Электрокаротаж в открытом стволе скважины

Электрический каротаж

Электрический каротаж. Электрокаротаж представляет собой непрерывную запись электрических свойств, вскрываемых скважиной: отложений и содержащихся в них флюидов. Измерения производятся в необсаженной трубами части ствола скважин, бычно при вращательном способе бурения, когда ствол заполнен буровым раствором. Они осуществляются с помощью скользящих электродов, помещенных в изолированную трубку, называемую зондом, которая опускается в скважину. Электроэнергия, вырабатываемая установленным на поверхности земли генератором, по одной из жил кабеля передается вниз к соответствующему электроду, который сообщает ее окружающим породам; в то же время соседние электроды, соединенные с другими жилами кабеля, принимают поступающий из пород заряд и направляют его к поверхности, где он фиксируется на ленте светочувствительной бумаги, которая движется синхронно с зондом,  перемещающимся во стволу скважины. Расстояние между принимающими заряд электродами в зонде (разнос электродов) меняется в зависимости от геологических особенностей и стратиграфических условий [т.е. литологического состава отложений] района бурения.

Впервые электрокаротаж был применен на небольших французских месторождениях нефти в Пешельбронне. В Венесуэле этот метод геофизических исследований скважин применяется с 1929 г., а вскоре он появился и в СССР, где быстро получил широкое распространение. В 1931 г. он был внедрен в Румынии, после чего стал использоваться во всех нефтедобывающих регионах земного шара. В настоящее время проводится электрокаротаж любой скважины, пробуренной вращательным способом. В зависимости от конкретных условий каротаж одних скважин производится на разных стадиях бурения, других ‑ только после его завершения.

Электрокаротаж стал самым эффективным геологическим методом исследований. Промысловые геологи и инженеры настолько свободно владеют им, что при построении геологических профилей и схем корреляции для выяснения вопросов стратиграфии и структурных особенностей тех или иных отложений пользуются обычно исключительно данными электрокаротажа. Электрокаротажная диаграмма не может полностью заменить данные литологического и палеонтологического изучения разреза, но несет в себе дополнительную информацию относительно вскрываемых скважиной пород и заключенных в них флюидов. Каждый из описанных видов исследования скважин дополняет другие методы. Электрокаротаж применяется главным образом для корреляции отложений, пройденных различными скважинами, установления и измерения их пористости и выявления характера пластовых флюидов. За короткий период со времени внедрения этого метода в практику нефтепромысловых работ интерпретация данных электрокаротажа выросла из технической дисциплины в науку.

С помощью электрокаротажа определяются два геофизических параметра пройденных толщ пород и сопутствующих им флюидов: электрический потенциал и удельное электрическое сопротивление.

Электрический потенциал 

Диаграмму электрического потенциала вскрытых скважиной пород называют также кривой спонтанного потенциала, или кривой естественной поляризации, и обозначают индексом ПС (PS). Ее обычно помещают на левой стороне отпечатанной каротажной ленты. Значения ПС выражаются в милливольтах и отсчитываются от осевой линии, располагающейся близ центра электрокаротажной диаграммы. Породы с повышенным электрическим потенциалом отображаются отрезками кривой, отходящими на разные расстояния влево по шкале в милливольтах. Считается, что электродвижущая сила, вызывающая ток ПС, который измеряется при проведении соответствующего вида каротажа, возникает в результате развития двух физических процессов ‑ электрофильтрации и электроосмоса. Электрические потенциалы, возникающие как следствие этих процессов, в большинстве случаев суммируются, и потому наложение их увеличивает амплитуду кривой ПС.

Электродвижущая сила, обусловленная процессами фильтрации, считается по своей природе электрокинетической. Она прямо пропорциональна давлению и электрическому сопротивлению фильтрующейся жидкости и обратно пропорциональна ее вязкости. Этой жидкостью является вода бурового раствора, который находится в стволе скважины; она представляет собой электролит, легко фильтрующийся через проницаемый твердый диэлектрик в пористые породы стенок скважины. Гидростатическое давление бурового раствора обычно превышает пластовое давление в проницаемых горизонтах, и поэтому часть воды бурового раствора фильтруется в окружающие породы через глинистую корку на стенках скважины. Проявление электродвижущих сил фиксируется прежде всего там, где разность давлений максимальна, т.е. на глубинах залегания проницаемых пород. Фильтрация воды из скважины в окружающие пласты создает отрицательный потенциал, а фильтрация в обратном направлении ‑ из пород в скважину ‑ приводит к возникновению положительного потенциала; чем выше скорость фильтрации, тем больше разность потенциалов. В тех случаях, когда давление жидкостей в пласте и скважине одинаково, никакого тока, обусловленного фильтрацией, не обнаруживается, и кривая ПС расположится у нулевой линии даже на уровне вскрытых пористых пород. На практике обычно происходит движение жидкости из скважины в окружающую среду, и потому электрический потенциал, как правило, отрицательный.

Вторая причина, определяющая возникновение самопроизвольной поляризации, а именно электроосмос, относится к явлениям электрохимическим. Когда два электролита контактируют между собой, возникает электродвижущая сила. В буровой скважине такими электролитами являются буровой раствор и минерализованная вода вскрываемых пород. В большинстве случаев пластовые воды на разных глубинах характеризуются различной минерализацией. При различии в минерализации бурового раствора и пластовых вод генерируется электродвижущая сила. Если концентрация солей, или минерализация воды, в пласте выше, чем в буровом растворе, электрический ток течет из скважины в окружающие породы, и против пористой зоны (по сравнению с горизонтом развития глинистых пород) будет отмечаться отрицательная аномалия. При каротаже скважин чаще всего наблюдается именно такая картина. Если же солености пластовых вод и глинистого раствора одинаковы, никакого электрического потенциала, связанного с явлением электроосмоса, не образуется. И, наконец, когда минерализация бурового раствора превышает соленость пластовых вод, что бывает после вскрытия скважиной пластов каменной соли, электрический ток движется к скважине, и против зоны развития пористых отложений (по сравнению с глинистыми породами) будет наблюдаться положительная аномалия самопроизвольной поляризации.

