Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 550.3

Башкирский государственный университет

Построение профиля в горизонтальных скважинах

Хисматуллина Г.Ф.

E-mail: hismatullina.galiya@mail.ru

Аннотация

акустический профилемер скважина диаметр

При бурении диаметр долота зависит от конструкции скважины. Если диаметр пробуренной части ствола скважины соответствует диаметру долота или коронки, то его называют номинальным. Однако в разрезе различной литологии фактический диаметр скважины не всегда является номинальным и может быть больше или меньше диаметра долота. В данной статье рассмотрен акустический профилемер и принцип его работы, построен профиль для горизонтальной скважины.

Ключевые слова: профиль, акустический каротаж, диаметр, скважина, буровой раствор, излучатель.

Annotation

Construction of a profile in horizontal wells

Khismatullina G.F.

When drilling, the bit diameter depends on the well design. If the diameter of the drilled part of the wellbore corresponds to the diameter of the bit or bit, it is called nominal. However, in the context of different lithologies, the actual diameter of the well is not always nominal and may be more or less than the diameter of the bit. In this paper, an acoustic profiler and the principle of its operation are considered, a profile for a horizontal well is constructed.

Keywords: Profile, acoustic logging, diameter, borehole, drilling mud, emitter.

В настоящее время основной объем геофизических исследований горизонтальных скважин выполняется с помощью комплексных автономных приборов, спускаемых на бурильных трубах (с использованием которых можно за один спуск проводить измерение в горизонтальной скважине различных методов радиоактивного, электрического, акустического каротажа, инклинометрии, температуры и т.д.). [1]

Целью данной работы является построение профиля горизонтальной скважины. На результаты измерений практически всех геофизических методов при исследовании скважин в той или иной степени оказывает влияние диаметр скважины. При этом в горизонтальных скважинах в процессе бурения зачастую образуются желоба сложной конфигурации в поперечном сечении скважины, а на ее нижнюю стенку из бурового раствора в виде шлама оседают разбуренные частицы породы. [4]

В результате многолетних исследований был разработан принципиально другой метод определения диаметра скважины, основанный на измерении интервала времен и распространения акустического сигнала между излучателями в скважинном приборе и стенкой скважины. [5]

Принцип работы акустического профилемера показан на рисунке 1. В корпусе скважинного прибора через 45 градусов по окружности установлены восемь излучателей акустических импульсов. Акустические импульсы колебаний проходят через слой жидкости, отражаются от стенки скважины и регистрируются акустическим приемником в скважинном приборе (рис.1). [4]

Рисунок 1 - Принцип работы прибора

В результате измеряются восемь интервалов времени распространения акустического импульса от излучателя до стенки скважины и обратно (Т, i=1,2…8). Зная диаметр скважинного прибора скорость распространения акустического сигнала в окружающей среде, для каждого датчика можно определить расстояние от оси скважинного прибора до точки отражения акустического сигнала на стенке скважины (R, i=1,2…8). [4] Для определения скорости распространения акустического сигнала в жидкости используется еще один контрольный датчик, который измеряет интервал времен распространения акустического импульса в жидкости между двумя фиксированными стенками. Используя полученные данные, можно определить диаметр скважины (рис.1). [3]

В горизонтальных скважинах ось даже центрированного скважинного прибора может существенно откланяться от оси скважины. Часто профиль сечения скважины отличается от круглого сечения при наличии желоба и глубоких каверн, в результате чего становится неопределенным само понятие диаметра скважины. [2] При этом измеренные значения радиусов по разным направлениям значительно отличаются, и при определении диаметра по среднему значению радиусов могут возникнуть большие погрешности (рис.2).

Рисунок 2 - Расцентровка прибора

Поэтому по данным профилеметрии целесообразно вычислять эффективный диаметр скважины, который определяется из площади, равный площади поперечного сечения скважины. Площадь поперечного сечения скважины, в свою очередь, определяется как сумма площадей секторов, образованных радиусами стенкой скважины (рис. 3). [5]

Рисунок 3 - Вычисление эффективного диаметра

Эффективный диаметр скважины, определенный по такому алгоритму, может использоваться не только для внесения поправок за диаметр обработки интерпретации петрофизических материалов, но при расчете объема цемента, необходимого для закачки в скважину при установке обсадной колонны. [3]

На рисунке 4 приведен фрагмент записи профилемера на интервале обсаженного и открытого ствола тестовой скважины. В интервале открытого ствола (больше 200м) приведены диаграммы измеренного эффективного диаметра акустического профилемера и диаметра, полученного рычажным профилемером АКИПС. Сопоставление диаграмм показывает их достаточно хорошее совпадение.

Рисунок 4 - Сопоставление АКИПС и акустического профилемера (АМК Горизонт)

В обсаженном стволе скважины (меньше 200м) по данным акустического профилемера выделяются отдельные трубы обсадной колонны, внутренний диаметр которых изменяется на 1-3 мм. Следует отметить, что технические характеристики акустического профилемера обеспечивают разрешающую способность по определению диаметра скважины не более 0,1 мм.

На рисунке 5 приведены результаты исследования горизонтального ствола скважины, пробуренной на терригенном разрезе.

Рисунок 5 - Профилемер горизонтального ствола

В обсадной колонне по данным акустического профилемера были выявлены трубы, у которых внутренний диаметр значительно увеличен за счет коррозии (рис. 4). В результате данной работы были проведены измерения профиля скважины с номинальным диаметром 155,3 мм, пробуренной в карбонатном разрезе (рис. 5). Карбонатный разрез характеризуется пестрым набором типов пористости, и могут обладать очень сложным распределением пор по размерам. Это, в свою очередь, приводит к широкому разбросу значений проницаемости для образцов с одинаковой эффективной пористостью. По данным акустического профилемера после выхода из обсадной колонны в открытом стволе диаметр скважины имеет изрезанный характер, а развертка по окружности расстояний до стенки скважины показывает, что в горизонтальном стволе при бурении скважины образуется характерная винтовая нарезка.

Список литературы

1. А.А. Малахов Разработка аппаратуры для детального исследования скважин с использованием высокочастотных акустических сканирующих систем //НТВ «Каротажник», Тверь: ГЕРС, 1998, Вып.49, с.68-70.

2. Варыхалов А.С., Белоконь Д.В., Пантюхин В.А., Рыбаков В.В. Акустический трубный профилемер - толщиномер АТП-73. НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2004 вып. 123-124.

3. Ивакин Б.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Л., Акустический метод исследования скважин. Москва: Недра 1978, с. 320.

4. Пасник В. И., Вознесенский Б.С., Чумак Н.В. Малогабаритный акустический каверномер - профилемер АСКП. - Геофиз. аппаратура, 1983, вып. 79, с.109-116.

5. Стрелков В.И., Загидуллин Р.В., Сулейманов М.А. Скважинной акустический телевизор

САТ. НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС 2001. Вып. 83.

Размещено на Allbest.ru