Геофизические приборы для исследования скважин

Скважинная геофизическая аппаратура(оборудование) и приборы каротажа

power-np.ru

Технические и технологические возможности для успешного выполнения геофизических исследований в скважинах - Разведка и разработка

В современных условиях быстрого развития новых технологий возможности получения все более подробной информации о пластах и особенностях стволов, в том числе в режиме реального времени, а также тенденции к разработке все более сложных месторождений, у направления геофизические исследования скважин появляется все больше возможностей и максимально раскрывается существующий потенциал.

В современных условиях быстрого развития новых технологий возможности получения все более подробной информации о пластах и особенностях стволов, в том числе в режиме реального времени, а также тенденции к разработке все более сложных месторождений, у направления геофизические исследования скважин появляется все больше возможностей и максимально раскрывается существующий потенциал. Владение как можно более подробной и точной информацией и оперативные способы ее получения при разработке месторождений нефти и газа становятся все более востребованными и ценными для операторов по всему миру.

При постепенно усложняющихся конструкциях скважин - наклонных, s-образных или «извилистых» - в арсенале многих геофизических предприятий сокращается инструментарий для проведения работ безопасным образом. При работе в необсаженном стволе все чаще эксперты рекомендуют использование аппаратуры семейства Compact^TM, серию малогабаритных приборов, чьей важной особенностью является не только компактность, но и надежность и высокое качество регистрируемых данных - их эффективность наработки на отказ, подтверждаемая статистикой, превышает 98%. В состав инструментов серии Compact включены методы нейтрон-нейтронного, литоплотностного, акустического, интегрального и спектрометрического гамма-каротажа, многозондового индукционного, двойного бокового, микробокового каротажа, микрокаротажа, гидродинамического каротажа, кросс-дипольного акустического каротажа и электрический микроимиджер. С помощью таких приборов возможно проведение спускоподъемных операций через буровой инструмент с использованием любого типа каротажного кабеля (1-, 3- и 7-жильного), а также осуществление исследований в автономном режиме: на проволоке, на бурильных и насосно-компрессорных трубах (НКТ), гибких НКТ, с использованием скважинного трактора.

Кроме того, в отрасли существуют и практически универсальный комплекс доставки приборов на забой скважины под общим названием Assure^TM, в состав которого в общей сложности входят сразу 10 способов доставки, и это помогает получить данные практически в любых стволах без ограничений по конструкции. Столь большой выбор методов доставки стал возможным, в том числе и благодаря уникально малому диаметру упомянутых выше приборов серии Compact, чем размер - всего 57 мм - и способность работать при давлении до 103 МПа и температурах вплоть до 150-160^oC в стволах размерами от 70 до 400 мм позволяет эффективно использовать их для проведения высококачественных и информативных ГИС.

Еще одной передовой разработкой в сфере методов доставки можно назвать и Compact Drop-Off, или каротаж с зацепом. Эта технология сейчас проходит опробование на территории России, и имеет отличные перспективы для применения наряду с классическими методами доставки. Она обеспечивает одновременно быструю транспортировку на кабеле и безопасность проведения каротажа на трубах. Технологически сложные участки скважины проходят компоновкой бурильных труб с циркуляцией, вращением и расхаживанием, совмещая все это с возможностью установки в КНБК специального долота или расширителя для одновременной подготовки скважины к спуску обсадной колонны. По достижении забоя и после его очистки компоновка бурильных труб приподнимается на длину сборки геофизических приборов, которая затем на кабеле спускается внутри бурильных труб, выходит в открытый ствол и верхней частью оставляется на посадочном кольце, установленным в КНБК. После чего кабель полностью извлекается из скважины, а запись данных идет при подъёме бурильных труб в память сборки геофизических приборов. По окончании записи оперативно спускается кабель со специальным наконечником, а приборы извлекаются из трубы. В итоге скважина будет готова к дальнейшим работам без каких-либо задержек со стороны геофизиков.