Второстепенной причиной возникновения электрического потенциала в проходимых скважиной породах может стать избирательная (полярная) адсорбция заряженных ионов некоторыми входящими в состав пород минералами, в особенности глинистыми.

Таким образом, диаграмма самопроизвольной поляризации, получаемая при электрометрическом исследовании скважин, представляет собой результат совместного проявления процессов электрофильтрации, электроосмоса и адсорбции ионов.

Обычно при бурении поддерживают более высокое гидростатическое давление промывочной жидкости в скважине, чем пластовое давление; поскольку же концентрация солеи в пластовых водах, как правило, превышает соленость воды бурового раствора, то действие обоих этих факторов суммируется, а их общий эффект выражается соответствующей алгебраической суммой. Лишь в исключительных случаях, например при вскрытии соленосных отложений, глинистый раствор может стать более минерализованным, чем пластовая вода. В таких условиях эффект самопроизвольной поляризации может стать положительным. Залегающим на небольшой глубине и насыщенным пресной водой песчаным породам могут соответствовать близкие к нулю или незначительные величины естественного потенциала. Бывает также, что залегающий на большой глубине песчаный пласт с высоким давлением и находящийся на грани фонтанирования характеризуется низкими начениями самопроизвольной поляризации, а иногда и отсутствием электрического потенциала; это объясняется частичным перетоком воды из песчаника в скважину и связанным с этим ослаблением эффекта электрофильтрации. В неглубоко залегающих песчаных породах, содержащих артезианскую воду, поступающую в скважину, эффект элекрофильтрации может стать обратным.

Удельное электрическое сопротивление 

Породы сильно различаются но своей электропроводности и удельному электрическому сопротивлению. Эти различия обусловлены преимущественно насыщающими породы флюидами, такими, как вода, нефть и газ, которые содержатся в пористых и проницаемых разностях. Сухие породы являются диэлектриками. Флюидами, содержащимися в породах, являются:

• адсорбированная или связанная вода, которая заключена в мельчайших порах сланцев и глин и неспособна к циркуляции из-за низкой проницаемости вмещающих пород
• пресная или соленая вода, свободно циркулирующая в проницаемых породах (плотные породы, такие, как граниты, кварциты, гнейсы, мрамор, гипс, ангидрит, каменная соль и уголь, имеют столь незначительную пористость и соответственно влагонасыщенность, что относятся к очень плохим проводникам электричества, обладающим высоким удельным электрическим сопротивлением)
• нефть и газ, занимающие ту или иную часть порового пространства породы

Вода, содержащая одну или несколько растворимых солей, является электролитом и может проводить электричество. Нефть и газ не относятся к диэлектрикам и обладают высоким удельным сопротивлением. Удельное сопротивление пород, как установлено при проведении каротажа скважин, зависит от степени их насыщения газом, нефтью и водой, концентрации солей в воде и физических свойств самих пород, особенно их пористости. В прежние годы при электрокаротаже скважин отдельные диаграммы удельного сопротивления составлялись одновременно для нескольких вариантов разноса электродов в зондах. Комплект зондов включал малый потенциал-зонд с разносом электродов от 20 дюймов до 7 футов и градиент-зонд с разносом электродов от 15 до 20 футов. Увеличение разноса электродов способствовало более глубокому проникновению электрического тока в окружающие породы ‑ на расстояние, куда уже не проникал фильтрат бурового раствора. В последнее время стал применяться индукционный каротаж (см. ниже), который вытеснил из употребления электрокаротажные измерения с помощью большого потенциал-зонда и градиент-зонда. Современный комплекс стандартного электрокаротажа является по существу «индукционно-электрическим» и состоит из диаграмм:

• удельной проводимости, а соответственно и удельного сопротивления, определенных индукционным способом
• удельного сопротивления, измеренного малым потенциал-зондом (с разносом электродов в 16 дюймов)
• электрического потенциала, или естественной поляризации (ПС)

Индукционный каротаж

При индукционном каротаже измерение удельного сопротивления (или удельной проводимости), вскрываемых скважиной пластов производится посредством пропускания сквозь них индукционного тока, который возбуждается в катушках, помещенных в зонде; при этом избегается контакт с буровым раствором. Генерируемые таким способом переменные магнитные поля создают вторичное магнитное поле в приемной катушке, также заключенной в зонде. Если силу тока в индукционных катушках поддерживать на постоянном уровне, то колебания магнитного поля в приемной катушке будут пропорциональны изменениям проводимости пластов. Индукционный каротаж может быть проведен в любой необсаженной скважине вне зависимости от типа заполняющей ее жидкости. Этот вид каротажа сначала использовался лишь для измерения проводимости пород при бурении скважин с помощью промывочных растворов на нефтяной основе, когда обычные способы определения удельного сопротивления оказывались непригодными. С течением времени было доказано общее превосходство этого метода над традиционными методами измерения удельного сопротивления с помощью глубоко проникающих токов и в скважинах, бурящихся на водном растворе. Индукционный каротаж характеризуется большим по сравнению с этими методами радиусом действия и благодаря своей повышенной фокусирующей способности обеспечивает более точное определение удельного сопротивления пород, слагающих тонкие прослои.

