Геофизическое исследование скважин

Вопросы:

1.1 Физические основы метода

1.2 Особенности используемой аппаратуры

1.3 Регистрируемый параметр

1.4 Литологическая колонка (глина, песчаник, доломит, глина, известняк)

Поведение в литологической колонке (как каждый из методов реагирует на эту породу) и какие единицы измерения

1.5 Решаемые задачи

1.6 Достоинства и недостатки

Методы:

1.1 Измеряется электрическое сопротивление пород на разных удалениях от скважины комплектом зондов.

1.2 Аппаратура с пятью зондами, последовательно возрастающих размеров.

1.3 Удельное электрическое сопротивление (Ом·м). где R — сопротивление, ρ — удельное сопротивление, L — длина, S — площадь поперечного сечения.

1.4 Глина — низкое, песчаник — высокое, доломит и известняк — высокое; ед. изм. Ом·м.

1 – глина; 2- песчаник

1.5 Выделение проницаемых коллекторов, оценка инвазированной зоны.

1.6 + Глубокое зондирование; – сложность интерпретации при неоднородностях.

1.1 Измеряет горизонтальное сопротивление пород.

1.2 Боковой зонд с электродами на одном уровне.

1.3 Удельное сопротивление (Ом·м). где R — сопротивление, ρ — удельное сопротивление, L — длина, S — площадь поперечного сечения.

1.4 Песчаник — среднее, глина — среднее, доломит и известняк — высокое; ед. изм. Ом·м.

1 – карбонатные породы (доломит); 2 – песчаник; 3 – глина (аргиллит); 4 – коллектор

1.5 Выявление горизонтальной проницаемости.

1.6 + Чувствителен к проницаемым зонам; – чувствителен к кавернам.

1.1 Измерение сопротивления металлических элементов (например, колонны).

1.2 Резистивные датчики.

1.3 Сопротивление (Ом). R=U/I, R — сопротивление, U — напряжение, I — ток

1.4 Не применяется к горным породам напрямую.

1.5 Диагностика технического состояния оборудования.

1.6 + Простота; – ограниченное применение.

1.1 Основана на измерении диаметра скважины.

1.2 Механические или ультразвуковые профилеметры.

1.3 Диаметр скважины (мм).

1.4 Глина — склонна к набуханию (расширение), песчаник, доломит, известняк — стабильны. Ед изм: см

1 – карбонатные породы (доломит); 2 – песчаник; 3 – глина (аргиллит); 4 – коллектор

1.5 Определение каверн, обрушений.

1.6 + Выявляет нестабильные участки; – не определяет литологию.

1.1 Основан на индукции вихревых токов в породе.

1.2 Индукционные катушки и приёмники.

1.3 Электропроводность (См/м) или сопротивление (Ом·м).

где R — сопротивление, ρ — удельное сопротивление, L — длина, S — площадь поперечного сечения.

Удельная электрическая проводимость:

1.4 Глина — высокая проводимость, песчаник, доломит, известняк — низкая; ед. изм. Ом·м. 1 — глина; 2 — пористые песчаники; 3 — плотные песчаники;

1.5 Измерение сопротивления в обсаженных/промытых скважинах.

1.6 + Работает в обсаженных скважинах; – ниже точность в сухих породах.

1.1 Акустический каротаж основан на разной скорости распространения упругих волн от источника к приемнику прибора (V, м/сек).

1.2 Передатчики и приёмники ультразвука.

1.3 Время пробега акустической волны (мкс/фут). интервальное время — время пробега волны на единицу длины Δt (мкс/м), определяется по формуле 1/V;

1.4 Глина — средний, песчаник — быстрый, доломит и известняк — медленный; ед. изм. мкс/м. Δt

1 – карбонатные породы (доломит); 2 – песчаник; 3 – глина (аргиллит); 4 – коллектор

1.5 Оценка пористости и механических свойств.

1.6 + Высокая разрешающая способность; – чувствительность к кавернам.

1.1 Основан на измерении угла наклона и азимута ствола скважины.

1.2 Гироскопические или магнитные датчики.

1.3 Углы наклона и азимута (градусы).

1.4 Не зависит от литологии.

1.5 Определение траектории скважины.

1.6 + Высокая точность; – не определяет свойства пород.

1.1 Измеряет микросопротивление стенки скважины.

1.2 Малый электрод с плотным контактом со стенкой.

1.3 Сопротивление (Ом·м). где R — сопротивление, ρ — удельное сопротивление, L — длина, S — площадь поперечного сечения.

1.4 Глина — средний, песчаник — средний, доломит и известняк — высокое; ед. изм. Ом·м.

БМК

1 – карбонатные породы (доломит); 2 – песчаник; 3 – глина (аргиллит); 4 – коллектор

1.5 Определение коллекторов, не затронутых промывочной жидкостью.

1.6 + Высокое разрешение; – требует плотного контакта с породой.

1.1 Измерение электрического сопротивления с высокой детализацией.

1.2 Мелкомасштабные зонды.

1.3 Удельное сопротивление (Ом·м). где R — сопротивление, ρ — удельное сопротивление, L — длина, S — площадь поперечного сечения.

1.4 Глина — низкое, песчаник — среднее, доломит и известняк — высокое; ед. изм. Ом·м.

1- известняк; 2 – песчаник; 3 - глина

1.5 Детализация структуры породы, границ слоёв.

1.6 + Высокая детализация; – чувствительность к стенке скважины.

1.1 Основан на измерении естественного гамма-излучения горных пород.

1.2 Используются сцинтилляционные или газоразрядные счётчики. (Счетчик Гейгера или сцинтилляционный детектор.)

