Методы скважинных геофизических исследований, особенности наблюдений
Цели и задачи геофизических исследований скважин. Классификация методов исследования по виду и по назначению. Методы электрического каротажа с фокусированными зондами. Радиоактивный каротаж. Определение упругих свойств горных пород - акустический каротаж.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 13.03.2024 |
Размер файла | 665,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Министерство образования и науки Российской Федерации
Министерство образования и науки Кыргызской Республики
Кыргызско-Российский Славянский университет
Кафедра «Физические процессы горного и нефтегазового производства»
РЕФЕРАТ
На тему:
Методы скважинных геофизических исследований, особенности наблюдений
По дисциплине: Горная геофизика
Выполнил:
Студент группы ЕФП-1-20
Братцев К.
Научный руководитель:
к. ф-м. н, доцент Матюков В.Е.
Бишкек 2024
Содержание
Введение
Цели и задачи геофизических исследований скважин
Классификация методов исследования по виду и по назначению
Электрокаротаж
Методы электрического каротажа с фокусированными зондами
Радиоактивный каротаж
Акустический каротаж
Другие виды каротажа
Заключение
Список литературы
Введение
Первые сведения об исследовании скважин появились в литературе в 20-х годах нашего века. В 1925 г. была опубликована работа, в которой Баннет и Пирс описали предложенный ими метод исследования скважины. В результате исследования скважины при ее фонтанировании в атмосферу устанавливали зависимости расхода от давления на ее устье и на забое. Этот метод исследования приводил к существенным потерям, не удовлетворял правилам техники безопасности и охраны окружающей среды.
В 1929 г. Пирс и Роулинс описали метод противодавлений. После усовершенствования этого метода Горное Бюро США приняло его в качестве официального метода исследования скважин. В 1935 г. Роулинс и Шелхардт опубликовали результаты фундаментальных исследований большого числа скважин.
Метод Роулинса и Шелхардта получил повсеместное распространение и используется до настоящего времени.
Большой вклад в развитие теории и практики исследования скважин в нашей стране внесли Ю.П. Коротаев, Г.А. Зотов, Э.Б. Чекалюк, С.Н. Бузинов, К.С. Басниев, З.С. Алиев.
Цели и задачи геофизических исследований скважин
Исследование скважин проводят в процессе разведки, опытной и промышленной эксплуатации с целью получения исходных данных для определения запасов, проектирования разработки месторождений, обустройства промысла, установления технологического режима работы скважин, обеспечивающего их эксплуатацию при оптимальных условиях без осложнений и аварий, оценки эффективности работ по интенсификации и контроля за разработкой и эксплуатацией месторождения.
Геофизические методы исследования скважин (каротаж) - это методы геологической и технической документации проходки скважин, основанные на изучении в них различных геофизических полей. Наиболее широкое применение геофизические методы получили при изучении нефтяных и скважин в процессе их бурения, опробования и эксплуатации. Исследование скважин геофизическими методами проводится в четырех направлениях: изучение геологических разрезов скважин; изучение технического состояния скважин; контроль разработки месторождений нефти и; проведение прострелочно-взрывных и других работ в скважинах геофизической службой. Изучение геологических разрезов скважин - самое важное направление. В нём используются электрические, магнитные, радиоактивные, термические, акустические и другие методы. Применение их основано на изучении физических естественных и искусственных полей разной природой. Интенсивность этих излучений зависит от физических свойств горной породы. В этом направлении решаются следующие задачи:
Литологическое расчленение пород,
Выделение пород-коллекторов,
Определение пород-коллекторов,
Изучение технического состояния скважины.
Существует много методов исследования скважин и технических средств для их осуществления. Все они предназначены для получения информации об объекте разработки, об условиях и интенсивности притока.