Микрокаротаж. Когда проходимые скважиной породы обладают значительно более высоким, чем буровой раствор, удельным сопротивлением (как, например, известняки), токи ПС замыкаются в глинистой корке, покрывающей стенки скважины, вследствие чего нельзя уловить детали изменения проницаемости вскрываемых пластов. В таких случаях применяется микрокаротаж, представляющий собой каротаж по методу сопротивления с разносом электродов в зонде всего на 1-2 дюйма. Электроды помещены в изолированный футляр, который прижимается во время измерений к стенкам скважины. Благодаря небольшому разносу электродов ток проникает в породы лишь на небольшое расстояние от стенок скважины.

Микросопротивление достигает высоких значений против непроницаемых пластов, так как удельное сопротивление их примерно в 50 раз выше, чем у глинистого раствора, а покрывающая стенки скважины глинистая корка здесь тонка; низкие значения микросопротивления соответствуют проницаемым пластам, поскольку буровой раствор, проникая в этих случаях на различную глубину в окружающие породы, формирует довольно мощную глинистую корку. Обычно применяются два варианта разноса электродов. При исследовании пористых и проницаемых зон величина удельного сопротивления, определенная большим зондом с разносом электродов, как правило, выше измеренной при помощи малого зонда. Эти различия обусловлены несовпадением глубин проникновения в породы токов, генерируемых разными зондами. При малом разносе электродов по существу измеряется удельное сопротивление бурового раствора; при большем разносе измеряется главным образом сопротивление самих пород и насыщающих их флюидов. Против проницаемых зон большой зонд фиксирует заполнение пород фильтратом бурового раствора, характеризующимся высоким сопротивлением; против слабопроницаемых слоев тот же зонд дает обычно меньшие показания, что объясняется насыщением этих отложенией пластовыми водами, отличающимися высоким содержанием ионов и низким удельным сопротивлением.

Боковой каротаж

Когда буровой раствор сильно минерализуется, его высокая электропроводность мешает изучению изменений проводимости исследуемых отложений. При использовании в подобных случаях метода, известного под названием бокового каротажа, буровой раствор предварительно сильно электризуется, что позволяет фокусировать ток в боковом направлении и обеспечить, таким образом, его проникновение в окружающие породы.

Боковой микрокаротаж объединяет в себе фокусирующие свойства бокового каротажа и малый разнос между электродами в зонде, свойственный микрокаротажу. В определенных условиях этот метод дает более детальные сведения о коллекторе, чем любой другой вид электрокаротажа.

Радиоактивный каротаж

Этот вид геофизических исследований скважин связан с двумя основными методами, один из которых, известный как гамма-каротаж, измеряет природную радиоактивность пород, а другой, называемый нейтронным каротажем, измеряет эффект бомбардировки пород нейтронами, испускаемыми искусственным источником. Изучение скважин обоими этими методами производится одновременно, но иногда гамма-каротаж сочетается с проведением электрокаротажа по методу удельного сопротивления. Зонд с помещенным внутри него измерительным прибором спускается в скважину на конце электрического кабеля, прикрепленного на поверхности к барабану лебедки, который движется синхронно с барабаном самописца. Радиоактивность пластов измеряется по изменению под воздействием гамма-лучей, испускаемых породами, электропроводности газа в ионизационной камере зонда по мере спускания последнего по стволу скважины. Одни породы излучают гамма-лучи интенсивнее других: эти различия и служат основой метода гамма-каротажа. Его применяют главным образом для корреляции пластов, особенно в обсаженных трубами скважинах.

Нейтронный каротаж

Производится с помощью вводимой в зонд капсулы с радиево-бериллиевой смесью, которая служит источником нейтронов. Ионизационная камера подвергается воздействию гамма-лучей, вызванных бомбардировкой пород нейтронами, гамма-радиации, которая возникает в самом источнике нейтронов, и естественному гамма-излучению пород (хотя последний эффект весьма незначителен по сравнению с первыми двумя излучениями).

Водород оказывает наибольшее влияние на результаты нейтронного каротажа, чем любые другие элементы, и это влияние прямо пропорционально количеству атомов водорода в единице объема. Поскольку водород входит в состав воды, нефти и газа, то главной целью нейтронного каротажа является обнаружение пористых зон. Интерпретация данных нейтронного каротажа при этом основывается на допущении, что все поровое пространство отложений заполнено одним или несколькими водородсодержащимп флюидами. Определения более точны в известняках и доломитах, чем в песчаных п глинистых породах, и это, вероятно, обусловлено тем, что кластические породы, кроме водорода, содержат и другие элементы, которые могут влиять на характер показаний нейтронного каротажа. Интерпретируя диаграмму нейтронного каротажа в комплексе с другими имеющимися, по данному участку работ геолого-геофизическими материалами, можно достаточно надежно определить пористость карбонатных пород.

Механический каротаж

Этот стандартный способ исследования, применяемый на большинстве скважин вращательного бурения, заключается в измерении времени, необходимого для увеличения глубины на единицу, например времени в минутах на прохождение 1, 5 или 10 футов, или в определении глубины, пройденной за единицу времени, например количество футов в час. Зафиксированные на каротажной ленте изменения в скорости проходки интерпретируются как изменения литологии вскрываемых скважиной отложений. Геолог, наблюдающий за бурением, еще до просмотра образцов керна может точно определить глубины, к которым приурочены литологические переходы, что помогает контролировать правильность литологических и электрокаротажных разрезов.