Область применения этой перспективной технологии - S-образные скважины с несколькими S-секциями, где затруднено проведение ГИС через воронку, а также скважины с нестабильным стволом и другими осложнениями. При этом угол наклона скважины может достигать 70 градусов.

Новым прибором, но с хорошей родословной, можно назвать пластоиспытатель с функцией отбора проб (MFT-D), который представляет собой следующий шаг в развитии прибора гидродинамического каротажа MFT. предназначенного для разведочных и эксплуатационных скважин. Основные его преимущества - надёжность, простота конструкции и, как результат, минимальные затраты на исследования. В этом году в Сибири специалистами Weatherford уже была успешно опробована технология доставки этого прибора через воронку оснащаемых разрезным переводником бурильных труб, спущенных в кровлю исследуемого пласта, что позволяет даже в случае «прихвата» башмака пробоотборника к стенке скважины легко и безаварийно освободить его доспуском колонны бурильных труб на несколько метров. Помимо возможности замеров пластового давления с регистрацией кривых падения и восстановления давления (КПД и КВД), прибор оснащен модулями откачки с анализаторами флюида и пробоотоборниками с возможностью предварительного заполнения камер азотом.

MFT-D надёжно и безопасно обеспечивает гидравлический канал связи с пластовым флюидом, прижимая уплотнительный башмак пробоотборника с усилием до 900 кг к стенке скважины, оставляя в стволе остальную модульную сборку центрированной. Регистрация данных идёт на поверхности в режиме реального времени. Откачав фильтрат бурового раствор до получения требуемых параметров, прибор позволяет отобрать до трех PVT-проб за одну СПО. На основе полученных им данных определяется пластовое давление, проницаемость, свойства флюида и характер насыщения, а также положение контактов. Благодаря своей способности выполнять измерения в осложненных скважинах пробоотборник MFT с наружным диаметром 61 мм способен производить отбор образцов скважинного флюида в стволах диаметром от 74 до 356 мм и через бурильные трубы с минимальным проходным диаметром от 74 мм. Продолжительность открытия и закрытия прижимного устройства прибора в скважине диаметром 216 мм составляет всего 15 секунд, что позволяет существенно экономить время работы буровой.

Отдельного внимания заслуживают и поистине инновационные разработки, существующие в отрасли. К таковым можно отнести технологии ГИС, которые позволяют повысить информативность и упростить производственные процессы, связанные с проведением исследований при выполнении внутрискважинных ремонтных, а также ловильных и ремонтно-изоляционных работ.

Благодаря широкой палитре решаемых задач комплекс SecureView^®, новинка 2015 г, в состоянии оперативно и в полном объёме предоставить информацию по техническому состоянию скважины для принятия взвешенных и обоснованных решений, а также для проведения оптимальных мероприятий с целью дальнейшей безопасной и эффективной работы. Он позволяет оценить состояние стенок ствола скважины; провести инспекцию и диагностика обсадной колонны (ОК) с выявлением внутренних и наружных повреждений и анализом толщины ее стенок; подготовить 3D визуализацию колонны, трубы и составить сводку дефектов по каждому соединению; а также оценить качества цементажа, в том числе аэрированного цемента (пеноцемента).

Рис. 1 Геофизические инструменты комплекса SecureView^®

Эффективность комплекса уже доказана рядом проектов. Так, применение SecureView в сланцевой скважине на юге Техаса, в которой муфта обсадной колонны после ГРП поднялась на несколько футов, позволило оператору получить и интерпретировать данные по состоянию цементного кольца по всей продуктивной части разреза, найти зазор между обсадными трубами, подтвердить его расположение и определить масштаб проблемы. Благодаря точности диагностики заказчик смог устранить дефекты еще до старта добычи, и это позволило ему существенно сэкономить средства и сократить общую продолжительность работ.

