Геофизические исследования скважин

Геофизические исследования скважин (ГИС) представляют собой комплекс физических методов, которые используются для изучения горных пород, а также контроля технического состояния буровых.

По своему назначению такие исследования делятся на две группы. Это непосредственно методы каротажа и скважинной геофизики. Первый известный также как промысловая или буровая наука изучения пород, которые находятся в радиусе 1-2 километров.

Зачастую эти два термина являются тождественными. В любом случае исследования ведутся с применением методов разведочной геофизики.

В последние годы изучение магматических пород набирает стремительных оборотов. ГИС проводится на всех этапах геологоразведочных работ, которые касаются нефти и газа.

Геофизические исследования скважин позволяют непосредственно охарактеризовать:

• разрез скважин;
• литологию;
• параметры пластов и т.д.

Геофизические исследования проводятся, как правило, в околоскважинном и межскважинном пространстве. Исходя из результатов, выполняются необходимые геологические построения.

Например:

• структурные карты;
• профили;
• карты изопахит и другие.

Они необходимы для изучения строения нефтегазовых объектов, а также подсчета запасов углеводородов в скважинах. Отличным вариантом для изучения образования отрасли, а также ее тенденций и направлений станет посещение выставки «Нефтегаз» в ЦВК «Экспоцентр».

Применение метода каротажа в исследованиях скважин

Любая скважина находится под существенной внешней нагрузкой. Это приводит к тому, что материал начнет терять свои физические свойства через короткий промежуток времени после введения его в эксплуатацию.

На скважину оказывают влияние:

• давление породы;
• повышенная влажность;
• температурные перепады.

Методы исследований называются геофизическими в связи с тем, что осуществляется изучение не только самой буровой, но и прилегающих горных пород. Необходимость его проведения очевидна. От структуры и плотности породы напрямую зависит срок службы буровой.

Рассматривая виды геофизических исследований скважин, стоит отметить то, что на сегодняшний день их существует огромное количество. Посредством применения можно изучить горные породы, а также проконтролировать техническое состояние буровой. Все методы ГИС включают в себя электрические варианты. Это непосредственно каротаж сопротивлений. Такой набор методик дает возможность провести множество исследований.

Также следует отметить существование ядерно-геофизических вариантов. Они относятся к методам каротажа, а их основой является изучение гамма-излучения и реакция горной породы.

Основные виды геофизических исследований скважин

Классификация геофизических исследований скважин осуществляется по виду изучаемых полей. На сегодняшний день известно более 50 различных методов. Они имеют существенные различия между собой и применяются в зависимости от определенного типа проведения работ.

Основные виды геофизических исследований включают следующие методы:

• электрические;
• ядерные;
• термические;
• сейсмоакустические;
• магнитные.

В основном ГИС представляют собой каротажи различного рода. Это значит, что прослеживание за изменением необходимых величин осуществляется посредством спускаемого на электрокабеле специального прибора, который снабжается соответствующей аппаратурой.

Геофизические методы исследования скважин необходимы непосредственно для нахождения физической и гидрогеологической характеристик продуктивной толщи.

Характеристики толщи определяют следующими способами:

• электрическим каротажем;
• кавернометрией;
• расходометрией;
• термометрией и т.д.

Сравнение получаемых результатов комплексного исследования позволяет составить полную характеристику углеводородного горизонта.

Технология проведения геофизических исследований скважин

Для обработки и интерпретации геофизических исследований скважин применяется контроль результатов бурения.

Контроль включает следующие этапы проведения работ:

• определение технического состояния буровой;
• фототелеметрию стенок;
• перфорацию скважин для допуска в нее воды, нефти, газа и др.

Такой контроль проводится с помощью специального оборудования непосредственно в ходе или после окончания бурения. Технология геофизических исследований скважин ставит перед собой основную задачу – выделение в разрезах пластов полезных ископаемых, а также изучение их основного состава. Эти работы выполняются на этапах поиска и разведки месторождений.

В данном случае наибольшие перспективы для решения поставленных задач предоставляют ядерно-геофизические методы. Они основываются на прямых измерениях эффектов от искомых элементов. Горные породы напрямую определяют качество разведываемых углеводородов. Технология ГИС с применением ЯГФМ применима для всех основных типов месторождений твердых ископаемых.

Стоит отметить и то, что в настоящее время ни одно исследование не обходится без применения компьютерной техники. Многие думают, что такой метод дает наиболее точный результат. Однако на практике это совершенно не так. На самом деле компьютерные технологии помогают только облегчить задачу. ЭВМ дают возможность наиболее быстро провести расчеты необходимые для получения результатов исследований.

Промысловые геофизические исследования скважин

В зависимости от геологических условий района определяется соответствующий метод. Промыслово-геофизические исследования скважин должны при возможно меньшем числе замеров обеспечить максимально полную информацию о разрезе буровой, а также выявлении коллекторов и их непосредственную оценку. Такой комплекс работ, в основном, выполняется партиями. Вместе с этим может исследоваться техническое состояние и определяться гидродинамические параметры пластов.