Газовый каротаж

Этот вид каротажа проводится в процессе бурения скважин, особенно ‑ поисковых и разведочных. Его главная цель ‑ обнаружение мельчайших количеств газа и нефти, выносимых буровым раствором из ствола скважины на поверхность. Анализу на газ и нефть подвергается также и шлам. Метод исследования заключается в отводе части струи бурового раствора и некоторого количества шлама в трап, где они смешиваются с воздухом, и из раствора выделяется газ. Образующаяся газовоздушная смесь пропускается через термогазоанализатор, в котором определяется процентное содержание горючих газов в смеси. Количество метана и общее содержание в смеси углеводородных газов определяются по температуре их воспламенения. Более совершенны метод фракционной возгонки, который дает возможность получать раздельные количества углеводородных газов, и хроматографический метод, позволяющий анализировать отдельные углеводороды. При изучении бурового раствора под ультрафиолетовыми лучами можно обнаруживать самые слабые нефтепроявления, причем интенсивность свечения служит показателем относительных количеств нефти ¹. Газокаротажные исследования проводятся обычно непосредственно на скважине в передвижной лаборатории, смонтированной на грузовой автомашине.

Кавернометрия

Кавернометрический разрез представляет собой непрерывную запись изменений диаметра ствола скважин. Для этого по стволу спускают каверномер, устройство, состоящее из четырех пружинных рычагов, соприкасающихся со стенками скважины и соединенных с резиновой камерой, которая заполнена нефтью. Последняя в свою очередь соединена с реостатом, регистрирующим изменения электрического сопротивления в камере. Изменение давления на рычаги каверномера, связанное с увеличением или уменьшением диаметра ствола, передается на камеру, а соответствующие колебания напряжения на реостате замеряются и фиксируются в виде кавернограммы. Эти диаграммы используются главным образом при расчете количества цемента, необходимого для заполнения кольцевого затрубного пространства, при выборе места постановки пакера и для точного определения диаметра ствола на разных глубинах при количественной интерпретации данных различных видов электрического и радиоактивного каротажа. Кавернометрические разрезы могут быть также использованы для выявления пористых зон и иногда оказывают помощь в распознавании и корреляции разрезов различных литологических типов.

Термический каротаж

Этот вид каротажа проводится с помощью опускаемого в скважину температурного электрода, состоящего из платиновой проволоки полуметровой длины, которая быстро воспринимает температуру заполняющих скважину флюидов. Колебания температуры влекут за собой изменения сопротивления проволоки; последние обнаруживаются с помощью вмонтированной в электрод мостовой схемы и регистрируются на поверхности земли. Температурный электрод отражает температуру бурового раствора. Если измерения производить вскоре после остановки скважины, температура раствора по всему стволу от устья до забоя будет иметь лишь незначительные различия. Большая часть температурных аномалий проявляется спустя 24-36 часов после прекращения циркуляции промывочной жидкости, причем ее охлаждение или разогревание зависит от теплопроводности вскрываемых пород и диаметра ствола скважины. Термокаротаж используется преимущественно для определения высоты столба цемента в стволе по измерению тепла, выделяемого цементом в процессе его схватывания. Он применяется также для установления места поступления в скважину газа, поскольку последний при выходе из пласта расширяется и охлаждается. Кроме того, с помощью термокаротажа можно обнаружить проникновение в скважину через обсадные трубы пластовой воды и определить положение зон потери циркуляции глинистого раствора.

Акустический каротаж

При акустическом каротаже производят непрерывную запись по разрезу времени, необходимого для того, чтобы звуковая волна пересекла вскрытую скважиной толщу пород определенной мощности. Таким образом, измеряется величина, обратная скорости прохождения звука в различных осадках. Скорости звука изменяются примерно от 5000 фут/сек в глинах до 25 000 фут/сек в плотных доломитах. Эти значения соответствуют 200 мксек при прохождении 1 фута в глинистом разрезе и 40 мксек/фут ‑ в доломитовом. Этот вид каротажа применяется для определения пористости, выявления насыщенных углеводородами зон, проведения литологических и стратиграфических сопоставлений, для определения зон трещиноватости и для получения более надежных определений времени пробега сейсмических волн при интерпретации сейсмических данных.

Ядерно-магнитный каротаж

Этот вид каротажа позволяет производить непо­средственные измерения содержания водорода в жидкой фазе, содержащейся в пройденной скважиной толще. Поэтому данные ядерно-магнитного каротажа указывают на присутствие или отсутствие жидкостей в пористых и проницаемых частях разреза и дают возможность определять содержание в породах воды и углеводородов. Ядерно-магнитный каротаж является единственным методом исследований скважин, относящимся исключительно к пластовым флюидам.

Измерение элементов залегания пород

Элементы залегания пород в скважине могут быть измерены с помощью опускаемых в ствол трех микрокаротажных зондов, развернутых один относительно другого на 120°. Различия во времени прохождения каждым из микрозондов одной и той же границы какого-либо пласта регистрируются на поверхности; так определяется угол падения пласта. Одновременно определяется ориентировка измерительной установки и ее отклонение от вертикали. В результате можно зафиксировать на графике точный угол падения пласта в его истинном положении. Измерения падения пластов производятся совместно с другими видами каротажа, такими, как боковой микрокаротаж, измерение естественного потенциала и каротаж по методу удельного сопротивления с помощью малого потенциал-зонда.

• Как установлено, интенсивность люминесценции зависит от многих факторов: количества вещества, его состава (присутствия люминофоров), текстуры залегания и т.д.

oborudka.ru

Электрический каротаж в обсаженной скважине

Электрический каротаж в обсаженной скважине

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

present5.com

1. Электрический каротаж.

