2017-10-25
4385
Основные методы: инклинометрия, наклонометрия, кавернометрия. Для изучения технического состояния бурящихся и эксплуатационных скважин используются специально разработанные приборы и методики проведения исследований.
В настоящее время методами ГИС можно решить следующие задачи:
- контроль положения ствола скважины в пространстве (инклинометрия);
- измерение диаметра и профиля ствола скважины;
- исследование состояния цементного камня за обсадной колонной и контроль за состоянием обсадных колонн;
- определение мест притоков и поглощений и установление затрубной циркуляции;
- определение мест прихвата бурового инструмента в скважине и местоположение искусственного забоя, уровень воды и нефти в скважине;
- исследование зон ГРП;
- установка цементных мостов.
Определение искривления скважин
Скважины в зависимости от геологических, геоморфологических и других условий проектируют или вертикальными или наклонно-направленными. В процессе бурения ствол скважины обычно откланяется от заданного направления из-за влияния геологических и технических факторов, т.е. искривляется. На определенном интервале глубин положение ствола скважины в пространстве характеризуется углом отклонения скважины от вертикали δ и азимутом φ. Плоскость, проходящую через вертикаль и ось скважины на данном участке, называют плоскостью искривления. Сведения об искривлении скважин необходимы для установления ее забоя в пространстве при построении профильных геологических разрезов, структурных и других карт.
|
|
|
Замеры искривления осуществляются инклинометрами с дистанционным электрическим измерением типа КИТ, КИТА, КМИ-36. Инклинометры состоят из скважинного прибора с удлинителем и наземного пульта. Главной их механической частью является вращающаяся рамка с установленными на ней указателями угла (отвесом) и азимута (буссолью) искривления ствола скважины. Рамка свободно вращается и ось ее вращения совпадает с главной осью прибора. Центр тяжести рамки смещен с ее оси так, что плоскость рамки всегда устанавливается перпендикулярно к плоскости искривления скважины.
В вертикальных скважинах интервалы замера 20 – 25 м, а в наклонно-направленных 5 – 10 м и менее. Результаты инклинометрических измерений записываются в журнал наблюдений и в таблицах замера указываются значения углов δ, φ и α. α = φ + γ ± D, где γ – угол сближения между осевым меридианом в данной точке (может быть положительным и отрицательным), D – магнитное отклонение (в восточной полушарии со знаком «+», в западном со знаком «-»). Значения этих углов указывается на географических картах. По значениям измеренного угла δ и вычисленного дирекционного угла α строится проекция ствола скважины на горизонтальную плоскость, называемую инклинограммой. В современных скважинах расчет кривизны (определение удлинения ствола скважины с глубиной Δl) производится автоматически.
|
|
|
Измерение диаметра и профиля ствола скважины
Фактический диаметр скважины dс в ряде случаев отклоняется от его номинального dн. Увеличение диаметра скважины наблюдается из-за образования каверн в стволе скважины в основном напротив глин и сильно глинистых разностей горных пород. При использовании соленого бурового раствора гидратация глинистых частиц уменьшается, что приводит к замедлению образования каверн. При использовании промывочной жидкости на нефтяной основе каверны обычно не образуются. Против соляных и гипсовых пород из-за растворения этих пород водой промывочной жидкости наблюдается увеличение диаметра скважины. Иногда увеличение диаметра скважины наблюдается и против трещиноватых пород, которые могут быть ослаблены по механической прочности в процессе бурения. Номинальный диаметр скважины отвечает крепким породам – известнякам, доломитам, плотным песчаникам.
Оседание глинистых частиц против проницаемых пластов в результате фильтрации бурового раствора в пласт приводит к образованию глинистой корки на стенке скважины, что приводит к уменьшению диаметра скважины на кавернограмме. Толщина глинистой корки изменяется от нескольких мм до 5 см и более.
Знать фактический диаметр скважины необходимо для расчета затрубного пространства при цементировании обсадных колонн, выбора места установки башмака колонны, фильтров, пакеров и испытателей пластов, а также для контроля технического состояния скважины в процессе бурения.
Кавернометрия в основном используется для выделения пластов горных пород и определения их литологического состава. Диаметр скважины измеряется с помощью каверномеров, которые различаются по своим конструктивным особенностям. Наибольшее распространение имеют каверномеры с 4 рычагами, попарно расположенными во взаимноперпендикулярных плоскостях. Электрические сигналы от каверномеров, передаваемые на каротажную станцию, регистрируются в виде кавернограммы. Каверномер представляет сведения о среднем диаметре скважины. Для более детального изучения формы сечения диаметра скважины применяют каверномеры-профилемеры, которые позволяют измерять диаметры скважин в двух взаимноперпендикулярных плоскостях с выдачей значений их полусумм.
Контроль качества цементирования скважин
После окончания бурения в скважину как правило спускают обсадные колонны, а затрубное пространство между стенками скважины и внешней поверхностью обсадной колонны заливают цементом. Цементирование затрубного пространства необходимо для разобщения отдельных пластов с целью устранения перетока различных флюидов из одного пласта в другой. Высококачественное цементирование обсадных колонн позволяет однозначно судить о типе флюида, насыщающего породу (нефть, газ, вода, нефть+вода и т.д.), правильно подсчитать запасы НиГ и эффективно осуществлять контроль разработки месторождения.
О высоком качестве цементирования обсадных колонн свидетельствуют следующие показатели:
- соответствие подъема цемента в затрубном пространстве к проектной высоте подъема;
- наличие цемента в затрубном пространстве в затвердевшем состоянии;
- равномерное распределение цемента в затрубном пространстве;
- хорошее скрепление цемента с колонной и породами.
Качество цементированная обсадных колонн контролируется методами термометрии и радиоактивных изотопов, гамма-гамма каротажем ГГК и акустическим каротажем АК.
|
|
|
При контроле качества цементирования обсадных колонн по методу ГГК используют дефектомер-толщиномер, при непрерывном перемещении которого по стволу скважины регистрируется круговая цементограмма и толщинограмма, а при его остановке на определенной глубине – дефектограмма, характеризующая изменение интенсивности рассеянного гамма-излучения по окружности.
Применение АК для изучения качества цементирования затрубного пространства основано на различии затухания и скорости распространения упругих колебаний в зависимости от плотности сцепления каменного цемента с колонной и стенками скважины. Качество цементирования оценивается по трем параметрам: Ак – амплитуда продольной волны в колонне, Ап – амплитуда продольной волны в породе, tп – время распространения продольной волны в породе. Запись этих трех параметров осуществляется акустическими цементомерами типа АКЦ.
По диаграмме АКЦ определяют:
- высоту подъема цемента за колонной;
- наличие или отсутствие цемента за колонной;
- присутствие каверн, каналов и трещин в цементном камне;
- качество сцепления цемента с колонной и стенкой скважины.
Качество цементирования оценивается поинтервально с выдачей следующих характеристик:
1) Наличие в затрубном пространстве цементного камня, жестко связанного с колонной – хорошее сцепление;
2) Неполное заполнение затрубного пространства цементным камнем или плохая связь с колонной – плохое сцепление;
3) Чередование участков, хорошо и плохо сцементированных, - частичное сцепление;
4) Отсутствие сцепления цементного камня с колонной или вообще отсутствие цемента в колонне.
