Метод электрического каротажа через обсадную колонну RBC

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Введение

Определение текущей нефтенасыщенности коллекторов при контроле за разработкой нефтегазовых месторождений остаётся одной из наиболее сложных задач нефтепромысловой геофизики. Особенности её решения определяются условиями проведения работ и состоянием объекта исследований. Здесь имеется в виду необходимость проведения исследований через обсадную колонну и цементное кольцо, а также сложный, зависящий от большого числа различных факторов, процесс изменения физических свойств разрабатываемого объекта.[4]

Традиционно, информационные возможности ГИС для решения поставленной задачи связываются с применением импульсного нейтронного каротажа (ИННК/ИНГК), углерод-кислородного каротажа и, в меньшей степени, волнового акустического каротажа. В сложившейся ситуации возникает необходимость поиска альтернативных технологий и методов ГИС, возможно основанных на иных физических принципах, позволяющих максимально расширить участие геофизических исследований в решении задач контроля за разработкой месторождений.

Одной из таких сравнительно новых технологий является электрический каротаж через стальную обсадную колонну, поскольку удельное электрическое сопротивление является наиболее информативным интерпретационным параметром для оценки коллекторских свойств и насыщения продуктивных коллекторов.[5]

Методика

Все приборы каротажа через обсадную колонну используют примерно одинаковый принцип: в исследуемый интервал закачивается измерительный ток, на обсадной колонне появляется разность потенциалов, отражающая распределение токов в затрубном пространстве, после чего подвижный зонд считывает эту разность потенциалов и производит вычисление кривой удельного сопротивления.

Функциональная схема измерений приведена на рис. 1. Источник трапецеидального тока I на дневной поверхности подключается к обсадной колонные поочередно (фазы A и B) через два токовых электрода выше и ниже точек измерения. При этом сама обсадная колонна играет роль гигантского «фокусирующего» электрода. Четыре этажа измерительных электродов (по 3 электрода через 120 градусов) электромеханически прижимаются к внутренней поверхности обсадной колонны. Производится измерение напряжений между этажами U12, U23, U34 с внутренней стороны колонны, а также измерение напряжения между колонной и удаленным заземляющим электродом на дневной поверхности. Обычно для этих целей используется электрод «рыба». [3]

Рис. 1. Функциональная схема измерений

Вычисления производятся по формулам (1) и (2) для двух точек измерения одновременно, что позволяет в 2 раза увеличить скорость каротажа.

Вычисляемые значения проводимостей и сопротивлений пластов усредняются с каждым новым периодом, что позволяет накапливать данные и уменьшать ошибку измерений, при необходимости увеличивая число циклов измерения. Ток может быть в диапазоне 2.5-10 A, чем больше ток, тем меньше относительная ошибка измерений. Ограничение тока обычно связано с применением 3-жильного кабеля вместо 7-жильного. [3]

Методика позволяет практически полностью исключить влияние сопротивления соединительных муфт обсадной колонны на результаты измерений. При этом электрическое сопротивление муфты может меняться в широких пределах от свойств материала, срока эксплуатации скважины и степени коррозии.

Трудности реализации метода

Несмотря на то, что попытки создать работающий комплект аппаратуры предпринимаются с 90 годов прошлого века, в реальных условиях аппаратура либо неработоспособна, либо требует дорогостоящей технологии по химической и механической очистке поверхности скважины. Причем это относится как к отечественной, так и к импортной аппаратуре. При высокой проводимости скважинной жидкости, как правило, требуется ее замена в зоне исследования на техническую воду. Сложная механика прибора удорожает его техническое обслуживание.

Все эти вопросы возникли при опытно-промышленной эксплуатации в 2008 году аппаратуры ЭКРАН, которая являлась прототипом исследуемого метода. Метод измерения аппаратуры ЭКРАН основывался на том же патенте № RU 2302019 [2], принадлежащим группе компаний «Гео». На месторождениях Среднего Приобья были проведены исследования скважин, которые показали принципиальную работоспособность метода. В большинстве скважин был получен качественный материал, и геологические задачи были решены. Тем не менее, в результате этих работ стало понятно, что эксплуатационные характеристики аппаратуры не позволяют использовать ее в широком диапазоне скважинных условий.

Аппаратура

Скважинный прибор показан на рис. 2 и состоит из пяти модулей: [1]

1) Верхний токовый электрод;

2) Верхний электромеханический блок;

3) Электромеханический блок;

4) Нижний электронный блок;

5) Нижний токовый электрод.

