-нейтронный каротаж).

Оба метода можно использовать при определении водородосодержания в породе, её пористости.

Гамма-гамма каротаж (ГГК) основан на измерении характеристик гамма-излучения, возникающего при облучении горных пород внешними источниками гамма-излучения [3].

1.2 Скважинный гамма-дефектоскоп-толщиномер (СГДТ)

Аппаратура СГДТ-НВ является комплексной аппаратурой для контроля качества цементирования скважины методами радиометрии как для обычных, так и для сложных геолого-технических условий крепления скважины с использованием облегченных и аэрированных тампонажных смесей. В основу разработки положено три метода радиометрии: гамма-гамма, нейтрон-нейтрон и гамма-метод. Позволяет с высокой достоверностью определить:

- наличие, плотность и  однородность тампонажных смесей в затрубном пространстве;

- наличие каналов в  цементном камне;

- объемную и скелетную  плотность аэрированных тампонажных смесей;

- степень аэрации аэрированных  тампонажных смесей;

- эксцентриситет обсадной  колонны в скважине;

- толщину стенки обсадной  колонны;

- осуществлять «привязку»  всех полученных данных к муфтам  колонны и геологическому разрезу  скважины.

Аппаратура СГДТ-НВ позволяет проводить исследования в нефтяных и газовых скважинах, обсаженных колоннами 146-168 мм, глубиной до 5000 м и температурой до 120 °С, давлении 60 МПа и углами наклона до 50°, независимо от технологии цементирования и состава тампонажных смесей [7].

1.3 Сейсмоакустические методы

Акустическим каротажом (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 [4].

 

1.4 Свабирование

При свабировании уровень жидкости в скважине понижается с помощью поршня (сваба) с одной или несколькими манжетами, работающими по принципу обратного клапана. Сваб контактирует непосредственно с насосно-компрессорной трубой (НКТ), и в сочетании с канатным подъемом это обеспечивает возможность сверхдлинноходовой откачки жидкости. За один раз сваб может поднять столб жидкости высотой более 800 м. Периодическим спуском и подъемом сваба постепенно достигается необходимое для вызова притока продукции гидростатическое давление на забой. При этом полностью исключается возможность проникновения промывочных жидкостей в продуктивные пласты. Изменение уровня жидкости после каждого цикла свабирования характеризует состояние призабойной зоны пласта (ПЗП). Если восстановление уровня в скважине идет гораздо медленнее, чем отбор, это может быть связано как с геологическими условиями (низкие параметры коллектора, снижение пластового давления и т. п.) , так и с технологическими (загрязнение ПЗП продуктами фильтрации нефти, наличие зон кольматации) , что встречается гораздо чаще. 
 
Свабирование, в противоположность тартанию с помощью классических насосов (штангового, электроцентробежного и др.) , не может применяться для постоянной откачки, т. к. не отличается длительной надежностью. Однако свабировочное оборудование имеет высокую мобильность и легко монтируется, поэтому эта технология незаменима там, где требуется кратковременная откачка в течение нескольких часов или суток [8].

1.5 Локатор муфт (ЛМ)

 Относится к геофизическим методам исследования обсаженных скважин и м.б. использовано для определения муфтовых соединений колонн труб, а также мест их локальных разрушений. Цель изобретения - повышение радиальной чувствительности локатора.

Магнитный локатор муфт (МЛМ) применяется для исследования нефтегазодобывающих, нагнетательных и других скважин, в том числе оснащенных НКТ. Работает с любым оборудованием, способным принимать и обрабатывать аналоговые сигналы.

 Модуль магнитного  локатора муфт не требует питания  электрическим током, при совместной  работе с другими скважинными  геофизическими приборами, напряжение  питания последних не должно  превышать 200 вольт.

 

 Модуль локатора муфт работает с любым геофизическим кабелем длиной до 5000 метров , изготавливается из коррозийно-стойкой стали в двух вариантах:

МЛМ 36-1 - диаметром 36 мм на рабочее давление 40 МПа;

МЛМ 38-1 - диаметром 38 мм на рабочее давление 60 Мпа [8].

1.6 Электротермометр

Применяют для определения места притока посторонней воды или газа, измерения и интерпретации температурного режима в скважине с целью определения целостности колонны; зон цементации и рабочих горизонтов скважины. К этому виду можно отнести и исследования СТИ-самонагревающимся термоиндикатором применяемым при термоиндуктивной расходометрии.