Контроль за разработкой нефтяных и газовых месторождений геофизическими методами

    1.8. Метод плотнометрии 

    Плотностной гамма-каротаж применяют:

• для определения состава жидкости в стволе скважины;
• выявления интервалов и источников обводнения; выявления интервалов притоков в скважину нефти, газа и воды при оценке эксплуатационных характеристик пласта (в комплексе с методами расходометрии и термометрии).

    Ограничения заключаются в сильной зависимости показаний от состава многофазной продукции и структуры потока флюида в стволе скважины. 

Физические  основы метода 

    Гамма-гамма-плотнометрия основана на регистрации интенсивности  проходящего через скважинную среду  излучения от ампульного изотопного гамма-источника. Интенсивность регистрируемого излучения определяется поглощающими свойствами скважинной среды и находится в обратной зависимости от плотности смеси в стволе скважины. 

Аппаратура 

Компенсированный  измерительный зонд ГГК содержит ампульный источник и два детектора гамма-излучения. Зонд располагают на выносном башмаке, который в процессе исследований прижимают к стенке скважины рабочей поверхностью, или в защитном кожухе скважинного прибора, когда к стенке скважины прижимают весь прибор.

    Комплексируют в одном приборе с ГК, в сборке- с другими методами оценки «притока-состава». 

    1.9. Метод меченого  вещества 

    Методом меченого вещества решаются следующие  задачи:

• выявление затрубных циркуляций, поглощающих (отдающих) пластов, нарушений герметичности колонн;
• определение профиля приемистости и работающих мощностей с целью контроля за работой нагнетательных скважин, получения исходных данных и контроля за результатами воздействия на призабойную зону с целью интенсификации закачки воды или добычи нефти (гидроразрыв, кислотная или термическая обработка и т.д.);
• выявление обводненных интервалов разрабатываемых нефтяных пластов, положения водонефтяного контакта и оценка остаточной нефтенасыщенности прискважинной части пласта;
• выявление гидродинамической связи между отдельными пластами по площади месторождения;
• определение скорости и направления движения закачиваемого флюида.

 

Физические  основы метода 

Сущность  метода меченого вещества состоит в том, что в горные породы или в скважинный флюид вводятся вещества, обладающие различными аномальными физическими  свойствами относительно окружающей среды, наличие которых надежно выделяется промыслово-геофизическими методами.

    В качестве меченого вещества могут использоваться радиоактивные изотопы (метод радиоактивных  изотопов) и вещества, обладающие аномально  высоким сечением захвата тепловых нейтронов(нейтронный метод меченого вещества). В первом случае измерения в скважине проводят методом ГК, во втором случае – методом ИНК.

    Метод меченого вещества является одним из наиболее трудоемких и дорогостоящих  методов контроля за разработкой нефтяных месторождений. Его применение оправдано лишь в тех случаях, когда другими методами задача надежно не решается.  

Аппаратура 

    В качестве радиоактивных изотопов используют элементы, дающие жесткое гамма-излучение, растворяющиеся в применяемой жидкости, характеризующиеся относительно небольшими периодами полураспада и обладающие необходимыми адсорбционными свойствами. Чаще всего используются следующие изотопы: ⁵⁹Fe, ⁹⁵Zr, ¹³¹I, ⁵¹Cr.

    Измерительная аппаратура и методика проведения замеров  в методе индикации радиоактивными изотопами не отличаются от применяющихся  в гамма-методе.

    Применение  радиоактивных изотопов для исследования скважин связано с опасностью облучения. Это препятствие может быть устранено, если в качестве меченой жидкости использовать не радиоактивные элементы, а элементы с аномальными нейтронными характеристиками. Такими элементами являются хлор, бор и кадмий, активно поглощающие тепловые нейтроны(большое сечение захвата) и обладающие высокой гамма-активностью(эффективной эмиссирующей способностью) радиационного захвата нейтронов(особенно хлор). 

    1.10. Метод электромагнитной  локации муфт. 

    Метод электромагнитной локации муфт применяют:

• для установления положения замковых соединений прихваченных бурильных труб;
• определения положений муфтовых соединений обсадной колонны;
• точной привязки показаний других приборов к положению муфт;
• взаимной привязки показаний нескольких приборов;
• уточнения глубины спуска насосно-компрессорных труб;
• определения текущего забоя скважины;
• в благоприятных условиях – для определения интервала перфорации и выявления мест нарушения (разрывы, трещины) обсадных колонн.

Физические  основы метода 

    Метод электромагнитной локации муфт (ЛМ) основан на регистрации изменения магнитной проводимости металла бурильных труб, обсадной колонны и насосно-компрессорных труб вследствие нарушения их сплошности. 

Аппаратура

    Детектор (датчик) локатора муфт представляет собой  дифференциальную магнитную систему, которая состоит из многослойной катушки с сердечником и двух постоянных магнитов, создающих в катушке и вокруг нее постоянное магнитное поле. При перемещении локатора вдоль колонны в местах нарушения сплошности труб происходит перераспределение магнитного потока и индуцирование ЭДС в измерительной катушке.

    Активный  локатор муфт содержит две катушки, каждая из которых имеет возбуждающую и приемную обмотки. Под воздействием переменного магнитного поля, генерируемого  подачей переменного напряжения на возбуждающие обмотки, в приемных обмотках возникает переменное напряжение, которое зависит от магнитных свойств окружающей среды. Информативным параметром служит разность напряжений на приемных обмотках, которая зависит от сплошности среды. 
 