1.3 Регистрируется интенсивность природного гамма-излучения (в имп/с).

1.4 Глина — высокое излучение, песчаник/известняк — низкое, доломит — среднее; ед. изм. – имп/с.

1-песчаник нефтеносный; 2-глина; 3-известняк глинистый; 4-известняк; 5 - алевролит глинистый

1.5 Выделение глинистых прослоек, корреляция разрезов.

1.6 + Простота и скорость, не требует источников; – малая глубина зондирования, влияние радионуклидов.

1.1 Основан на регистрации гамма-излучения, вызванного замедлением нейтронов в породах.

1.2 Источник нейтронов (ам-бериллиевый), сцинтилляционный детектор.

1.3 Регистрируется поток гамма-квантов, отражающий водонасыщенность. Плотность водорода (косвенно — пористость), имп/с.

1.4 Глина — высокая, песчаник — средняя, доломит и известняк — низкая, если сухие; ед. изм. имп/с.

1-песчаник нефтеносный; 2-глина; 3-известняк глинистый; 4-известняк; 5 - алевролит глинистый

1.5 Определение водонасыщенности, пористости.

1.6 + Чувствителен к воде и нефти; – требует радиационного источника.

1-глина; 2-известняк плотный; 3- песчаник; 4-известняк глинистый; 5-аргиллит; 6-алевролит.

Гамма-гамма каротаж (плотностный ГГКП)

1.1 Основан на рассеянии гамма-излучения на электронах породы. Породы облучают источником жестких гамма-квантов.

1.2 Источник гамма-излучения (Cs-137) и детектор.

1.3 Регистрируется плотность породы (г/см³).

1.4 Глина — высокий, песчаник — высокий, известняк -низкий , имп/мин.

1.5 Определение плотности, пористости.

Гамма-гамма каротаж (селективный ГГКС)

1.1 Основан на рассеянии гамма-излучения на электронах породы. , породы облучают источником мягких гамма-квантов с энергией менее 0,3—0,4 МэВ.

1.2 Используется специальный детектор гамма-излучения, настроенный на определенные диапазоны энергии, что позволяет выделить информацию о плотности и составе слоев с высоким уровнем точности.

1.1 Основан на ядерном магнитном резонансе водорода в порах.

1.2 Магнитно-резонансный зонд, создающий радиочастотное поле.

1.3 Объем свободной/связанной воды, времена T₁ и T₂. Используется формула, основанная на измерении времени поперечной релаксации T2​ ядер водорода в поровом флюиде.

1.4 Глина — короткие (связанная вода) (низкая), песчаник — длинная, высокая доломит/известняк — средняя, низкая; пористость (%).

1.5 Оценка подвижности флюида, эффективной пористости, выяснения характера насыщения пластов.

1.6 + Даёт параметры флюидонасыщенности; – высокая стоимость и чувствительность к шуму.

Каротаж сопротивлений (КС)

1.1 Измеряется электрическое сопротивление горных пород, что позволяет оценить их проницаемость, влажность и состав. Применяется для выделения водонасыщенных и малопроницаемых слоев.

1.2 Используются электродные зондирующие устройства, которые измеряют электрическое сопротивление через проводящие пути между зондами.

1. Сопротивление (Ом). R=U/I, R — сопротивление, U — напряжение, I — ток

1.5 Оценка проницаемости пород, выявление водонасыщенных слоев, определение зон с различными физико-химическими свойствами.

- Ограниченная интерпретация в сложных литологических условиях.

Каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС)

1.1 Измеряется изменение потенциала, возникающее в результате самопроизвольной поляризации пород, что позволяет выявить наличие определенных минералов и их гидрогеологические свойства.

1.2 Используются электроды для измерения самопроизвольных электрических потенциалов, возникающих в породах под воздействием внешних факторов (например, температуры и влажности).

1.5 Выявление минералов, способных к самопроизвольной поляризации, а также оценка зон с повышенной водонасыщенностью или различными электрическими свойствами.

1.6 +Высокая чувствительность к минералам с хорошими поляризационными свойствами.

- Ограниченная интерпретация в глинистых и очень водонасыщенных слоях.

1.1 АКЦ — акустическое затухание; СГДТ — плотность цемента по гамма-излучению.

1.2 Акустический преобразователь или гамма-источник и детектор.

1.3 Амплитуда сигнала/плотность (дБ, г/см³).

1.4 Не зависит от литологии, оценивается качество зацементирования.

1.5 Контроль качества цемента за обсадной колонной.

1.6 + Позволяет обнаружить разцементировку; – неоднозначность при неоднородностях.

1.1 Основан на регистрации магнитных аномалий от муфт.

1.2 Высокочастотные магнитометры.

1.3 Местоположение муфт (глубина, м).

1.4 Не зависит от литологии.

1.5 Определение точного положения муфт для спуска инструмента.

1.6 + Высокая точность; – чувствительность к помехам.

1.1 Основан на измерении естественной или искусственно изменённой температуры.

1.2 Электронные или механические термометры.

1.3 Температура (°C).

1.4 Влияет проницаемость пород: песчаник — хорошо проводит, глина — изолятор.

1.5 Обнаружение притоков, герметичности колонны.

1.6 + Простота метода; – возможны ошибки при нестабильных условиях.

1.1 Основан на индуцировании токов и измерении их отклика в металле.

1.2 Используются электромагнитные катушки и датчики. Формула (индукция): ,где Ф – магнитный поток.

1.3 Толщина стенки трубы, наличие дефектов (мм).

1.4 Не зависит от литологии.

1.5 Контроль состояния обсадных колонн.

1.6 + Высокая чувствительность к коррозии и трещинам; – неэффективен при толстостенных колоннах.