Стоит отметить, что технологически эффективность работы комплекса SecureView обеспечивается за счет использования скважинной аппаратуры, разработанной компанией Weatherford:

• Ультразвуковой радиальный сканнер UltraView™
• Сканер по определению состояния обсадной колонны FluxView™
• Многосенсорный каверномер CalView™
• Прибор акустического контроля цементирования BondView™
• Интерактивные программы обработки и визуализации TVision и CITVision

Рис.2. Визуализация данных комплекса SecureView^®

SecureView компании Weatherford позволяет в полном объёме оценить техническое состояние колонны и дать чёткое представление о качестве цементажа (и пеноцемента), чья оценка традиционными методами подчас крайне затруднена.

В качестве уже многократно проверенных технологических решений, используемых при проведении внутрискважинных работ, можно назвать радиальный плазменный труборез RCT^TM. Он применяется для резки насосно-компрессорных труб, колонн, бурильных труб и гибких НКТ. Операция резки превосходит по качеству и технике безопасности химический труборез, поскольку в RCT не используются высокотоксичные химические реагенты, а также и взрывчатые вещества. Рабочим материалом служит специально подобранная порошкообразная смесь металлов. Принцип действия очень похож на автогенную резку труб и продолжается в течение 25 миллисекунд.

За последние годы только в России было выполнено свыше 250 операций с применением данного оборудования и при этом со 100% успешностью.

Например, в 2013 г использование радиального плазменного трубореза и плазменного пробойника для НКТ на месторождении в Новом Уренгое позволило восстановить циркуляцию в скважине и разрезать НКТ, тем самым сократив НПВ и повысив уровень безопасности работ.

В 2014 году плазменный труборез использовали при проведении сложных внутрискважинных работ в высокотемпературных газоконденсатных скважинах Адыгеи при устранении аварий, связанных с прихватом внутрискважинной компоновки.

Использованием плазменного трубореза RCT позволяет быстро и надёжно отрезать буровую трубу в скважине с сохранением номинального диаметра, а также избежать дополнительных работ по фрезерованию трубы после торпедирования и сэкономить время и деньги.

Рис.3. Отрезанная с помощью RCT^TM бурильная труба

Для изоляции интервалов при проведении внутрискважинных работ хороши расширяемые системы пробок (HPI), или пробки с высоким коэффициентом расширения и принудительным уплотнением, предназначенные для прохождения через сужения и установки в обсадной колонне, диаметр которой может превышать исходный размер пробки в 3,5 раза. При этом их установка может производиться в скважинах под давлением как на геофизическом кабеле, жёстком кабеле, так и на гибких насосно-компрессорных трубах (ГНКТ).

Рис. 4. Схематическое изображение расширяемой пробки:

а) расширяемая пробка в сложенном виде

б) расширяемая пробка, установленная в колонне

Расширяемые системы пробок позволяют на геофизическом кабеле изолировать интервалы водопроявлений и места негерметичности колонны без необходимости глушения скважины и проведения ремонтно-изоляционных работ. Подобная технология способна кратно экономить время и средства, необходимые для проведения работ общепринятыми в отрасли методами.

Все указанные технологи и инструменты активно и успешно применяются подразделением ГИС компании Weatherford. Благодаря эффективности предлагаемых технологических решений, надёжному и высокоточному оборудованию, причем преимущественно разработанного собственными научно-производственными центрами компании, качеству услуг и способности выполнять производственные задачи различного уровня сложности Weatherford за сравнительно непродолжительный период времени стал одним из лидеров отрасли в этом сегменте. Подтверждением чему могут служить солидные юбилеи: в этом году глобальное подразделение Геофизические исследования скважин, чей флот из 700 каротажных подъемников ежегодно выполняет свыше 37000 СПО в 71 стране мира, отмечает 45-летие, а региональный департамент - 10-летие работы в России. За годы работы на отечественном рынке эксперты подразделения заслужили репутацию надежного партнера, в портфеле постоянных заказчиков которого крупные нефтегазовые операторы, для которых в Российской Федерации в общей сложности было проведено уже свыше 1000 высокотехнологичных операций.

