Методы геофизического исследования скважин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Томский политехнический университет

Факультет (институт) - ИПР

Кафедра - МКиС

Реферат

По направлению: "Нефтегазовое дело"

На тему: "Методы геофизического исследования скважин"

Выполнил студент 3 курса группы З-2Б12Б

А.С. Пустовалов

Проверил: преподаватель Г.Ф. Ильина

Томск, 2014



Содержание

1. Назначение и методы исследования скважин

2. Определение геофизических исследований скважин

3. Порядок геофизического исследования в скважинах

4. Характеристика геофизических работ в скважинах с применением радиоактивных веществ и источников ионизирующих излучений

5. Компьютерные технологии исследований горизонтальных скважин

6. Компьютерные технологии и оборудование для исследований действующих нефтяных и газовых скважин

7. Структура геофизических исследований скважин в России

8. Структура службы ГИС в России

9. Компьютерные технологии ГИС бурящихся скважин

10. Компьютерные технологии геолого-технологических исследований бурящихся скважин

11. Компьютерные технологии исследований горизонтальных скважин

12. Компьютерные технологии и оборудование для исследований действующих нефтяных и газовых скважин

13. Новейшие технологии ГИС, созданные в России

14. Задачи и перспективы развития ГИС в России

15. Новые геологические задачи

16. Новые технологические задачи

17. Интеграция различных методов исследований

18. Роль геофизической информации в построении информационных и управляющих систем

19. Перспективы российской службы ГИС

Заключение

Список использованных источников



1. Назначение и методы исследования скважин

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 нефти, воды и газа в скважину, об изменениях, происходящих в пласте в процессе его разработки. Такая информация необходима для организации правильных, экономически оправданных процессов добычи нефти, для осуществления рациональных способов разработки месторождения, для обоснования способа добычи нефти, выбора оборудования для подъема жидкости из скважины, для установления наиболее экономичного режима работы этого оборудования при наиболее высоком коэффициенте полезного действия.

В процессе выработки запасов нефти условия в нефтяной залежи и в скважинах изменяются. Скважины обводняются, пластовое давление снижается, газовые факторы могут изменяться. Это заставляет постоянно получать непрерывно обновляющуюся информацию о скважинах и о пласте или нескольких пластах, являющихся объектом разработки. От наличия такой достоверной информации зависит правильность принимаемых решений по осуществлению на скважинах или на объекте разработки или на отдельных частях такого объекта тех или иных геолого-технических мероприятий.

Геофизические методы исследования. Из всех методов исследования скважин и пластов следует выделить особый комплекс геофизических методов. Они основаны на физических явлениях, происходящих в горных породах и насыщающих их жидкостях при взаимодействии их со скважинной жидкостью и при воздействии на них радиоактивного искусственного облучения или ультразвука.



2. Определение геофизических исследований скважин

Геофизические исследования скважин (ГИС) - это отрасль разведочной геофизики, отличающаяся от других (сейсмо-, магнито-, электро-, гравиразведки, радиометрии и ядерно-геофизических методов) только по методике исследований. Основные положения теории физических полей, измеряемых в скважинах, остаются теми же, что и в полевой геофизике.

Роль и значение ГИС с течением времени постоянно возрастает, т.к. в перспективе ГИС открывают путь к бескерновому познанию скважин. В настоящее время в скважинах регистрируется свыше 35 различных параметров: разнообразные физические свойства горных пород, напряженность многообразных физических полей, технические характеристики состояния самой буровой скважины. При этом стоимость ГИС составляет лишь незначительную часть от стоимости сооружения и оборудования скважины. Так, например, на нефтяных скважинах, где применяется весьма обширный комплекс ГИС, его стоимость не превышает 4% от стоимости буровых работ, обеспечивая при этом экономию до 20% средств, необходимых для оборудования скважины.

В настоящее время буквально все методы полевой геофизики имеют свои аналоги в скважинном варианте и, более того, существуют методы ГИС, не имеющие аналогов среди полевых, например, метод электродных потенциалов, гамма-гамма-каротаж, инклинометрия и др.

Анализ распределения средств на выполнение геофизических работ показывает, что ГИС (свыше 20% средств) уступает в этом отношении только сейсморазведке (около 50% средств) и значительно превосходит все остальные отрасли разведочной геофизики.

Классификация методов ГИС:

В ГИС выделяют три больших раздела: каротаж, операции в скважинах и скважинную геофизику.

