Проблемы геофизических исследований горизонтальных скважин

При общем росте объема бурения горизонтальных скважин увеличение добычи нефти чаще всего не соответствует ожидаемому уровню. К основным причинам снижения эффективности бурения горизонтальных скважин следует отнести сложность учета неоднородности коллекторских свойств даже при условии, что бурение осуществляется на месторождениях с детально изученным геологическим разрезом.

Сложность решения задач по результатам геофизических исследований действующих горизонтальных скважин (ДГС) обусловлена многофазностью потока, немонотонностью траектории ствола скважины на горизонтальном участке (наличие восходящих и нисходящих участков в колонне). В данных условиях фазовая неоднородность возникает по длине и по сечению скважины (на горизонтальном участке). Такой характер потока и условия измерений при использовании геофизических методов и методик, разработанных для вертикальных скважин, существенно затрудняют решение практических задач. Однако при постоянном росте объемов бурения эксплуатационных горизонтальных скважин необходимость исследования ДГС возрастает. В связи с отсутствием специальной аппаратуры и методики производственные геофизические предприятия вынуждены исследовать ДГС обычными, разработанными для вертикальных скважин (традиционными), методами. При этом затраты средств и времени значительно выше по сравнению с работой в скважинах. Возникает вопрос об информативности традиционных геофизических методов и о том, какое методы можно применять при исследованиях, а какие не следует ввиду их низкой информативности.

Информативность геофизического метода определяется возможностью использования полученной информации для решения какой-либо определенной задачи. Если метод дает полезную информацию даже при решении одной задачи, следует говорить об информативности метода при исследованиях данной скважины. Оценка информативности методов осуществляется на основе обобщения и анализа результатов, полученных при производственных и опытно-методических работах в скважинах месторождений.

Для исследований обычно применяют несколько типов аппаратуры: ННК-Т, термометрия, манометрия, расходометрия механическая и термокондуктивная, влагометрия и индукционная резистивиметрия, акустическая шумометрия, ГК и магнитная локация муфт. При комплексной интерпретации результатов исследований в обязательном порядке привлекаются данные электрометрии открытого ствола и данные инклинометрии. Последнее очень важно, поскольку интерпретация результатов геофизических исследований в ДГС без учета траектории скважины в продуктивном пласте сильно затруднена. Данные перечисленных методов позволяют решать следующие задачи в горизонтальном стволе:

Определение притоков флюида в колонне. Наиболее достоверные результаты обеспечивают данные термометрии, поскольку информация связана с эффектом калометрическоого смешивания потока флюида, поступающего из щели (перфорации) с потоком флюида, находящегося в колонне.

Определение движения флюида в колонне. Использование ННК-Т, ВГД и РИС основано на их чувствительности к составу флюида в колонне и измерению границ раздела по составу при сопоставлении замеров в остановленной и работающей скважине. Достоверность результатов этих методов достаточно высока.

Определение работающих участков пласта (газом). Показания термометрии основаны на использовании эффекта дросселирования газа в пласте при потоке в скважину. В данном случае очень информативны замеры в остановленной и работающей скважине. Основной признак – снижение температуры при поступлении газа. Шумометрия решает задачу  лишь в случае применения спектральной модификации (на высоких частотах).

Определение состава притекающего в колонну флюида. О составе поступающего флюида судить по геофизическим данным в большинстве случаев практически невозможно. Однако при благоприятных условиях возможно решение задачи методами ВГД, РИС и ННК-Т.

Определение состава флюида в колонне. С высокой степенью достоверности задача решается по данным ННК-Т, ВГД, РИС и даже СТИ.

Определение заколонных перетоков газа и воды. По данным термометрии информативность связана с изменением условий теплообмена в интервалах перетока, что приводит к изменению наклона температурной кривой. Достоверность достаточно высока. Шумометрия решает задачу только для газа и при работе спектральным шумомером.

Определение траектории скважины. Манометрия в остановленной скважине хорошо коррелирует с данными инклинометрии по изменению давления.

Определение забойного давления и депрессии (репрессии) на пласт. Достоверность манометрии высокая.

Определение местоположения пакера за колонной и щелей (перфорации) в колонне. По данным магнитного локатора муфт достаточно хорошо отмечается наличие пакера и щелей по изменению магнитного потока в этих интервалах.

Определение газонефтяного контакта в породе. Задача решается только по данным ННК-Т с достаточной достоверностью.

Результаты анализа скважинных материалов показывают, что наиболее информативным геофизическим методом является термометрия, при этом получаемая информация наиболее достоверная. Достоверные результаты дают также методы состава, нейтронного каротажа, манометрии и локатора муфт. Расходометрия и акустическая шумометрия, к сожалению, не всегда эффективны.

При исследовании многофазных потоков в горизонтальных скважинах отсутствие информации каких-либо методов может быть связано с недостаточностью знаний специалистов о тех или иных процессах в скважине. Поэтому дальнейшая разработка методик исследований и интерпретация геофизических данных, полученных в действующих горизонтальных скважинах, позволит существенно повысить достоверность результатов измерений.