Электрический каротаж (ЭК, электрокаротаж) основан на измерении электрического поля, самопроизвольно возникающего в скважине и ее окрестностях или создаваемого в скважине искусственно

виды ЭК:

а) каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации

б) каротаж сопротивления (КС), основанный на измерении кажущегося удельного сопротивления горных пород.

в) индукционный каротаж (ИК), состоящий в измерении кажущейся удельной электропроводности горных пород; γк – удельная электропроводность 1/ρ

г) диэлектрический каротаж (ДК), основанный на измерении кажущейся диэлектрической проницаемости. εк (нефть 2-3, вода – 80)

По характеру создаваемого в скважине поля индукционный и диэлектрический каротаж являются разновидностями электромагнитного каротажа.

Основным видом ЭК в нашей стране является стандартный каротаж.

Электрический каротаж составляет основу комплекса геофизических исследований поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин. Во всех скважинах выполняют стандартный электрический каротаж по всему стволу для литологического расчленения и взаимной корреляции разрезов скважин.

Задачами этих исследований являются: расчленение разреза на пласты с разными электрическими свойствами; изучение распределения удельного сопротивления в промытой зоне, зоне проникновения и в неизмененной части пласта; выделение пластов-коллекторов; в благоприятных случаях определение подсчетных параметров продуктивных пластов.

2. Индукционный каротаж.

Индукционный каротаж предназначен для изучения удельной электропроводности (удельного сопротивления) горных пород, пересеченных скважиной. Он основан на измерении напряженности переменного магнитного поля вихревых токов, возбужденных в породах полем опущенного в скважину источника.

Возбуждение и измерение переменного магнитного поля в скважине осуществляется с помощью индукционного каротажного зонда. Наиболее простой зонд ИК состоит из двух катушек генераторной и измерительной, расположенных соосно на расстоянии, равном длине индукционного зондаL. Через генераторную катушку пропускают переменный ток с частотой несколько десятков кГц. Создаваемое этим током первичное переменное магнитное поле возбуждает в окружающих горных породах вихревые токи; в однородной среде их токовые линии представляют собой окружности с центром на оси скважины. Эти токи создают переменное магнитное поле, называемое вторичным. Первичное и вторичное переменные магнитные поля индуцируют в измерительной катушке электродвижущую силу.

Электродвижущая сила Е_в, созданная вторичным магнитным полем, остается в приемной цепи, усиливается, выпрямляется и передается по кабелю на поверхность, где регистрируется.

На рис. принципиальная схема индукционного каротажа. 1, 2 - генераторная и измерительная катушки; 3 - генератор; 4 - усилитель; 5 - выпрямитель.

Вихревые токи взаимодействуют друг с другом. При большой час готе питающего тока и высокой электропроводности среды взаимодействие вихревых токов, называемое скин-эффектом, приводит к нарушению линейной зависимости между Е_в и γ:

К_и - коэффициент индукционного каротажного зонда, зависящий лишь от параметров последнего

studfile.net

Электрический каротаж

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ (а. resistivity logging; н. elektrische Воhlochmessung, elektrisches Воhrloch-meßverfahren; ф. diagraphie electrique, carottage de соnductibilite electrique; и. testificacion electrica; perfilaje electrio) — геофизические исследования в скважинах, основанные на измерении электрического поля, возникающего самопроизвольно или создаваемого искусственно. Электрический каротаж используется для оценки литологического состава пород, слагающих стенки скважины, выделения в них нефтегазонасыщенных, рудных и водонасыщенных пластов, оценки их параметров, корреляции разрезов различных скважин, контроля технического состояния скважин и т.п. Физическая основа электрического каротажа — различие электрических свойств горных пород. В скважинах измеряются величины, характеризующие электрическое сопротивление и способность к поляризации горных пород.

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

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

При каротаже самопроизвольной поляризации регистрируют изменения разности потенциала между электродом, перемещаемым по скважине, и электродом на поверхности. Потенциалы ПС определяются процессами диффузии ионов, фильтрацией жидкостей и окислительно-восстановительными реакциями, идущими в массивах горных пород, пройденных скважиной. При каротаже сопротивлений определяют кажущееся удельное сопротивление пород в скважине с помощью 4-электродной установки с 2 токовыми и 2 измерительными электродами. 3 электрода находятся в скважинном приборе и образуют зонд KC. Применяют градиент-зонды и потенциал-зонды длиной 0,1 до 8 м (см. Зонд каротажный). Боковое каротажное зондирование включает определение кажущегося удельного сопротивления с помощью нескольких зондов разной длины, обычно 5-6 градиент-зондов с длиной от 1 до 32 диаметров скважины.

Каротаж вызванных потенциалов основан на измерении остаточных (вызванных) потенциалов, возникающих в горных породах после прохождения через них электрического тока. Измерения проводят с помощью зондов аналогичных зондам метода KC. Вызванные потенциалы возникают в горных породах и рудах, содержащих вкрапленную сульфидную минерализацию, а также в водопроницаемых осадочных горных породах с примесью глинистого материала. Каротаж электродных потенциалов основан на измерении потенциала электрода, скользящего по стенке скважины, и электрода сравнения, расположенного на поверхности. Оба электрода выполняют из металла, потенциал которого отличается от потенциалов сульфидных руд с электронной проводимостью. Токовый каротаж сводится к измерению сопротивления заземлённого электрода в скважине. В качестве заземления на поверхности обычно используют обсадные трубы скважины, тогда ток в цепи в основном определяется сопротивлением электрода в скважине и резко возрастает, когда электрод находится против пластов низкого сопротивления, например сульфидных руд. Если электрод в скважине выполнен в виде щётки, то эту разновидность измерений называют каротажем скользящими контактами.