Геофизические методы исследования скважин и геологического разреза на стадиях бурения этих скважин, их заканчивания, 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. Каротаж - это геофизические методы изучения геологического строения разрезов скважин. Это означает, что в каротаже исследуются очень небольшие объемы горных пород, прилегающие к стенкам самой скважины. Отличительная особенность каротажа - исключительно высокая детальность и точность исследований. Эта особенность связана с тем, что результаты каротажа фиксируются в виде непрерывнпх диаграмм при движении датчиков по ствол) скважины, либов виде числовых значений с очень небольшим шагом дискретизации, порядка 10-20 см.

Каротаж позволяет выполнять литологическое расчленение разрезов скважин, выделять в них интервалы полезного ископаемого и определять физические свойства горных пород и полезных ископаемых т зки. Интерпретация результатов всех полевых геофизических методов производится на основании данных каротажа: электроразведки - по данным об удельном электрическом сопротивлении УЭС пород, магниторазведки - по значениям магнитной восприимчивости пород, гравиразведки - по плотности и т.д.

В целом ряде случаев именно каротаж дает сведения, необходимые для подсчета запасов месторождений - данные о мощности залежей и содержании полезного компонента в них.

К ним относятся:

1. 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:

· метод КС (кажущихся сопротивлений) - наиболее распространенный из методов электрического каротажа, аналогичный электропрофилированию в полевой геофизике;

· метод БКЗ (боковых каротажных зондирований) - скважинный аналог метода ВЭЗ (вертикальных электрических зондирований в электроразведке);

· микрокаротаж - вариант метода КС с зондовыми установками очень малого размера, прижимаемыми к стенке скважины; очень эффективный метод выделения коллекторов в разрезе скважины;

· резистивиметрия - метод определения удельного сопротивления бурового раствора в скважине;

· токовый каротаж - наиболее простой из электрических методов с искусственным возбуждением поля; имеет две распространенные разновидности: БТК (боковой токовый каротаж) и МСК (метод скользящих контактов);

· БК - боковой каротаж, использующий, в отличие от метода КС, зондовые установки с фокусировкой тока;

· ИК - индукционный каротаж, позволяющий охватить электрическими исследованиями сухие скважины и скважины, заполненные раствором на нефтяной основе, в которых невозможен электрический каротаж с гальваническим возбуждением поля (КС и БК);

· метод ПС - скважинный вариант метода естественного поля в электроразведке;

· метод МЭП (электродных потенциалов), не имеющий аналогов среди полевых методов;

· ЭК (электролитический каротаж) - аналог метода вызванной поляризации (каротаж ВП).

2. Радиоактивный каротаж (РК). 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, находящихся в спускаемом в скважину аппарате. Существующие две разновидности ГГК позволяют косвенно определять пористость коллекторов, а также обнаруживать в столбе скважинной жидкости поступление воды как более тяжелой компоненты.

Методы радиоактивного каротажа (РК). При обозначении радиоактивных или ядерно-геофизических исследований принята система буквенных обозначений, в которой первая буква означает вид излучения, которым воздействуют на объект (Г - гамма-излучение; Н - нейтронное); вторая буква означает вид измеряемого излучения; третья - область применения (К - каротаж, скважина; О - опробование; А - анализ; М -метод вообще); четвертая буква, которая ставится в конце обозначения метода или перед ним, несет дополнительную информацию.

· ГК - гамма-каротаж, самый простой из методов РК, заключающийся в регистрации естественного гамма-излучения горных пород;

· ГТК - гамма-гамма-каротаж, имеющий две разновидности, выделяющиеся по решаемым задачам: плотностной (ГОТК) и селективный (СГГК или 2ГТК);

· РРК - рентген-радиометрический каротаж, который в соответствии с принятой системой обозначений правильнее было бы назвать ГРК - гамма-рентгеновский каротаж;

· НТК - нейтронный гамма-каротаж со стационарным источником нейтронов - один из основных методов исследования нефтяных скважин;

· ННК - нейтрон-нейтронный каротаж с разновидностями: ННК-Т (по тепловым нейтронам), ННК-НТ (по надтепловым нейтронам), МНК - многозондовый нейтронный каротаж;

· ИННК - импульсный нейтронный каротаж, использующий импульсный генератор нейтронов с измерением различных продуктов взаимодействия нейтронов источника со средой: ИННК-Т, ИННК-НТ, ИНГК, ИНГК-С (спектрометрический);-

· ГНК - гамма-нейтронный каротаж, основанный на явлении ядерного фотопоглощения гамма-квантов с испусканием нейтронов; этот эффект при относительно невысокой энергии гамма-квантов (1,67 МэВ) наблюдается только на ядрах атомов бериллия, благодаря чему метод обеспечивает точность определения содержания бериллия в рудах до 0,001%;

· НАК - нейтронно-активационный каротаж, заключающийся в измерении гамма-активности искусственных радионуклидов, образовавшихся в составе вещества горных пород под действием нейтронного облучения.

