ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Геофизические исследования в скважинах
1 Цель работы
скважина геофизическийисследование
Ознакомлениес промыслово-геофизической аппаратурой и оборудованием, технологией проведениягеофизических исследований на скважине, способами измерения и регистрациигеофизических параметров.
2 Общая характеристика промыслово-геофизической аппаратуры и оборудования
Геофизические исследования в скважинах служат для изучениягеологических разрезов скважин, выявления и промышленной оценки полезныхископаемых, изучения технического состояния скважин и контроля процессаразработки нефтяных и газовых месторождений. С помощью геофизическогооборудования в скважинах проводят сложные работы, связанные с испытанием ивскрытием продуктивного пласта, отбором грунтов и проб пластовых флюидов, ликвидациейаварий бурильного инструмента.
Для решения перечисленных выше задач промысловая геофизикарасполагает значительным арсеналом геофизических методов, основанных наизучении электрических, магнитных, ядерных, упругих и других свойств горныхпород. Комплекс ГИС определяется целевым назначением скважин, особенностямигеологического разреза, условиями бурения и характером ожидаемой геологическойинформации.
Геофизические исследования в скважинах проводятся с помощьюспециальных установок, которые включают наземную и глубинную аппаратуру,соединенную между собой каналом связи— геофизическим кабелем, а такжеспуско-подьемный механизм, обеспечивающий перемещение глубинных приборов постволу скважины. Эти установки называют автоматическими каротажными станциями.
Наземная аппаратура, включающая совокупность измерительнойаппаратуры, источников питания, контрольных приборов и скомпонованная в видеотдельных стендов, смонтированных в специальном кузове, установленном на шассиавтомобиля, носит название лаборатории каротажной станции.
Под скважинной и геофизической аппаратурой понимают совокупностьизмерительных устройств, предназначенных для определения различных физическихпараметров в скважине. В большинстве случаев комплект скважинной аппаратурывключает в себя датчик (зонд), располагающийся вне скважинного прибора иливходящий в его состав, передающую часть телеизмерительной системы, находящуюсявнутри гильзы скважинного прибора, кабель и приемную часть телеизмерительнойсистемы на поверхности. Информация со скважинного прибора и преобразуется паповерхности в геофизические диаграммы, отнесенные к глубине интерваларегистрации.
Конструктивные особенности того или иного прибора определяютсяфизическими основами метода, скважинными условиями и технологией проведенияработ. Комплексные и комбинированные скважинные приборы с использованиеммногоканальных телеизмерительных систем позволяют за одни спуск-подъемрегистрировать одновременно несколько физических параметров. Наибольшеераспространение получили комплексные четырехканальные приборы на одножильномкабеле с частотной модуляцией сигнала и частотным разделением каналов.Скважинные приборы работают в условиях высоких давлений (до 120 МПа),температуры (до 250°С) и химически агрессивной внешней среды (растворы солей,нефть, газ и т. п.). При перемещении по стволу скважины они испытываютмеханические воздействия.
Спуск и подъем скважинных приборов осуществляются с помощьюподъемника, кабеля, подвесного и направляющего роликов, устанавливаемых наустье скважины. В зависимости от типа и длины кабеля применяют подъемники слебедками разных размеров и конструкций (ПК-2, ПК-4, ПК-С).
Подъемник представляет собой самоходную установку, смонтированнуюв специальном металлическом кузове на шасси. Спуск и подъем кабеля происходятпри помощи лебедки типа ЛКПМ. Для подсоединения измерительной цепи лабораториик жилам кабеля на лебедке устанавливается коллектор.
Подъемник имеет органы управления лебедкой и трансмиссией еепривода, приборы для измерения скорости движения кабеля, глубины его спуска инатяжения, световую сигнализацию и двустороннюю переговорную связь с буровой илабораторией, приборы для освещения кузова и устья скважины, различноеоборудование для проведения монтажных работ при геофизических исследованиях.
В процессе геофизических исследований должны быть известны данныео глубине нахождения, скорости перемещения прибора по скважине и натяжениикабеля. Кроме того, необходимо четко согласовать перемещение прибора поскважине с движением диаграммной бумаги, на которой регистрируются кривыеизмеряемых геофизических параметров. Это достигается применением блок-балансаили направляющего и подвесного роликов с датчиками глубины, натяжения исельсиниой передачей.
Блок-баланс состоит из ролика длянаправления кабеля в скважину и подставки, устанавливаемой над устьем скважиныи прижимаемой к столу ротора бурильным инструментом. В последнее время длянаправления кабеля в скважину используют направляющий и подвесной ролики.Направляющий ролик обычно крепится к подроторной раме основания буровой, аподвесной после установки датчиков глубины и натяжения и подсоединения к нимкабелей от смоточного устройства подъемника с помощью подвески закрепляют наталевой системе бурильной установки.
Геофизические кабели предназначеныдля спуска и подъема приборов при проведении геофизических исследований,прострелочно-взрывных работах, а также для отбора проб и образцов горных породв скважинах, заполненных жидкостью или газом различной плотности, состава,температуры и давления. Жилы и броню кабеля используют в качестве линий связи.По кабелю подают питание к скважинным приборам и передаются измеряемые сигналыв наземную измерительную аппаратуру, где они регистрируются. Кабель применяют вкачестве измерительного инструмента для определения глубины нахождения приборовв скважине.