Классификация методов исследования по виду и по назначению
Геофизические методы исследования скважин и геологического разреза на стадиях бурения этих скважин, их закачивания, а также текущей эксплуатации дают обильную информацию о состоянии горных пород, их параметрах и об их изменениях в процессе эксплуатации месторождения и часто используются при осуществлении не только геологических, но и чисто технических мероприятий на скважинах. В силу своей специфичности, необходимости знания специальных предметов, связанных с физикой земли, горных пород, а также с ядерными процессами, эти методы исследования, их теория, техника осуществления и интерпретация результатов составляют особую отрасль знаний и выполняются геофизическими партиями и организациями, имеющими для этой цели специальный инженерно-технический персонал, оборудование и аппаратуру. Геофизические исследования скважин - это различного рода каротажи, т.е. прослеживание за изменением какой-либо величины вдоль ствола скважины с помощью спускаемого на электрокабеле специального прибора, оснащенного соответствующей аппаратурой.
Электрокаротаж
Одним из важнейших методов является электрический каротаж скважин, который позволяет проследить за изменением самопроизвольно возникающего электрического поля в результате взаимодействия скважинной жидкости с породой, а также за изменением так называемого кажущегося удельного сопротивления этих пород. Электрокаротаж и его разновидности, такие как боковой каротаж - БК, микрокаротаж, индукционный каротаж - ИК, позволяют дифференцировать горные породы разреза, находить отметку кровли и подошвы проницаемых и пористых коллекторов, определять нефтенасыщенные пропластки и получать другую информацию о породах.
Методы электрического каротажа, основанные на дифференциации горных пород по УЭС, называют методами сопротивления. Их реализуют с помощью измерительных установок - зондов. Существуют несфокусированные и фокусированные зонды.
Рис. 1 ? Электрический каротаж несфокусированными зондами.
Электрический каротаж несфокусированными зондами получил название метода кажущегося сопротивления (КС). Обычно зонды КС трехэлектродные. Четвёртый электрод заземляют на поверхности. Два электрода, обозначаемые буквами А и В, соединяют с генератором тока, два других - М и N - включают на вход измерителя разности потенциалов. Иногда в скважину помещают все четыре электрода или только два А и М. Электроды А и В питают переменным током низкой частоты, что позволяет исключить влияние на измеряемый сигнал постоянных или медленно меняющихся потенциалов электрохимического происхождения. Поскольку диапазон частот, применяемых в методе КС, как и в других электрических методах, не превышает нескольких сотен герц, теория метод базируется на законах постоянного тока.
Существуют следующие модификации метода кажущегося сопротивления (КС): вертикальное профилирование одиночными зондами, боковое каротажное зондирование, микрозондирование, резистивиметрия. Две первые модификации можно называть макро, две последние микромодификациями. Условно к макромодификациям метода КС относят так же токовый каротаж.
Прямая задача метода КС требует найти связь между известными параметрами породы скважины, источников тока и измеряемыми значениями.
Обработка диаграмм может включать нормировку данных, приведение их к определённой системе отсчёта, статистическую обработку с оценкой доверительных интервалов, фильтрацию, приведение результатов к определённым глубинам, устранение аппаратурных помех и т.д. Важным этапом обработки является нахождение границ пластов и снятие показаний с диаграмм. Геофизическая задача заключается в определении искомых физических параметров на основе решения обратной задачи данного метода. Геологическая интерпретация заключается в определении геологических характеристик разреза.
Выше указывалось, что существуют две макромодификации метода КС: вертикальное профилирование одиночными зондами и БКЗ. Измеряемое одиночными зондами УЭС в общем случае кажущееся. Поэтому вертикальное профилирование применяют для нахождения границ пластов, а в благоприятных случаях для литологического расчленения разрезов, выявления нефти или водонасыщенных коллекторов, отложений угля, руд.
Методы электрического каротажа с фокусированными зондами
Влияние скважины и вмещающих пород может быть в значительной степени преодолено за счёт применения фокусированных зондов. Метод, основанный на применении зондов с фокусированной системой питающих электродов, называют боковым каротажем (БК). Существуют его 7-ми, 9-ти и 3-х электродные модификации. Рассмотрим 7-ми электродный зонд. Линии тока растекаются от трехточечных питающих электродов, напряжение на которые подано в одинаковой фазе. Видно, что применение такой системы позволяет не только сфокусировать ток центрального электрода в пласт, но и обеспечить высокую разрешающую способность по вертикали. Семиэлектродные зонды предназначены преимущественно для изучения неизменной части пласта. Наряду с этим существуют 9-ти электродные зонды, предназначенные для изучения зоны проникновения. Трудности создания сложных электронных устройств в ограниченных габаритах скважинного прибора привели к распространению трехэлектродных зондов БК, не требующих применения автоматических компенсаторов и управляемых генераторов.