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

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

www.mining-enc.ru

Наноэлектрический каротаж - НЦ РИТ Дельта

Основная часть крупных российских нефтяных и газовых месторождений вступила в позднюю стадию разработки. Перед недропользователями стоит задача – максимальноe повышениe коэффициента нефтегазоизвлечения, вовлечениe в разработку невыработанных запасов. При уплотнении сетки скважин, разукрупнении эксплуатационных объектов весьма актуально исследование имеющегося фонда скважин на действующих месторождениях для выявления оставшихся невыработанными нефтегазонасыщенных интервалов. Оценка этих запасов, создание постоянно действующих геолого-технологических моделей, позволит вести оптимальную разработку невыработанных оставшихся зон нефти и газа.

В связи с этим приобретает всё большую перспективу и актуальность метод электрического каротажа обсаженных скважин.

Аналоги данной уникальной технологии на мировом рынке имеют чрезвычайно высокую стоимость и низкую эффективность. Российская технология обеспечивает кратное улучшение этих показателей. Данным методом проводятся успешные исследования в ведущих нефтегазовых компаниях России, опытные работы на месторождениях в странах СНГ и дальнего зарубежья. В условиях большого бездействующего и малодебитного фонда старых скважин исследования данным методом способны значительно повысить эффективность программ повышения нефтеотдачи.

Цели применения прибора ИНТЕХ-НЭК

Применение технологии НЭК позволяет решить следующие задачи:

• Определение текущей нефтегазонасыщенности в разрабатываемых и вышележащих объектах
• Прогнозирование состава притока жидкости
• Выявление пропущенных нефтегазонасыщенных пластов на длительно разрабатываемых месторождениях
• Мониторинг месторождений на предмет изменения текущей насыщенности, положения ВНК и ГНК
• Восполнение отсутствующих данных электрокаротажа в открытом стволе при проводке скважины

С помощью метода электрокаротажа в колонне определяется текущий коэффициент нефтеизвлечения и, тем самым, обеспечивается дополнительный уровень добычи на действующих месторождениях без бурения новых скважин.

Основные преимущества аппаратуры ИНТЕХ-НЭК:

• Легкий титановый корпус, использованы современные технологии и композиционные материалы;
• Электро-механические прижимы обеспечивают надежный и устойчивый контакт электродов с колонной;
• Калибровка проводится не по опорным пластам в разрезе скважины, а при настройке и отладке прибора с помощью математической и физической моделей;
• На результаты измерений не влияет тип скважинной среды, пористость породы, наличие зон перфорации, пресной воды, отсутствие или нарушение целостности цементного камня, загрязнение колонны;
• Восполняет отсутствующие данные электрического каротажа в открытом стволе при аварийной проводке скважин;
• Отображает результаты исследований в реальном времени;
• В процессе исследования попутно регистрируется сопротивление обсадной колонны.

Особенности прибора:

• Исключается влияние колонны при изучении истинного электрического сопротивления горных пород, расположенных за металлической обсадной колонной скважины;
• Встроенный акселерометр обеспечивает контроль движения прибора при спуско-подъемных операциях в скважине;
• Удельное электрическое сопротивление колонны характеризует техническое состояние колонны и может быть использовано при интерпретации;
• Прямое измерение второй производной электрического потенциала обеспечивает большую точность замеров и помехоустойчивость;
• Глубинность горизонтов исследования составляет 2-10 метров.

Информационные материалы

Буклет ИНТЕХ-НЭК

Результаты внедрения НЭК

Модификация аппаратуры, сертификация

deltaru.ru

Электрокаротаж — эффективная методика исследования скважин

Для изучения недр часто используется метод электрокаротажа, основанный на изучении показателей сопротивления пород. Проведение замеров происходит посредством скользящих электродов на не обсаженном трубами стволе скважины. По сравнению с процедурой отбора керна данная методика достаточно трудоемка и преимущественно используется службами промысловой геофизики. Впервые метод применили братья Шлюмберже в 1926 г. во Франции.

Стандартная процедура электрокаротажа включает:

• каротажное зондирование;
• самопроизвольную поляризацию;
• каротаж вызванных и электродных потенциалов;
• индукционный и боковой каротаж;
• микрокаротаж.

При самопроизвольной поляризации регистрируются изменения разности значений электродов, находящихся на поверхности и передвигающихся вдоль ствола. При каротаже сопротивлений определяется удельное сопротивление пород. Опущенные в скважину электроды выполняют функцию зонда. Каротаж потенциалов основан на показаниях после прохождения электротока сквозь породы. При наличии глинистых и сульфидных материалов в рудах возникают искусственные потенциалы.

Особенности метода

Инженерно-геофизические и геологические исследования проводятся с применением приборов для снятия показаний. Высокоточное оборудование позволяет получать достоверные сведения. Измерение кажущегося удельного сопротивления производится до и после инъекции.

Боковое электрическое зондирование с измерением кривизны скважины применяется для построения профилей и структурных карт. Чтобы получить большую точность построения, специалисты увязывают каротажные данные с керном.

ЗАО «НПЦ «Гидрогеотех» качественно выполняет геологоразведочные работы. В исследованиях мы используем перспективное программное обеспечение, математическое моделирование. Также мы занимаемся обследованием, ремонтом скважин, созданием объектов водоснабжения и пр.

Еще информация по теме

Инженерно-геофизические исследования в соответствии с требованиями ГОСТ.

hydrogeotech.ru

Электрокаротаж в колонне. Электрические методы исследования скважин

Электрические методы исследования скважин

В последнее десятилетие особое внимание привлек к себе электрокаротаж в колонне. Это связано с тем, что многие нефтяные и газовые месторождения находятся на поздней стадии разработки. В связи с этим необходимо максимальное повышение коэффициента нефтеизвлечения.

