Техника безопасности при спуско-подъемных операциях

       Радиоактивные элементы в виде растворимых солей  урана, радия и газообразного  радона находятся в природных  водах. Наибольшая концентрация их наблюдается  в воде океанов, морей, рек и озер. В водах, омывающих урановые месторождения, концентрация радия и урана повышается на 2—3 порядка, резко увеличивается содержание радона. Речная вода ежегодно выносит в океан около 104 т урана, который оседает в донных отложениях, переходя из них в осадочные породы. В водах нефтяных месторождений по мере приближения к залежи содержание радия увеличивается до 10"⁸ г/л, а урана — уменьшается до  10"⁷ г/л.

       2.1.2 Влияние геологических факторов на физические свойства пород.

       В период образования и последующего развития горные породы испытывают влияние различных факторов — температуры, давления и водных растворов солей. В результате происходит изменение строения и состава горных пород, меняются их физические  свойства.

       При большом давлении уменьшается пористость горной породы. Это ведет к уменьшению газовой и жидкой фаз в горной породе и, следовательно, к повышению плотности, скорости распространения волн, теплопроводности. С повышением температуры скорость распространения волн понижается.

       Удельное  сопротивление сухих горных пород  с увеличением всестороннего давления уменьшается, что связано с закрытием пор и уменьшением непроводящей газообразной фазы. При действии давления на влажные горные породы удельное сопротивление увеличивается.

       Наиболее  существенное преобразование пород  вызывает глубинный (региональный) метаморфизм, охватывающий большие толщи пород на значительных территориях. В результате воздействий высоких температур и давлений на глубине карбонатные породы превращаются в мраморы, осадочные терригенные породы — в кристаллические сланцы, а при еще более глубоких изменениях — в гранито-гнейсы. Зерна пород часто приобретают ориентированность, сами породы — тонкую слоистость, за счет которых появляется анизотропность. У метаморфизованных пород возрастают плотность, удельное сопротивление, магнитность, скоростные свойства в тем большей степени, чем сильнее проявился региональный метаморфизм.

       Метаморфизм умеренных глубин проявляется более  локально и разнообразнее. За счет воздействия  внедрившихся интрузий возникают контактные изменения пород в виде контактных роговиков, вторичных кварцитов. На контактах интрузивов и карбонатных пород образуются скарны, в состав которых часто входят магнетит и рудные минералы вольфрама, меди и других металлов. С удалением от интрузива интенсивность контактных изменений постепенно ослабевает. Это дает возможность по возрастанию сопротивления за счет ороговикования и окварцевания, по росту магнитности вследствие скарнообразования не только закартировать зону этих изменений, но и оконтурить интрузивный массив, даже если он является «слепым».

       Плотность метаморфических горных пород определяется в основном их минеральным составом и пористостью. Удельное сопротивление по мере увеличения степени метаморфизма растет от 10³—10⁶ до 10^е—10⁸ Ом-м. С повышением степени метаморфизма наблюдается тенденция к увеличению скорости распространения волн.

       Косвенными  факторами, влияющими на изменение  физических свойств горных пород, являются их глубина залегания, структурное  положение, возраст. Горные породы, залегающие на больших глубинах или в антиклинальных структурах, длительное время подвергались воздействию высоких давлений и температуры. Поэтому они имеют низкую пористость, высокие значения плотности и скорости распространения упругих волн. По возрасту эти породы относятся к древним. Поскольку остаточное намагничение с течением времени уменьшается, то, изучая параметр Qв разных точках территории, можно разделять горные породы  по их возрасту. 

       2.1.3  Комплексы измерений для различных  геолого-технических условий.

       На  этапах оперативной интерпретации  и подсчета запасов нефти и  газа данные ГИС обеспечивают решение следующих задач: корреляцию и литологическое расчленение разрезов; выделение коллекторов и определение их эффективных мощностей; определение пористости коллекторов; выделение нефтегазонасыщенных пластов и определение коэффициентов нефтегазонасыщенности; определение положения контактов между различными флюидами.