Боковой микрокаротаж (БМК) основан на применении микрозондов с фокусировкой тока. Показания зондов БМК менее искажены влиянием глинистой корки и промывочной жидкости (ПЖ). Скважинные приборы, содержащие несколько расположенных по окружности прижимных устройств, на каждом из которых размещен зонд БМК, называют пластовыми наклономерами. По вертикальному сдвигу диаграмм, зарегистрированных с помощью входящих в наклономер зондов, можно оценить наклон пласта, а по показаниям встроенного в скважинный прибор инклинометра - азимут угла падения.
Радиоактивный каротаж
скважинный геофизический каротаж
Он основан на использовании радиоактивных процессов (естественных и искусственно вызванных), происходящих в ядрах атомов, горных пород и насыщающих их жидкостей. Существует много разновидностей РК, чувствительных к наличию в горных породах и жидкостях тех или иных химических элементов. Разновидностью РК является гамма-каротаж ГК, дающий каротажную диаграмму интенсивности естественной радиоактивности вдоль ствола скважины, что позволяет дифференцировать породы геологического разреза по этому признаку. Гамма-гамма-каротаж (ГГК) фиксирует вторичное рассеянное породами гамма-излучение в процессе их облучения источником гамма-квантов.
Нейтронный каротаж (НК) основан на взаимодействии потока нейтронов с ядрами элементов горных пород. Спускаемый в скважину прибор содержит источник быстрых нейтронов и индикатор, удаленный от источника на заданном
Рис 2.1 ? Схема установок радиоактивного каротажа: а - для гамма-каротожа; б - для гамма-гамма-каротожа; в-для нейтронного гамма-каротожа; г - для нейтронного каротажа по тепловым и над тепловым нейтронам; 1 - стальной экран; 2 - свинцовый экран; 3 - парафин; L - длина зонда; I - точка записи результатов измерений; II - индикатор гамма-излучения; III - источник гамма-излучения; IV - индикатор плотности нейтронов; V - источник нейтронов
Акустический каротаж
Это определение упругих свойств горных пород. При АК в скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в окружающей среде и воспринимаются одним или более приемниками, расположенными в том же спускаемом аппарате. Зная расстояние между источниками колебания и приемником, можно определить скорость распространения упругих колебаний и их амплитуду, т.е. затухание. В соответствии с этим выделяется три модификации АК: по скорости распространения упругих волн, по затуханию упругих волн и АК для контроля цементного кольца и технического состояния скважины.
Рис 2.2 ? Схематическое изображение акустического зонда: 1 ? зонд; 2 ? расстояние между датчиками; 3 ? расстояние между излучателем и датчиками; 4 ? верхний излучатель; 5 ? нижний излучатель
Рис 2.3 ? Диаграмма акустического каротажа: 1 ? кавернометрия; 2 ? акустический каротаж (?t, мкс/фут); 3 ? полное время пробега (мс)
Другие виды каротажа
К другим видам относится кавернометрия, т.е. измерение фактического диаметра не обсаженной скважины и его изменение вдоль ствола. Кавернограмма в сочетании с другими видами каротажа указывает на наличие проницаемых и непроницаемых пород. Увеличение диаметра соответствует глинам и глинистым породам; сужение обычно происходит против песков и проницаемых песчаников. Против известняков и других крепких пород замеряемый диаметр соответствует номинальному, т.е. диаметру долота. Кавернограммы используются при корреляции пластов и в сочетании с другими методами хорошо дифференцируют разрез, так как хорошо отражают глинистости и проницаемости разреза.
Термокаротаж - изучение распределения температуры в обсаженной или не обсаженной скважине. Термокаротаж позволяет дифференцировать породы по температурному градиенту, а следовательно, по тепловому сопротивлению. Кратковременное охлаждение ствола скважины или нагрев при закачке холодной или горячей жидкости позволяет получить новую информацию о теплоемкости и теплопроводности пластов. Это позволяет определить: местоположение продуктивного пласта, газонефтяной контакт, места потери циркуляции бурящийся скважине или дефекта в обсадной колонне зоны разрыва при ГРП и зоны поглощения воды и при закачке.