3. 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 (примерно 0,5 м) расстоянии и изолированный экранной перегородкой. Существует несколько разновидностей НК, как, например, нейтронный каротаж по тепловым и надтепловым нейтронам (НГ-Т и НГ-Н), которые дают дополнительную информацию о коллекторе и пластовых жидкостях.

4. Акустический каротаж (АК). 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.

5. Другие виды каротажа. К другим видам относится кавернометрия, т. е. измерение фактического диаметра необсаженной 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 необсаженной 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 в бурящейся скважине или дефекта в обсадной колонне зоны разрыва при ГРП и зоны поглощения воды и газа при закачке.

Увеличение чувствительности скважинных термометров и уменьшение их тепловой инерции еще больше расширит круг промысловых задач, решаемых с помощью термометрии.

Прочие методы каротажа. Методы, использующие различные физические поля, но не столь дифференцированные, как методы электрического или радиоактивного каротажа:

· АК - акустический каротаж - измерение скорости распространения и затухания упругих волн в стенках скважины;

· КМВ - каротаж магнитной восприимчивости;

· термокаротаж - измерение тепловых свойств стенок скважины (температуры или тепловых сопротивлений);

· механический каротаж (или каротаж по продолжительности проходки) - измерение продолжительности проходки каждого погонного метра ствола скважины непосредственно в процессе бурения;

· газовый каротаж - измерение содержания углеводородных газов в буровом растворе, выходящем из скважины на поверхность в процессе бурения скважины.

Гидродинамические методы исследования. Они основаны на изучении параметров притока жидкости или газа к скважине при установившихся или при неустановившихся режимах ее работы. К числу таких параметров относятся дебит или его изменение и давление или его изменение. Поскольку при гидродинамических методах исследования процессом охватывается вся зона дренирования, то результаты, получаемые при обработке этих данных, становятся характерными для радиусов, в сотни раз превышающих радиусы охвата при геофизических методах.

Гидродинамические методы исследования выполняются техническими средствами и обслуживающим персоналом нефтедобывающих предприятий. Они разделяются на исследования при установившихся режимах работы скважины (так называемый метод пробных откачек) и на исследования при неустановившихся режимах работы скважины (метод прослеживания уровня или кривой восстановления давления). Исследование при установившихся режимах позволяет получить важнейшую характеристику работы скважины - зависимость притока жидкости от забойного давления или положения динамического уровня [Q(Pc)]. Без этой зависимости невозможно определить обоснованные дебиты скважины и технические средства для подъема жидкости. Этот же метод позволяет определить гидропроводность пласта = kh/ с призабойной зоны. геофизический ионизирующий газовый скважина

Исследование при неустановившихся режимах позволяет определить пьезопроводность , для более удаленных зон пласта и параметр ²/rпр ( - пьезопроводность; rпр - приведенный радиус скважины), а также некоторые особенности удаленных зон пласта, такие как ухудшение или улучшение гидропроводности на периферии или выклинивание проницаемого пласта.

Техника для гидродинамических исследований скважин зависит от способа эксплуатации (фонтан, газлифт, ПЦЭН, ШСН), который накладывает известные технические ограничения на возможности этого метода.

Скважинные дебитометрические исследования. Они позволяют определить приток жидкости вдоль интервала вскрытия в добывающих скважинах (профили притока) и интенсивность поглощения в нагнетательных скважинах (профили поглощения) с помощью регистрирующих приборов - дебитомеров и расходомеров, спускаемых в скважину и перемещаемых вдоль перфорированного интервала.

Скважинные дебитометрические исследования дают важную информацию о действительно работающей толщине пласта, о долевом участии в общем дебите отдельных пропластков, о результатах воздействия на те или иные пропластки с целью интенсификации притока или увеличения поглотительной способности скважин. Эти исследования, как правило, дополняются одновременным измерением влагосодержания потока (% воды), давления, температуры и их распределением вдоль ствола скважины.