neftegaz.ru

%PDF-1.6 % 1 0 obj > /Metadata 5 0 R /Names 7 0 R /OCProperties > > > ] /ON [ 25 0 R ] /Order [ ] /RBGroups [ ] >> /OCGs [ 25 0 R ] >> /Pages 27 0 R /QITE_DocInfo 64 0 R /StructTreeRoot 66 0 R /Type /Catalog >> endobj 2 0 obj > stream xu 0EwmZ|I^DK :KLK}P.\X9e/RL I ݌kK9-%B35^A5zlQ׈ũyPEPʶh-}"#3endstream endobj 4 0 obj > /Font > >> /Fields [ ] >> endobj 5 0 obj > stream 2016-06-10T14:35:15+03:002016-04-18T14:53:29+02:002016-06-10T14:35:15+03:00Microsoft® Word 2010application/pdf

www.geokniga.org

Общая характеристика промысловой геофизической аппаратуры и оборудования

Геофизические исследования в скважинах служат для изучения геологических разрезов скважин, выявления и промышленной оценки полезных ископаемых, изучения технического состояния скважин и контроля процесса разработки нефтяных и газовых месторождений.

Рисунок 1. Конструкция глубоких скважин

С помощью геофизического оборудования в скважинах проводят сложные работы, связанные с испытанием, вскрытием продуктивного пласта, отбором грунтов и проб пластовых флюидов, ликвидацией аварий бурильного инструмента. Для решения перечисленных выше задач промысловая геофизика располагает значительным арсеналом геофизических методов, основанных по изучении электрических, магнитных, ядерных, упругих и других свойств горных пород. Комплекс ГИС определяется целевым назначением скважин, особенностями геологического разреза, условиями бурения, характером ожидаемой геологической информации.

Геофизические исследования в скважинах проводятся с помощью специальных установок, которые включают наземную и глубинную аппаратуру, соединенную между собой каналом связи - геофизическим кабелем, а также спускоподъемный механизм, обеспечивающий перемещение глубинных приборов по стволу скважины. Эти установки называются автоматическими каротажными станциями (рисунок 2).

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

Рисунок 2.Скважины и каротажные станции.

Под скважинной геофизической аппаратурой понимают совокупность измерительных устройств, предназначенных для определения различных физических параметров в скважине. В большинстве случаев комплект скважинной аппаратуры включает в себя датчик (зонд), располагающийся вне скважинного прибора или входящий в его состав, передающую часть телеизмерительной системы, находящуюся внутри гильзы скважинного прибора, кабель и приемную часть телеизмерительной системы на поверхности. Информация со скважинного прибора преобразуется на поверхности в геофизические диаграммы, отнесенные к глубине интервала регистрации. Схема выполнения исследований приведена на рисунке 3.

Рисунок 3.Схема выполнения ГИС

Приемная часть телеизмерительной системы функционирует совместно с основными узлами каротажных станций, включая регистрирующий прибор и

источники питания. Конструктивные особенности того или иного прибора определяются физическими основами метода, скважинными условиями и технологией проведения работ.

Комплексные и комбинированные скважинные приборы с использованием многоканальных телеизмерительных систем позволяют за один спуск-подъем регистрировать одновременно несколько физических параметров. Наибольшее распространение получили комплексные четырехканальные приборы на одножильном кабеле с частотной модуляцией сигнала и частотным разделением каналов. Разработаны и используются 24- канальные телеизмерительные системы с кодовой и временной импульсными модуляциями. Скважинные приборы работают в условиях высоких давлений (до 120 МПа), температуры (до 250°С) и химически агрессивной внешней среды (растворы солей, нефть, газ и т.п.). При перемещении по стволу скважины они испытывают механические воздействия.

Спуск и подъем скважинных приборов осуществляются с помощью подъемника, кабеля, подвесного и направляющего роликов, установленных на устье скважины. В зависимости от типа и длины кабеля применяют подъемники с лебедками разных размеров и конструкций (ПК-2, ПК-4, ПК-С) (рисунок 4).