Применение данного метода позволяет надежно определить текущее нефтенасыщение в процессе эксплуатации, что важно для поисков нефти и газа на длительно разрабатываемых месторождениях и выявления невыработанных участков пластов.

Промышленные исследования электрическими методами в скважинах, обсаженных металлическими колоннами, в России начались в 1995 г., хотя возможность таких измерений была предложена профессором Л.М. Альпиным еще в 1939 г. Прибор ЭКОС (электрический каротаж обсаженных скважин), созданный ООО НППГТ "Геофизика" (г. Пятигорск), является аналогом приборов компаний Schkimberger - CHFR (Cased Hole Formation Resistivity) и Baker Hughes - TCRT (Through Casing Resistivity Tool).

Зонд ЭКОС обеспечивает измерение удельных электрических сопротивлений в диапазоне от 0-200 Омм (аппаратура ЭКОС-31-7М) в скважинах, заполненных проводящей жидкостью на водной основе и в смеси с нефтью, а также в "сухих" скважинах.

В аппаратуре ЭКОС используют зонд, состоящий из двух токовых и трех измерительных электродов. В колонну через каждый токовый электрод поочередно подают электрический ток. При каждой из подач тока измеряют потенциал электрического поля колонны и определяют УЭС по соответствующей формуле.

Прибор ЭКОС-31-7 был приобретен и опробован ОАО "Когалымнефтегеофизика" на месторождениях Западной Сибири. В новых скважинах по данному методу подтверждается довольно высокая сходимость показаний электрического сопротивления в открытом стволе по боковому каротажу и в обсаженной скважине данным прибором. Данные исследования представлены на рисунке 1.

Рис.1. Сопоставление данных каротажа ЭКОС-31-7 с данными бокового каротажа и ГК. Западно-Салымское месторождение.

Есть ограничения в технологии выполнения измерений при значительных нарушениях целостности колонны, разделения интервалов, насыщенных нефтью и обводненных пресными водами, а также с отсутствием возможности получения достоверных значений удельного электрического сопротивления в многоколонных конструкциях скважин.

С 2007 г. в ГК "Таймзиск" разрабатывается модификация дивергентного каротажа, получившая название метода наноэлектрического каротажа (НЭК). Типичное сопротивление пород примерно в миллиард раз больше, чем сопротивление обсадной колонны. Это означает, что измеряемая разность потенциалов находится в диапазоне нановольт.

Еще один метод измерения УЭС в обсаженных стальной колонной скважинах f-аппаратурный комплекс ЭКРАН - внедрен в опытное производство в марте 2007г. на предприятии ЗАО "ПГО "Тюменьпромгеофизика".

В аппаратуре ЭКРАН реализован двухэтапный принцип измерения, когда размер утечки тока по колонне учитывается с помощью дополнительной калибровки (по принципу прибора CHFR).

Преимущество технологии ЭКРАН - большая глубинность исследования (более 4 м), что минимизирует влияние ближней зоны, а благодаря созданию по периметру колонны эквипотенциальной поверхности метод исключает влияние скважинной жидкости. Существует возможность определения текущего насыщения в низкопористых коллекторах, где применение ядерно-физических методов неэффективно.

Проведенные исследования с использованием аппаратурного комплекса ЭКРАН показали высокую точность определения УЭС горных пород. Это позволяет использовать существующие интерпретационные схемы и алгоритмы обработки для получения оценки текущей насыщенности пласта.

К ограничениям технологии следует отнести большой диаметр скважинного прибора, что исключает работу через лифтовые трубы, неширокий диапазон измерения удельного сопротивления, точечное производство измерений (от трех минут) для обеспечения хорошего контакта электродов с обсадной колонной, а также необходимость очистки стенок колонны перед исследованием.

Данный метод выполняет следующие задачи:

o При исследовании старых скважин:

обнаружение и оценка пропущенных и неразработанных пластов;

проведение повторной оценки продуктивности после многолетней эксплуатации.

o При исследовании новых скважин:

измерения в скважинах высокой аварийной опасности, в которых нельзя проводить;

исследования в открытом стволе из-за существующих условий. При контроле за поведением продуктивного пласта;

оценка изменений в зоне водонефтяного контакта;

оценка изменений текущего коэффициента насыщения;

возможность проводить геофизические исследования на действующих месторождениях, обсаженных высокопроводящими стальными трубами.

geol.bobrodobro.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Электрокаротаж

Cтраница 1

Электрокаротаж является ненадежным методом отбивки газо-нефтяного контакта, кроме самых идеальных условий, когда породы, слагающие нефтяной пласт, литологически однородны. Так, вследствие различия поверхностного натяжения воды на границе с нефтью и на границе с газом водонасыщенность пласта в газовой зоне оказывается меньше водонасыщенности пласта в нефтяной зоне. Эта разница в водонасыщенности характеризуется небольшим увеличением истинного сопротивления в газовой зоне.  [1]

Электрокаротаж теперь настолько распространен, что по его применению уже имеется богатый опыт.  [3]

Электрокаротаж заключается в измерении кажущегося удельного электросопротивления породы до и после инъекции.  [5]

Электрокаротаж позволяет оперативно и без больших затрат осуществлять наблюдения за выполнением инъекционных работ.  [6]

Электрокаротаж, боковое электрическое зондирование ( БКЗ) и измерение кривизны скважины, используемые для построения структурных карт и профилей. Для большей точности построений каротажные данные необходимо увязывать с керном.  [7]

Электрокаротаж, который позволяет проследить за изменением самопроизвольно возникающего электрического поля в результате взаимодействия скважинной жидкости с породой, а также за изменением так называемого кажущегося удельного сопротивления этих пород.  [8]