Рис. 2 Внешний вид скважинного прибора

Силовые и измерительные цепи разнесены: управление ключами тока, измерение тока, а также телеметрия для связи с поверхностью размещаются в верхнем электронном блоке, а измерители напряжения - в нижнем. Токовые электроды имеют стеклопластиковые изоляторы.

Минимально допустимое количество уплотняющих элементов из РТИ позволяет использовать аппаратуру в скважинах с высокой загазованностью. Аппаратура не является маслонаполненной, что позволяет снизить расходы при обслуживании. Рычаги и этажи измерительных электродов механически развязаны.

Таблица 1. Параметры аппаратуры

Применение технологии

Учитывая технологические преимущества аппаратуры и информативность измеряемого параметра, востребованность технологии прогнозируется в случаях необходимости решения следующих задач:

* Определение текущего насыщения пластов с более высокой точностью, по сравнению с ядерно-физическими методами.

* Контроль заводнения пласта периодическими замерами с определением положения водонефтяного контакта и текущего нефтенасыщения (Кн тек).

* Определение текущего насыщения в низкопористых коллекторах.

* Изучение геоэлектрических свойств и оценка насыщенности перспективных пластов, пропущенных при исследованиях в открытом стволе. Поиск новых объектов в транзитных участках скважины.

* Достоверное определение Кнг частично-газонасыщенных коллекторов в условиях низкой минерализации пластовых вод

При проведении опытно-промышленной эксплуатации решаются задачи определения текущего насыщения неперфорированного пласта при мониторинге продуктивных горизонтов. Для решения поставленной задачи, помимо замеров УЭС, включал в себя анализ первичных данных РК и электрометрии необсаженной скважины. Исследования проводились точечными замерами удельного электрического сопротивления. В общем случае, алгоритм решения поставленной задачи включал в себя [3]:

* Анализ коллектора - интерпретация выполнялась путём построения объёмной петрофизической модели для учёта каждого компонента горной породы на измеряемые физические параметры с целью максимально точного определения фильтрационно-емкостных свойств горной породы. Для выбора системы интерпретации учтена вся доступная геолого-геофизическая информация, рекомендуемые алгоритмы определения подсчётных параметров рассматриваемых пластов, прочие сведения о месторождении, а также универсальные алгоритмы построения петрофизических моделей.

* Оценка первичной насыщенности коллекторов по ГИС - рассчитывался коэффициент начальной нефтенасыщенности (Кн нач.).

* Оценка текущей насыщенности коллекторов - текущий коэффициент нефтенасыщенности определен путем уточнения построенной модели электропроводности коллектора по замерам текущего удельного сопротивления прибором. Изменение начального (по ГИС в открытом стволе) удельного электрического сопротивления связывалось с возможным замещением пластового флюида водой, вследствие выработки пласта.

* Прогноз притока - по сопоставлению начальных и текущих коэффициентов нефтенасыщенности осуществлялась оценка степени выработки пласта, в заключении приведена качественная характеристика притока.

каротаж обсадная колонна коллектор

Результаты

Вследствие использования данного метода мы получим ряд преимуществ[3]:

большая глубинность исследования минимизирует влияние скважинной жидкости и ослабляет влияние состояния цементного камня за колонной;

безальтернативное определение текущего насыщения в низкопористых коллекторах, где применение ядерно-физических методов неэффективно;

хорошая сходимость результатов в различных скважинных условиях;

полученные данные - удельное электрическое сопротивление, как интерпретационный параметр легко понимаем, и может быть использован в стандартных алгоритмах интерпретации;

адаптивная схема измерений в зависимости от качества прижатия измерительных электродов особенно актуально в старых скважинах;

отсутствие необходимости механической и/или химической подготовки скважины существенно снижает затраты при проведении измерений.

Список литературы

Патент № RU 2176802, МПК в 01У 3/20 Способ электрического каротажа обсаженных скважин / Кашик А.С., Рыхлинский Н.И.

Патент на изобретение № RU 2302019 от 18.04.2006. Способ электрического каротажа обсаженных скважин. / Серебрянский В.В., Юхлин В.И.

Электрический каротаж через обсадную колонну RBC / [Электронный ресурс] в открытом доступе/ www.groupgeo.ru/files/Statya-EK-cherez-obsadnuyu-kolonnu-RBC2.pdf

Добрынин В.М., Вендельштейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизика (физика горных пород). - М.: Изд-во «Нефть и газ», 2004. - 368 с

Латышова М.Г., Мартынов В.Г., Соколова Т.Ф. Практическое руководство по интерпретации данных ГИС: учебное пособие для вузов. - М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2007. - 327с.

Размещено на Allbest.ru