Подъемник представляет собой самоходную установку, смонтированную в специальном металлическом кузове на шасси автомобиля повышенной проходимости. Спуск и подъем кабеля происходит при помощи лебедки типа ЛКПМ. Барабан лебедки снабжен тормозом, состоящим из двух стальных лент с наклеенным на них слоями феррадо, охватывающими щеки барабана. Передача от двигателя к барабану обеспечивает возможность изменения скорости подъема кабеля в диапазоне 40-10 000 м/ч и имеет устройство передачи на плавный спуск кабеля. Для подсоединения измерительной цепи лаборатории к жилам кабеля на лебедке устанавливается коллектор.

Подъемник имеет органы управления лебедкой и трансмиссией ее привода, прибора для измерения скорости движения кабеля, глубины его спуска и натяжения, световую сигнализацию и двухстороннюю связь с буровой и лабораторией, приборы для освещения кузова и устья скважины, различное оборудование для проведения монтажных работ при геофизических исследованиях, а также для крепления при перевозке скважинных приборов и грузов. В процессе геофизических исследований должны быть известны данные о глубине нахождения, скорости перемещения прибора по скважине и натяжение кабеля.

Кроме того, необходимо четко согласовывать перемещение прибора по скважине с движением диаграммной бумаги, на которой регистрируются кривые измеряемых геофизических параметров. Это достигается применением блок-баланса или направляющего и подвесного роликов с датчиками глубины натяжения и сельсинной передачей.

Рисунок 4.Отсек подъемника и пульт управления.

Блок-баланс состоит из ролика для направления кабеля в скважину и подставки, устанавливаемой над устьем скважины и прижимаемой к столу ротора бурильным инструментом. В последнее время в связи со значительным увеличением длины глубинных установок для направления кабеля в скважину используют направляющий и подвесные ролики. Направляющий ролик обычно крепится к подроторной раме основания буровой, а подвесной после установки датчиков глубины и натяжения и подсоединения к ним кабелей от смоточного устройства подъемника с помощью подвески закрепляют на талевой системе бурильной установки.

Во всех каротажных станциях приборы, служащие для контроля за движением кабеля, смонтированы на специальных контрольных панелях, основными элементами которых являются:

1) счетчик глубин - десятичный нумератор;

2) указатель скорости движения кабеля - фотодиодный датчик, установленный на валу сельсин-приемника;

3) указатель натяжения - датчик натяжения.

Геофизические кабели предназначены для спуска и подъема приборов при проведении геофизических исследований, прострелочно-взрывных работах, а также для отбора проб и образцов горных пород в скважинах, заполненных жидкостью или газом различной плотности, состава, температуры и давления.

Жилы и броню кабеля используют в качестве линий связи. По кабелю подают питание к скважинным приборам и передаются измеряемые сигналы в наземную измерительную аппаратуру, где они регистрируются. Кабель применяют в качестве измерительного инструмента для определения глубины нахождения приборов в скважине.

В соответствии с назначением и условиями эксплуатации геофизические кабели должны обладать определенными свойствами:

а) высокой механической прочностью, гибкостью и минимальным удлинением,

б) малым электрическим сопротивлением токопроводящих жил и их электрической симметрией.

в) высоким сопротивлением изоляции жил, не нарушающимся в условиях агрессивной проводящей среды, большого давления пластовой жидкости и высоких температур.

При промыслово-геофизических работах применяют одножильные и многожильные кабели в защитной оплетке, резиновых шлангах и бронированные. Последние имеют существенные преимущества перед кабелями в оплетке и шланге. Они отличаются высокой прочностью, хорошей проходимостью в скважинах, заполненных промывочной жидкостью большой плотности, и име-

ют сравнительно небольшие диаметры. Схема проведения геофизических исследований приведена на рисунке 5.

1.2.2 Технология проведения геофизических исследований скважин. В технологию проведения промыслово-геофизических исследований скважин входят подготовительные работы на базе и буровой, спуск - подъем приборов и кабеля, регистрация диаграмм, их предварительная обработка и оформление перед передачей в бюро обработки и интерпретации.

Подготовительные работы на базе включают: получение наряда на проведение геофизических исследований, проверку работоспособности наземной и глубинной аппаратуры, профилактический осмотр и проверку подъемника и лаборатории.