    1.11. Метод электромагнитной дефектоскопии и толщинометрии. 

Задачами  исследований являются

• выявление местоположения башмака и муфт обсадной колонны (кондуктора, технической), размещенной за колонной, в которой ведутся исследования;
• определения толщины стенок обсадных труб;
• выявления положения и размеров продольных и поперечных дефектов, смятий и разрывов отдельных труб;
• оценка положения муфтовых соединений и качества свинчивания труб в муфтах.

    Ограничением  метода является сильное влияние  на чувствительность прибора зазора между электромагнитным датчиком и внутренней поверхностью трубы, что требует применения сменных зондов для труб различного диаметра. 

Физические  основы метода 

    Электромагнитная  дефектоскопия и толщинометрия  основаны на изучении характеристик  вихревого электромагнитного поля, возбуждаемого в обсадной колонне генераторной катушкой прибора. 

Аппаратура 

    В аппаратуре ЭМДСТ-МП используется 17 параметров дефектоскопа и 2 параметра термометра. Конкретный набор параметров определяется задачей при исследовании скважины и конструкцией скважины.

    Д1-Д25 – первичные данные по которым  определяются локальные дефекты  из который автоматически выбираются необходимые значения для расчета  стенок труб в зависимости от конструкции  скважины.

    Т–  измеритель абсолютной температуры  в цифровом значении.

    дТ– высокочувствительный индикатор температуры  с возможностью регистрации в  одном из 4-х режимов: 0.25С; 0.5С; 1.0С; 2.0С на шкалу. Использование этого  параметра позволяет выявлять интервалы  негерметичности колонн и интервалы  заколонных перетоков. 
 

    1.12. Метод гамма-гамма  цементометрии. 

    Гамма-гамма-метод  позволяет:

• установить высоту подъема цемента;
• определить наличие цемента и характер его распределения в интервале цементации;
• фиксировать наличие переходной зоны от цементного камня к раствору (гель-цемент);
• выявить в цементном камне небольшие раковины и каналы;
• определить эксцентриситет колонны.

Физические  основы метода 

    Этот  метод контроля за качеством цементирования обсадных колонн основан на регистрации  рассеянного гамма-излучения при  прохождении гамма-квантов через изучаемые среды различной плотности. Поскольку цементный камень и промывочная жидкость значительно различаются по плотности, а интенсивность вторичного гамма-излучения находится в обратной зависимости от плотности, то на регистрируемой кривой ГГМ достаточно четко выделяются участки с цементом и без него. 

Аппаратура 

    Для контроля качества цементирования обсадных колонн может применяться одноканальная  аппаратура с регистрацией одной  кривой ГГМ, трехканальная с регистрацией трех кривых ГГМ (три индикатора расположены под углом 120°), четырехканальная с регистрацией четырех кривых ГГМ (четыре индикатора расположены под углом 90°) и одноканальная с зондом, коллимированным по радиальному углу в пределах 30—50° и вращающимся в процессе измерений с заданной угловой скоростью при подъеме прибора. 

    1.13. Метод акустической  цементометрии. 

Метод акустической цементометрии (АКЦ) применяют:

• для установления высоты подъема цемента;
• определения степени заполнения затрубного пространства цементом;
• количественной оценки сцепления цемента с обсадной колонной и качественной оценки сцепления цемента в горной породой.

Ограничения этого метода связаны  с исследованиями высокоскоростных разрезов (V>5300 м/с), в которых первые вступления при хорошем и удовлетворительном цементировании относятся к волне, распространяющейся в породе; при скользящем контакте цементного камня с колонной, когда волна распространяется преимущественно по колонне; низкой чувствительности к отдельным дефектам цементного кольца. 

Физические  основы метода 

    Акустическая  цементометрия основана на измерении  характеристик волновых пакетов, создаваемых  источником с частотой излучения 20-30 кГц, распространяющихся в колонне, цементном камне и горных породах. В качестве информации используют:

• амплитуды или коэффициент эффективного затухания волны по колонне в фиксированном временном окне, положение которого определяется значением интервального времени распространения волны в колонне, равного 185-187 мкс/м;
• интервальное время и амплитуды или затухание первых вступлений волн, распространяющихся в горных породах;
• фазокорреляционные диаграммы.

 

Аппаратура 

    В приборах акустической цементометрии  используются короткие трехэлементные измерительные зонды с расстоянием  между ближайшим излучателем  и приемником от 0.7 до 1.5 м и базой зондов (расстояние между приемниками)- в пределах 0.3-0.6 м.

    Скважинный  прибор центрируется.

    Модуль  цементометрии комплексируют с  модулями ГК,ЛМ,термометрии, гамма-гамма-цементометрии  и толщинометрии. 
 

    1.14. Метод интегрального гамма-каротажа . 

    Гамма каротаж применяют для решения  следующих задач:

• выделения в разрезах скважин местоположения полезных ископаемых, отличающихся повышенной или пониженной гамма-активностью;
• литологического расчленения и корреляции разрезов осадочных пород;
• выделения коллекторов;
• оценки глинистости пород;
• массовых поисков радиоактивного сырья;
• в обсаженных скважинах – для выявления радиогеохимических аномалий, образующихся в процессе вытеснения нефти водой;
• увязку по глубине данных всех видов ГИС в открытом и обсаженном стволе.