       Набор исследований, позволяющий решать все  поставленные задачи с минимальными затратами, определяет оптимальный  комплекс геофизических исследований скважин в данном районе. С учетом сходства геологических и технических условий проведения работ в различных районах устанавливают типовые комплексы ГИС (Приложение А). В типовые комплексы включают также геофизические работы, не описанные в данном учебнике: отбор проб флюидов (ОПК) и образцов пород, измерение пластовых давлений (гидродинамический контроль — ГДК) приборами на кабеле и испытания пластов (ИП) испытателями на бурильных трубах.

       Структура типовых комплексов предусматривает  общие и детальные исследования с учетом типов коллекторов, свойств ПЖ и назначения скважин. Для реализации комплексов используют комплексные скважинные приборы, позволяющие выполнять одновременно несколько видов исследований.

       Типовые комплексы ГИС (Приложение А) включают в себя общие исследования, которые выполняются по всему стволу скважин В масштабе глубин 1 : 500, и детальные исследования перспективных на нефть и газ интервалов в масштабе глубин 1 : 200. В тонкослоистых разрезах детальные исследования осуществляются в масштабе глубин 1 : 100 или 1 : 50. Общие и детальные исследования подразделяются на основные, которые в большинстве случаев позволяют решать все поставленные геологические задачи, и дополнительные, информация которых необходима в отдельных случаях.

       Общие исследования предназначены для  корреляции разрезов скважин, выделения в них интервалов, перспективных на нефть и газ, а также для изучения технического состояния стволов скважин. Перечисленные задачи определяют объем исследований, состоящих из 4—6 видов: одной из модификаций ЭК (КС, БК или ИК), гамма-, нейтронного гамма- и газового каротажей, кавернометрии (или профилеметрии) и инклинометрии, В единичных скважинах выполняется термометрия.

       Детальные исследования предназначены для  полного изучения нефтегазосодержащих  коллекторов; в скважинах различного назначения в их состав входит до 5—12 видов исследований. Минимальное количество данных (5—6 видов исследований) требуется для выделения и оценки неглинистых терригенных коллекторов и карбонатных коллекторов с гранулярным типом пористости. Выделение и оценку коллекторов производят по диаграммам ПС, • МК и ДС, пористость определяют по данным АК или ГГК, оценку пефтегазонасыщенности выполняют по диаграммам БКЗ или комплекса коротких зондов Б КЗ с ИК. Комплекс исследований расширяется, достигая 10—12 видов, по мере усложнения коллекторов, к которым относят низкопористые (k_n < <10%), заглинизированные, засолоненные и карбонатизированные , терригенные, а также карбонатные трещинные и кавернозные коллекторы.

       Параметры   ПЖ   определяют   принципиальные   возможности электрических видов исследований,  играющих решающую роль выделении коллекторов и оценке их нефтегазонасыщенности. В скважинах, заполненных пресными жидкостями, создаются   благоприятные  условия  для   измерения сопротивления с помощью БКЗ, ИК, МК; эффективным средством литологического расчленения служат потенциалы ПС. При вскрытии разрезов на высокоминерализованных ПЖ  из электрических видов каротажа в комплексе остаются только  БК   и   БМК;  полностью  выполаживаются   кривые  ПС. В скважинах, пробуренных на непроводящих ПЖ, приготовленных на основе нефти или нефтепродуктов, удельные сопротивления пород измеряют с помощью ИК.

       Образование глинистых корок против проницаемых  пород способствует выделению коллекторов  в скважинах, пробуренных  использованием глинистых пресных и минерализованных ПЖ (глинистые корки и положительные приращения на кривых МК при пресных растворах) или комплекса БМК—БК служат убеди тельным признаком гранулярных коллекторов. В случае неглинистых ПЖ эти признаки отсутствуют, кривые МК и БМК становятся чрезмерно изрезанными. На неглинистых ПЖ невозможно также проведение ЯМК.