Кривые электрокаротажа, снятые в открытом стволе и после спуска обсадной колонны со стеклопластиковыми трубами с дискретными электропроводящими элементами: 1-песчаник; 2-глина; 3-известняк.  [9]

Помимо электрокаротажа применяются и другие геофизические методы исследования скважин. Сюда относится метод измерения температуры по разрезу скважины, акустический метод, основанный на измерении скорости звука в породах, радиометрический метод, заключающийся в определении естественной радиоактивности пород и другие.  [11]

Практика электрокаротажа показала, что он надежно фиксирует нефтеносные пласты в песчано-глинистых породах, однако в карбонатных отложениях возможности электрокаротажа ограничены.  [12]

Проведение электрокаротажа в обсаженной скважине на Самотлорс-ком месторожденииУМА Токарев, В.У. Литваков, Е.Н. Шевкунов и др. - Проблемы нефти и газа.  [13]

Производство электрокаротажа, БЭЗ и замер кривизны скважины, используемые для построения структурных карт и профилей.  [14]

Усовершенствование электрокаротажа развивается в трех направлениях.  [15]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

Прибор бокового каротажа многозондовый ЭКВР

www.karotazh.ru

CHFR Plus, CHFR Slim – приборы для измерения УЭС пород в обсаженном стволе

Приборы CHFR-Plus и CHFR-Slim позволяют проводить измерения пластовых УЭС с большим радиусом исследований через стальную обсадную колонну скважины

Прибор подает электрический ток на колонну обсадных труб по которым ток идёт вверх и вниз, возвращаясь на поверхность, подобно току от приборов бокового каротажа. Большая часть тока проходит по колонне, но его небольшая часть уходит в горные породы.

Электроды прибора измеряют разницу потенциалов создаваемую этим ушедшим в горные породы током, который пропорционален проводимости горных пород. Обычно горные породы имеют электрическое сопротивление в миллиарды раз больше сопротивления стальных обсадных колонн.

Для обеспечения контакта прибор — обсадная колонна, необходимого для измерения прибором CHFR, электроды на зонде спроектированы так, что они могут обеспечивать механическое удаление отложений солей или парафинов небольшой толщины, обеспечивая необходимый гальванический контакт.

Приборы CHFR-Plus и CHFR-Slim можно использовать и в сважинах, заполненных непроводящим флюидом (нефтью либо газом), так как прибор обеспечивает гальванический контакт измерительных электродов с колонной.

Стандартные типы цемента, используемые для цементирования обсадных колонн имеют низкое УЭС (1–5 Омм) и не влияют на качество данных измерений УЭС пласта.

Области применения:

• измерение УЭС через стальную обсадную колонну в новых или старых скважинах;
• мониторинг процессов разработки залежей УВ;
• поиск и оценка пропущенных залежей УВ;
• оценка текущих значений нефтегазонасыщенности и положений флюидальных контактов;
• оценка УЭС в интервалах скважин, где электрометрия в открытом стволе не проводилась.

Библиотека знаний

www.slb.ru

Прибор электрокаротажа через эксплуатационную колонну (RBC)

Оценка текущей насыщенности коллектора – одна из важнейших задач при геолого-промысловом контроле, без решения которой невозможно эффективно управлять разработкой нефтяных месторождений.

Преимущества:

• Безальтернативное определение текущего насыщения в низкопористых коллекторах, где применение ядерных методов неэффективно;
• Показания не зависят от свойств жидкости в стволе скважины;
• Точные замеры УЭС в обсаженном стволе, хорошая сходимость результатов в различных скважинных условиях;
• Легко понимать и интерпретировать полученные данные;
• Качество цементирования слабо влияет на измеряемый параметр.

Недостатки:

• Невозможность проведения через НКТ в двухколонных конструкциях и через стеклопластиковые трубы.

Решаемые задачи:

1. Определение текущего насыщения разрабатываемых пластов с точностью, достаточной для количественной оценки нефтенасыщенности и принятия решения по приобщению;
2. Контроль заводнения пласта периодическими замерами с определением положения водо-нефтяного контакта и Кн тек;
3. Определение текущего насыщения в низкопористых коллекторах;
4. Изучение геоэлектрических свойств и оценка насыщенности перспективных пластов, пропущенных при исследованиях в открытом стволе;
5. Изучение пластов смешанного газо-нефтяного насыщения.

Аппаратура предназначена для определения удельного электрического сопротивления горных пород в диапазоне от 0.5 до 100 Омм в скважинах, обсаженных стальной колонной диаметром 120-186 мм, глубиной до 4000 м, углом наклона до 35˚.

Основные технические характеристики:

• Диаметр (в сложенном состоянии) 90 мм
• Длина 9,5 м
• Вес 198 кг
• Макс.рабочая температура 125˚С
• Макс.давление 60 МПа
• Время стационарного замера 5 мин
• Диапазон измерения сопротивлений 0.5 – 100 Омм
• Вертикальное разрешение 0.5 м
• Глубинность исследования ~4 м
• Погрешность измерения 5%

groupgeo.ru

Смотрите также

• 
  Скважина в антарктиде
• 
  Как накачать воды из скважины
• 
  Бурение скважин с отбором керна
• 
  Призабойная зона скважины это
• 
  Почему в скважине мало воды
• 
  Реагент для очистки скважин
• 
  Каротаж скважины что такое
• 
  Бурение скважин без заезда на участок
• 
  Контрольно измерительные приборы в бурении
• 
  Как происходит бурение скважин на воду
• 
  Бурение скважин в егорьевске