Увеличение чувствительности скважинных термометров и уменьшение их тепловой инерции еще больше расширит круг промысловых задач, решаемых с помощью термометрии.
Заключение
В завершении исследования геофизических методов скважин следует подчеркнуть их фундаментальное значение в современной геологоразведочной практике. Эти методы, включая сейсмическое, электромагнитное и радиоактивное исследование, предоставляют непревзойденные данные о строении подземных горных пород, помогая точно определить глубину, состав и свойства пластов.
Геофизические исследования существенно способствуют повышению эффективности процессов бурения и разработки месторождений, обеспечивая операторам и инженерам ключевую информацию о геологической структуре. Это, в свою очередь, способствует сокращению времени бурения, снижению затрат и повышению общей надежности скважин.
Важно также отметить, что геофизические методы обеспечивают дополнительные данные о состоянии скважин и их параметрах, что является неотъемлемой частью процесса геолого-геофизического моделирования. Это обеспечивает основу для принятия обоснованных решений в области строительства и эксплуатации скважин, а также воплощения эффективных стратегий разработки месторождений.
Таким образом, геофизические методы исследования скважин становятся незаменимым инструментом в сфере нефтегазовой промышленности, обеспечивая более точные и информативные данные для принятия решений, направленных на оптимизацию производственных процессов и повышение общей эффективности деятельности.
Список литературы
1. Мстиславская Л.П., Павлинич М.Ф., Филиппов В.П. Основы нефтегазового производства: Учебное пособие. - М.: ФГУП Изд-во "Нефть и газ" РГУ нефти им. И.М. Губкина, 2005-3-е изд. испр. и доп. - 276 с.
2. Геофизические исследования скважин. Справочник мастера по промысловой геофизике. Мартынов В.Г., Лазуткина Н.Е., Хохлова М.С., Н.Н. Богданович, А.С. Десяткин, В.М. Добрынин, Г.М. Золоева, А.И. Ипатов, К.В. Коваленко, Д.А. Кожевников, М.И. Кременецкий, В.И. Кристя, В.В. Кульчицкий, А.Н. Малев, В.Д. Неретин, В.В. Стрельченко, В.Г. Цейтлин: - М.-Вологда: Изд-во "Инфра-Инженерия", 2009 - 960 с.
3. Практические аспекты геофизических исследований скважин. Т. Дарлинг. - М.: ООО "Премиум Инжиниринг", 2008 - 400 с.
4. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. Учебник для ВУЗов: - Уфа: ООО "ДизайнПолиграфСервис", 2001 - 544 с.
5. Ширковский А.И. Разработка и эксплуатация и газоконденсатных месторождений. - М.: Недра, 1987 - 309 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Цели и задачи геофизических исследований газовых скважин. Классификация основных методов исследования по виду и по назначению: акустический, электрический и радиоактивный каротаж скважин; кавернометрия. Схематическое изображение акустического зонда.
реферат [2,0 M], добавлен 21.02.2013Физические свойства горных пород и петрофизические характеристики Мыльджинского месторождения. Геологическая интерпретация геофизических данных. Физико-геологические основы и спектрометрическая аппаратура литолого-плотностного гамма-гамма-каротажа.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 22.03.2014Обязательность электрического каротажа для любой категории скважин. Методы потенциалов самопроизвольной поляризации горных пород, их основание на изучении естественных электрохимических процессов. Боковой, индукционный, ядерно-магнитный каротаж.
реферат [1,7 M], добавлен 27.12.2016Организация проведения геофизических работ в скважине. Рациональная организация и планирование работ геофизической партии. Выбор рациональных методов и этапов проверки качества выполненных работ. Каротаж оборудования для геофизических исследований.
отчет по практике [40,3 K], добавлен 24.09.2019Методы акустического каротажа, основанные на изучении характеристик упругих волн ультразвукового и звукового диапазона, прошедших через горные породы. Измерительные зонды АК. Эксплуатационные характеристики скважинных приборов. АК по скорости и затуханию.