       Назначение  скважин определяет полноту комплексов ГИС. Наиболее полно документируются  поисковые скважины, предназначенные  для выявления на новых площадях перспективных на нефть и газ интервалов и оценки их продуктивности. В разведочных скважинах, которые бурятся для детального изучения уже выявленных продуктивных интервалов, используется меньший комплекс ГИС: основное внимание уделяется определению эффективных мощностей, определению коэффициентов пористости и нефтегазонасыщенности коллекторов. Наименьший комплекс требуется для эксплуатационных скважин в контуре нефтегазонасыщенности, исследования которых направлены на определение положения коллекторов, свойства которых известны.

       На  основе типовых комплексов для отдельных  районов составляют обязательные комплексы  ГИС, в которые включают виды каротажа, обеспеченные аппаратурой. Размеры  измерительных зондов, типы аппаратуры, методика измерений (этапность исследований, скорость и масштабы записей и т. д.) устанавливают в каждом районе с учетом конкретных условий и в соответствии с требованиями «Технической инструкции по проведению геофизических исследований в скважинах».

       Так как исследование проводится в эксплуатацинной скважине с пресным промывочной жидкостью, целью проведения исследований является литологическое расчленение разреза, может быть применен комплекс исследований: КС, ПС, ГК, НГК. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.2. Физические основы выбранных  методов.

       Физические основы метода самопроизвольной поляризации.

       Методы  потенциалов собственной поляризации  горных пород основаны на изучении естественного стационарного электрического поля в скважинах, образование которого связано c физико-химическими процессами, протекающими на поверхностях раздела скважина — породы и между пластами различной литологии. На поверхностях раздела образуются двойные электрические слои, различные потенциалы которых создают определенные величины напряженности электрического поля между горными породами и скважиной.

       Потенциалы  собственной поляризации пород  обусловлены следующими физико-химическими  процессами: 1) диффузией солей из пластовых вод в промывочную  жидкость и наоборот, а также адсорбцией ионов на поверхности минеральных  частиц горной породы; 2) фильтрацией вод из промывочной жидкости в породы и пластовых вод в скважину; 3) окислительно-восстановительными реакциями, происходящими в породах и на к такте их с промывочной жидкостью и металлами.

       Способность горных пород поляризоваться под  действием указанных физико-химических процессов называется естественной  электрохимической активностью. В результате этих процессов возникают  диффузионно-адсорбционные U_да, фильтрационные U_ф и окислительно-восстановитель U_ф потенциалы.

       Величина  и знак потенциалов U_да, U_ф и U_ов определяются соотношениями минерализации пластовых вод и фильтрата промывочной жидкости, минеральным составом и структурой горных пород и другими факторами. Измерение потенциалов естественного электрического поля дает возможность получить информацию о литологии разреза скважин и коллекторских свойствах пород, о наличии в них полезных ископаемых.

       Образование диффузионного потенциала

           Как известно, на контакте двух  водных растворов солей с разной  минерализацией (отличающихся концентрацией и химическим составом) возникает процесс диффузии. Растворенное вещество из более концентрированного раствора переходит в менее концентрированный.  Так как растворенное вещество присутствует в растворе в виде ионов, диффузия сводится к их движению. Ионы разного знака передвигаются с разной скоростью. В результате в одном из контактирующих растворов оказывается избыток анионов, а в другом - избыток катионов, что приводит к образованию ЭДС, называемой диффузионным потенциалом. Диффузионный потенциал самопроизвольной поляризации в скважине Ед – это электродвижущая сила, возникающая на контакте растворов различной минерализации. При непосредственном ( свободном) контакте водных растворов солей возникает свободный диффузионный потенциал Ес. Его величина зависит от состава и концентрации контактирующих растворов.   Промывочная жидкость и пластовая вода в первом приближении являются растворами хлористого Na – NaCl. При их непосредственном контакте в процессе диффузии анион Cl перемещается с большей скоростью, чем катион Na. Возникает диффузионный потенциал, причем более концентрированный заряжен положительно (имеет более высокий потенциал). Если концентрации ПВ и ПЖ одинаковы, диффузионные потенциалы в скважине не образуются.