Скважинные дебитометрические исследования проводятся специальными комплексными приборами типа «Поток». Все гидродинамические и дебитометрические исследования сравнительно легко осуществляются в фонтанных, газлифтных и нагнетательных скважинах, так как при этом доступ к забою через НКТ открыт и спуск приборов на забой не составляет больших технических трудностей. При других способах эксплуатации (ПЦЭН, ШСН) спуск измерительного прибора через НКТ невозможен, поэтому исследование таких скважин (а их подавляющее большинство) связано с техническими трудностями и имеет особенности.

3. Порядок геофизического исследования в скважинах

1. Кабель, соединяющий геофизическое оборудование с электросетью, должен подвешиваться на высоте не менее 2 м или прокладываться на козлах, подставках высотой не менее 0,5 м от земли в стороне от проходов, дорог и тропинок. Подключать геофизическое оборудование к источнику питания необходимо по окончании сборки и проверки электросхемы станции.

2. При производстве промыслово-геофизических работ на скважине подъемник и лаборатория должны устанавливаться так, чтобы обеспечивать хороший обзор устья, свободный проход работников на мостках буровой, сигнализационную связь между ними и устьем скважины.

3. Начальник геофизического отряда и геофизик каротажной станции обязаны оперативно информировать бурового мастера (бурильщика) и фиксировать в буровом журнале возможность возникновения осложнения или аварийной ситуации (затяжки скважинных приборов при подъеме кабеля или записи геофизических параметров, наличие желобов и уступов в открытом пробуренном стволе скважины, резкое повышение газопоказаний).

4. Перед началом геофизических работ должна быть проверена исправность тормозной системы каротажного подъемника, кабелеукладчика, защитных ограждений лебедки, целостность заземляющего провода и соединительных проводов.

5. Подвесной ролик должен быть надежно закреплен на талевой системе буровой установки и поднят над устьем скважины на высоту, обеспечивающую спуск кабеля с прибором в скважину по ее оси.

6. Спуск и подъем кабеля должны проводиться с контролем глубины, натяжения и со скоростями, рекомендуемыми для соответствующих типов аппаратуры и аппаратов.

7. Длина кабеля должна быть такой, чтобы при спуске скважинного прибора на максимальную глубину на барабане лебедки оставалось не менее половины последнего ряда витков кабеля.

8. Во избежание затаскивания скважинных приборов на подвесной или стационарный блок на кабеле должна быть установлена одна хорошо видимая метка примерно на 10 или 25 м от кабельной головки. Скорость подъема кабеля при подходе скважинного прибора к башмаку обсадной колонны и после появления последней предупредительной метки должна быть снижена до 250 м/ч.

9. В процессе выполнения работ после подачи предупредительного сигнала не допускается нахождение людей в пределах опасных зон:

при производстве прострелочно-взрывных и радиационно опасных работ;

не менее расстояния от подъемника до устья скважины - от трассы кабеля, освобождаемого от прихватов;

не менее 2 м от устья скважины и движущегося кабеля.

10. Усилие натяжения кабеля при освобождении от прихвата не должно превышать 50 % его разрывного усилия. При необходимости обрыва кабеля должны быть приняты дополнительные меры предосторожности.

11. Выполнение геофизических работ должно быть приостановлено в случаях:

сильного поглощения бурового раствора (с понижением уровня более 15 м/ч);

возникновения затяжек кабеля, неоднократных, не менее двух, остановок скважинных приборов при спуске (за исключением случаев остановки приборов на известных уступах или кавернах);

ухудшений метеоусловий: при снижении видимости до 20 м и менее, усилении ветра до штормового (более 20 м/с), сильном обледенении, приближении грозы.

12. При возникновении на скважине аварийных ситуаций, угрожающих жизни и здоровью людей (пожар, выброс токсических веществ, термальных вод), работники, выполняющие геофизические исследования, должны немедленно эвакуироваться в безопасное место.

13. Подавать напряжение в питающую цепь измерительной схемы можно только после спуска скважинного прибора и зонда в скважину. При необходимости включения тока в питающую цепь на поверхности для проверки исправности (градуировка, эталонировка) приборов следует предупредить об этом всех работников.

14. По окончании измерений и при вынужденном прекращении подъема кабеля напряжение в кабельной линии должно быть отключено. Защитное заземление можно снимать только после отключения от источника тока лаборатории и подъемника .