Работа в данном случае основана на регистрации физических полей, которые определяются исходя из наличия и структуры потоков флюида в стволе буровой и около нее. В зависимости от назначения промыслово-геофизические исследования проводятся в добывающих и нагнетательных скважинах.

Исходя из этого, ставятся определенные задачи.

Так, промыслово-геофизические исследования в добывающих включают:

• контроль технического состояния;
• установление интервала поступления жидкости в скважину;
• сопровождение ремонтных работ;
• определение особенностей пластов;
• установление оптимального режима работы скважины.

Очень часто в ряде случаев затруднено получения некоторых значений. При выборе правильного и комплексного исследования извлечь необходимые данные возможно по всем вышеперечисленным задачам.

ПГИ в нагнетательных буровых включает:

• установление приемистости;
• выделение интервала поглощения;
• определение герметичности колонны;
• установление интервала пластовых перетоков.

Для выполнения этих задач используются специальные геофизические приборы для исследования скважин. Оснащение производится с учетом установленных стандартов с применением инновационных технологий. Это обеспечивает максимальный результат проведения работ.

Исследования земной коры

Геофизические методы исследования земной коры называются совершенно по-разному.

Исследования земной коры представляют собой изучение физических полей:

• гравитационного;
• магнитного;
• электрического;
• упругих колебаний;
• термического;
• ядерных излучений.

Измерение их параметров производится на суше и на море, а также в воздухе и под землей. Полученные данные дают возможность определить структуру геологических пород.

Геофизические методы исследования грунтов включают следующие виды разведки:

• гравиметрическую;
• магнитную;
• электрическую;
• сейсморазведку;
• геотермическую;
• радиометрическую.

Эти методы дают возможность оценить состояние природной среды. Для выполнения работ используются как естественные, так искусственные поля.

Подробнее о геофизических методах исследования скважин

Рассматривая геофизические методы исследования скважин, необходимо отметить, что их на сегодняшний день существует немало. Они представляют собой комплекс определенных методов, посредством использования которых удается изучить горные породы как вокруг скважин, так и в межскважинном пространстве, а также и проконтролировать техническое состояние самих скважин.

Все многочисленные способы проверки можно подразделить на две категории – на скважинную геофизику и на каротаж.

Буровой каротаж же позволяет изучить породы, которые примыкают к стволу самой скважины, и методика применяется в радиусе 1-2 метров от нее. Все работы по исследованию выполняются с использованием специализированного оборудования из категории геофизических инструментов, и используется полный комплекс разведочных геофизических приемов.

Всяческие методы исследования скважин в полном их наборе в любом случае включают электрические варианты. И в частности, это каротаж сопротивлений. Эти методики предлагаются в значительном ассортименте и позволяют провести немало различных исследований. Это индукционный каротаж и масса других его вариантов.

Электрический каротаж по дифференциации пород по УЭС – это метод сопротивления. Такую работу выполняют при использовании зондов, фокусированных или нефокусированных. Именно разного рода электрические варианты оказываются наиболее распространенными, потому как они позволяют получить точные результаты при использовании ограниченного объема оборудования. Но данный набор методов оказывается далеко не единственным, и необходимо отметить также и возможность применения ядерно-геофизических методов. Это также разные варианты каротажа, которые основываются на изучении гамма-излучения и реакции горной породы на наведенное ионизирующее излучение.

Сегодня используются следующие геофизические методы исследования скважин указанного рода:

• Гамма-каротаж позволяет оценить по стволу показатели радиоактивности пород в скважине, их естественную радиоактивность,


• Нейтронный каротаж. Облучение пород нейтронами для регистрации ответных излучений,


• Гамма-гамма каротаж – изучение характеристик гамма-излучения при облучении пород посредством использования внешних источников.

Эти методы позволяют установить целый ряд показателей, и в частности, выяснить пористость пород, их водородистость, и многое другое. Но, кроме того, существуют и сейсмоакустические методики, которые тоже представляют немалый интерес. Акустический каротаж основан на измерении характеристик ультразвуковых волн в скважине.

Также применяется газовый каротаж, который предполагает изучение летучих углеводородов в буровом растворе.

Термокаротаж предполагает изучение температур и их смены в скважине – таким образом удается определить целостность колонны и рабочие горизонты, зоны цементации. Кавернометрия – это измерения, позволяющие изучить диаметр скважины на разной глубине и получить кавернограмму. Этот метод используется совместно с другими, позволяя получить контроль над скважиной при бурении, подобрать интервалы для установки герметизирующего оборудования, найти необходимый объем цемента для герметизации пространства. Специальные каверномеры позволяют создать кавернограмму.

Таким образом, можно уверенно отметить, что методов исследования сегодня существует огромное количество, и при этом все они оказываются востребованными и необходимыми в тех или иных специфических ситуациях. Именно контроль над состоянием скважины позволяет обеспечить возможность ее нормальной и безопасной эксплуатации, работоспособность установленного оборудования и многое другое – и потому нельзя оставлять этот аспект в стороне, следует регулярно выполнять необходимые исследования.