В соответствии с назначением и условиями эксплуатациигеофизические кабели должны обладать определенными свойствами: а) высокоймеханической прочностью, гибкостью и минимальным удлинением, б) малымэлектрическим сопротивлением токопроводящих жил, в) высоким сопротивлениемизоляции жил.
При промыслово-геофизических работах применяют одножильные имногожильные кабели в защитной оплетке, резиновых шлангах и бронированные.Последние имеют существенные преимущества перед кабелями в оплетке и шланге.Они отличаются высокой прочностью, хорошей проходимостью в скважинах,заполненных промывочной жидкостью большой плотности, и имеют сравнительнонебольшие диаметры.
Обычно сопротивление изоляции жилы нового кабеля около 100-150 МОмна 1 км при 20°С. В процессе эксплуатации оно снижается в связи с ослаблениемизоляционных покровов. Для проверки изоляции жил кабеля используют мегомметры.Привязку шкалы глубин на диаграммах и уточнение фактических глубин нахожденияскважинного прибора выполняют с помощью магнитных меток, нанесенных на кабельчерез 20—50 м.
3Технология проведения промыслово-геофизических исследований скважин
В технологию проведения промыслово-геофизических исследованийскважин входят подготовительные работы на базе и буровой, спуск-подъем приборови кабеля, регистрация диаграмм, их предварительная обработка и оформление передпередачей в бюро обработки и интерпретации.
Подготовительные работы на базевключают: получение наряда на проведение геофизических исследований, проверкуработоспособности аппаратуры, профилактический осмотр и проверку подъемника илаборатории.
Работы на буровой начинаются в томслучае, если к приезду каротажной партии буровая подготовлена к работе всоответствии с Техническими условиями на подготовку скважин для проведениягеофизических работ. Геофизические измерения в скважине проводятся согласнотребованиям Технической инструкции по проведению геофизических исследований вскважинах.
По прибытии на буровую проводятся следующие подготовительныеработы:
1) устанавливают подъемник 2 (рис. 1) на 25—40 м от устья скважинытак, чтобы ось лебедки была горизонтальна и перпендикулярна к направлению наустье скважины (ротор 12), после чего подъемник надежно закрепляют;
2) на расстоянии 5—10 м от подъемника устанавливают лабораторию 1;
3) разматывают кабель 6 с лебедки подъемника, протягивают его наустье скважины и подсоединяют к кабельной головке глубинный прибор (зонд);
4) устанавливают и закрепляют направляющий 7 и подвесной 5 роликиили блок-баланс;
5) заземляют лабораторию и подъемник при помощи отдельныхзаземлений 3;
6) проводят внешние соединения лаборатории и подъемника, станциюподключают к питающей сети 8, лабораторию — к датчику глубин 9 и подъемнику 10,а измерительную и питающую схемы лаборатории — к кабелю через коллекторподъемника 11;
7) устанавливают на подвесном ролике 5 или блок-балансе датчикиглубин и натяжения, магнитный меткоуловитель;
8) поднимают подвесной ролик 5 с пропущенным через него кабелем спомощью бурового оборудования на высоту 25—30 м над устьем скважины;
9) устанавливают после спуска зонда или глубинного прибора в устьескважины показания на счетчиках, равные расстоянию от точки отсчета глубинскважины до глубинного прибора или зонда.
/>
Спуск и подъем глубинных приборов накабеле осуществляются с соблюдением мер предосторожности, контроля скорости егоспуска и подъема, натяжения и глубины спуска для предотвращения перепускакабеля в скважину и т. п.
Регистрация диаграмм изменениягеофизического параметра по стволу скважины проводится при подъеме кабеля (вподавляющем большинстве случаев, исключение составляет термометрия) с максимальнодопустимой скоростью записи для данного метода ГИС.
После окончания работ на буровой оформляют и предварительнообрабатывают каротажные диаграммы, а затем сдают их в бюро обработки иинтерпретации. Действующие скважины исследуются при их герметизированном устьес помощью лубрикатора.
СПОСОБЫ РЕГИСТРАЦИИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
Регистрация — запись в символической форме на материальномносителе значений измеряемых величин для их документирования, накопления ихранения. Существуют аналоговая и цифровая регистрации.
Аналоговая регистрация отображаетчисленное изменение значения регистрируемой величины в графическом виде (в видекривой, геометрического положения точки или отрезка и т. д.). В практикегеофизических исследований скважин используется аналоговая форма регистрации, врезультате получают график изменения измеряемого параметра (кажущегосяэлектрического сопротивления, времени распространения упругих волн и т. п.) вфункции глубины скважины, называемый диаграммой.
Аналоговая регистрация геофизических параметров обладает целымрядом недостатков, связанных с обеспечением необходимой точности измерений,помехоустойчивостью и быстродействием телеизмерительных систем, а также синтерпретацией данных геофизических исследований при помощи электронных цифровыхвычислительных машин из-за трудности ввода результатов в виде диаграмм ввычислительную машину для последующей обработки. Отмеченные недостаткиустраняются с использованием цифровой регистрации.
Цифровая регистрация отображаетчисленное изменение значения регистрируемой величины физическими символами ввиде цифрового или буквенного кода. Наиболее важное преимущество цифровойрегистрации — удобство ввода в ЭВМ, что обеспечивает автоматизацию и большуюпроизводительность обработки и интерпретации данных геофизических исследованийскважин, исключение ошибок, связанных с квалификацией интерпретатора.