реферат [687,8 K], добавлен 28.03.2017Цели, функции и задачи геолого-технологических исследований скважин в процессе бурения. Изучение количества и состава газа, попавшего в буровой раствор методом газового каротажа. Проведение исследований с применением известково-битумных растворов.
контрольная работа [516,4 K], добавлен 23.06.2011Анализ Талнахского и Октябрьского месторождения медно-никелевых сульфидных руд в зоне Норильско-Хараелахского разлома: геологическое строение, изверженные горные породы района. Методы геофизического каротажа скважин, физико-геологические модели пластов.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 13.02.2014Физические основы акустического каротажа по скорости и затуханию. Форма кривой при акустическом каротаже и определение границ пластов, аппаратура для проведения исследования поведения волн ультразвукового и звукового диапазона в горных породах.
контрольная работа [2,5 M], добавлен 15.09.2012Применение газового каротажа для геохимических исследований скважин. Газовый каротаж в процессе бурения и после бурения. Сбор и обработка комплексной геологической, геохимической, геофизической информации. Проведение суммарного и компонентного анализов.
реферат [442,0 K], добавлен 11.12.2014Понятие и условия применения гамма-гамма каротажа как метода исследования разрезов буровых скважин, основанного на измерении рассеянного g-излучения, возникающего при облучении горных пород g-квантами средний энергии. Оценка его преимуществ, недостатков.
презентация [251,0 K], добавлен 09.05.2016Типовые геофизические комплексы для исследования скважин и выделения угольных пластов. Методы радиоактивного и нейтронного каротажа, электрометрии. Каротаж на основе сейсмоакустических полей. Задачи ГИС при поиске и разведке угольных месторождений.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.12.2016Области исследования обычными и фокуссированными зондами. Схемы бокового каротажа с трехэлектродными и семиэлектродными зондами. Понятие интергального геометрического фактора в методе бокового каротажа. Модель к расчету общего сопротивления среды.
презентация [3,0 M], добавлен 28.10.2013Операции в скважинах. Методы электрического и радиоактивного каротажа. Измерение тепловых свойств стенок скважины. Измерительная аппаратура и спуско-подъемное оборудование. Устройства для регулировки, контроля и стабилизации питания скважинных приборов.
презентация [667,4 K], добавлен 10.02.2013Виды нейтронных методов. Процессы рассеяния и поглощения. Нейтронные свойства горных пород. Импульсный нейтронный каротаж. Пространственно-временное распределение тепловых нейтронов. Интерпретационные параметры. Нейтронный активационный гамма-каротаж.
презентация [1,0 M], добавлен 28.10.2013Характеристика района в географо-экономическом плане, геолого-геофизическая изученность района. Выбор участка работ и методов ГИС. Методика геофизических исследований скважин. Камеральная обработка и интерпретация материалов. Смета объемов работ.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 04.02.2008Географическое положение, климатические особенности Томского района, его характеристика, геологическое строение. Методика и техника проведения геофизических исследований в скважинах. Проведение геофизических работ, расчет и обоснование стоимости проекта.
дипломная работа [5,3 M], добавлен 19.05.2014Факторы, определяющие величину пористости. Определение коэффициента пористости коллекторов по результатам обработки керна. Кубическая зависимость Вахгольца. Степенное соотношение Дахнова. Планшет геофизических исследований скважины 31, 85, 97, 2349, 133.
дипломная работа [6,7 M], добавлен 12.05.2018Анализ компьютерных технологий геолого-технологических исследований бурящихся нефтяных и газовых скважин. Роль геофизической информации в построении информационных и управляющих систем. Перспективы российской службы геофизических исследований скважин.
практическая работа [32,1 K], добавлен 27.03.2010Характеристика промыслово-геофизической аппаратуры и оборудования. Технология проведения промыслово-геофизических исследований скважин. Подготовительные работы для проведения геофизических работ. Способы измерения и регистрации геофизических параметров.
лабораторная работа [725,9 K], добавлен 24.03.2011Характеристика и применение нейтронных методов при облучении горных пород. Нейтрон-нейтронный каротаж в комплексе методов общих исследований. Определение влажности грунтов и почв. Изучение пористости горных пород. Анализ на нейтронопоглощающие элементы.
реферат [1,1 M], добавлен 22.12.2010