Стоит ли говорить, что данное направление работ оказывается весьма специфичным и узкоспециализированным, и потому порой бывает крайне сложно ознакомиться с передовыми методами и решениями, найти все необходимое оборудование и восполнить проблемы в знаниях. Однако каждый профессионал должен быть в курсе дел, и для того, чтобы обеспечить такую возможность каждому желающему, проводятся профильные мероприятия, такие как выставки.

Классификация исследований скважин

Геофизические исследования скважин – это процесс, который подразумевает комплекс методик, которые позволяют контролировать состояние скважин и прилегающих к ним участков грунта, проводя измерения и анализируя их результаты.

Все геофизические исследования скважин представлены двумя группами методик:

• буровая физика, или каротаж – метод
  применим для пород, находящихся в радиусе одного-двух метров от ствола скважины;


• ГИС – иногда отождествляется с каротажем, но является более широким, так как включает еще и методы скважинной геофизики, изучающей межскважинное пространство.

Электрические методы

Основаны на разнице удельных сопротивлений, они используют величину удельной проводимости. Для их реализации используются зонды – специальные измерительные приспособления. На выставке можно ознакомиться с большинством из них.

1.Электрический каротаж с использованием нефокусированных зондов

Методика получила название кажущегося сопротивления. Используемые зонды, как правило, трехэлектродные. Четвертый электрод заземляется. В отдельных случаях все они могут быть опущены в скважину.

Использование переменного низкочастотного тока дает возможность избежать влияния электрохимических потенциалов. Применяемые в методике частоты позволяют использовать законы постоянного тока.

Основная задача методики – обнаружить соотношения между характеристиками породы и полученными величинами. Для ее решения используются различные методики анализа и составляются математические и физические модели. Подробнее с этим вопросом можно ознакомиться на выставочных экспозициях и семинарах.

Обрабатывая полученные результаты, производят нормировку и приводят результаты к единой системе, выполняют статистический анализ и оценку, стараясь исключить помехи. Особенно важно четко определить границы исследуемых пластов.

Геофизическая задача видится в нахождении физических показателей при выявлении геологической характеристики нахождения пласта. С помощью этой методики можно определить, имеет ли пласт естественную пористость. Для этого используется сегментирование разрезов и исследование тонких прослоек пласта.

2. Резистивиметрия

Это методика нахождения удельного сопротивления жидкости для промывки. Для ее реализации используют настолько короткие градиент-зонды, что вполне возможно не учитывать влияние стенок скважины. Тем более что эти искажения можно преодолеть, используя фокусированные зонды. Этот метод известен как боковой каротаж.

Как показывает практика, наименьшее искажение показаний происходит при исследовании глинистой почвы. Приборы, оснащенные несколькими прижимными устройствами для крепления зонда, позволяют измерить наклон изучаемого участка.

Методика дает возможность выполнить сегментирование необходимого участка и определить степень проницаемости отдельных пластов. Если проницаемость отсутствует или значительно понижена, то данная методика имеет большую эффективность, чем рассмотренная выше.

3. Исследование радиоактивности

Производится анализ естественного радиоактивного фона пластов и его взаимодействия с искусственным излучением.

4. Методы сейсмоакустики

Они включают методики изучения и анализа ультразвуковых волн, которые воспринимаются установленными приемниками.

5. Газовый каротаж

Метод использует изучение летучих и газообразных углеводородов в буровом растворе.

6. Термокаротаж

Это анализ температурного режима скважины. Полученные данные позволяют определить целостность колонны. Измерения проводят скважинным термометром.

7. Кавернометрия

Это метод, позволяющий построить кривую, отражающую изменение диаметра скважины в зависимости от ее глубины – так называемую кавернограмму. Полученные данные позволяют контролировать процесс бурения и правильно рассчитать интервалы для размещения устройств герметизации и количества цементного раствора.

Новые методы исследований скважин на международной выставке

Геофизические исследования в буровых скважинах с каждым днем набирают все больших оборотов. Поэтому становится актуальным проведение форумов, экспозиций, конгрессов и прочих мероприятий на международном уровне. Одним из таких является выставка «Нефтегаз». Она проводится ежегодно в стенах комплекса международного масштаба «Экспоцентр». Более 30 лет проект остается авторитетным событием на интернациональном уровне.

«Нефтегаз» является площадкой для развития бизнеса и обмена опытом между специалистами отрасли. Это непосредственно платформа для выработки решений, которая разработана профессионалами для профессионалов. На выставке представлены аэрокосмические и геофизические методы исследований, а также необходимое оснащение для их проведения и инновационные технологии.

Участие иностранных компаний является крайне важным, учитывая то, что отрасль нуждается во вливании средств. Здесь можно заключить выгодные контракты, найти спонсоров, а также продвинуть новую марку или бренд.

Непосредственно примут участие более тысячи экспонентов: элита из специалистов индустрии.

Традиционно это страны:

• Китай;
• Германия;
• Иран;
• Италия;
• Канада;
• Китай;
• Франция;
• Япония и др.

Устроители проекта учитывают при организации не только отечественные, но и зарубежные приоритетные направления развития нефтегазовой промышленности.

Инженерногеологические и гидрогеологические исследования
Геофизические методы исследования грунтов
Геологические исследования земельного участка