15. Ремонт и проверка электрических схем скважинных приборов, включающих узлы, генерирующие опасные по электронапряжению токи или использующие их для питания, на местах работ могут выполняться только при снятом напряжении. Ремонт (измерение, настройки, проверки), требующий выполнения работ без снятия напряжения, необходимо проводить в специальной мастерской при принятии дополнительных мер безопасности.

4. Характеристика геофизических работ в скважинах с применением радиоактивных веществ и источников ионизирующих излучений

1. К работе с источниками ионизирующего излучения (далее - ИИИ) допускаются лица не моложе 18 лет, признанные годными к выполнению этих работ по результатам медицинского освидетельствования, прошедшие в установленном порядке обучение безопасным методам и приемам работы, инструктаж, стажировку и проверку знаний по вопросам охраны труда [49].

2. Руководство организации, использующей ИИИ для проведения геофизических работ на скважинах, осуществляет обеспечение условий выполнения требований НРБ-2000, ОСП-2002 и СанПиН 2.6.1.13-12-2005.

3. Поступившие в организацию ИИИ принимаются назначенным приказом руководителя организации лицом, ответственным за получение, учет, хранение и выдачу ИИИ.

Выдача ИИИ из мест хранения на рабочее место производится лицом, ответственным за их учет и хранение, только по требованию, подписанному руководителем организации или его заместителем.

4. Поступившие в организацию ИИИ хранятся в хранилище радиоактивных материалов, имеющем санитарный паспорт.

Активность ИИИ, находящихся в хранилище радиоактивных материалов, не должна превышать значений, указанных в санитарном паспорте.

5. Транспортирование ИИИ осуществляется в специальных защитных, транспортных контейнерах на специальной автомашине, имеющей санитарный паспорт для постоянных перевозок радиоактивных веществ. Транспортные контейнеры должны снаружи иметь знак радиационной опасности [49].

6. Персонал, работающий с ИИИ, должен быть обеспечен индивидуальными дозиметрами для измерения эффективных доз облучения. Годовые индивидуальные дозы облучения фиксируются в карточке учета индивидуальных доз внешнего облучения, карточки хранятся в течение 50 лет после увольнения работника.

5. Компьютерные технологии исследований горизонтальных скважин

В силу особенностей геологических разрезов и технологий проводки скважин в период массового бурения кустовых наклонно-направленных скважин, в России были разработаны оригинальные технологии бескабельного каротажа таких скважин (ВНИИГИС, ДОАО“Газпромгеофизика”, НПФ “Геофизика”).

Ввиду невозможности использования с применявшимися у нас типами промывочных жидкостей гидравлического канала связи “Забой-Устье”, более 25 лет назад в России (ВНИИГИС) была разработана и получила широкое применение технология проводки и исследования таких скважин с использованием электромагнитного канала связи. Позднее такая технология начала применяться Западными компаниями.

Эта же технология стала широко применяться и при бурении горизонтальных скважин (ГС). Появились сейчас отечественная и импортная аппаратура с гидравлическим каналом связи.

Наряду с технологиями исследований горизонтальных скважин (ГС) с гидравлическим и электромагнитными каналами связи “Забой-Устье”, в России разработаны и получили применение новые, оригинальные технологии исследований ГС:

Технология “Горизонталь” с использованием кабеля со специальными переводниками (НПФ “Геофизика”);

Технология исследований на специальном жестком каротажном кабеле, эффективная при бурении скважины в твёрдых породах (“Татнефтегеофизика”);

Технология исследований с комбинированным каналом связи, применяемая в глубоких скважинах и при наличии в разрезе соляных пластов (ДОАО“Газпромгеофизика”, ВНИИГИС);

Технология исследований горизонтальных скважин с помощью автономных аппаратурно-методических комплексов “АМАК-Обь” (НПЦ “Тверьгеофизика”, ДОАО“Газпромгеофизика”,).

Аппаратурно-методический комплекс “АМАК-Обь” при перемещении с помощью бурильных труб осуществляет исследования скважин полным комплексом ГИС, таким же, как в вертикальных скважинах, с автономной записью внутри прибора.

Последние две технологии реализуются с помощью компьютерных станций ГТИ-ГИС.

Благодаря переходу на компьютерные технологии ГИС и ГТИ обеспечиваются:

повышение в 2 раза производительности ГИС и сокращение срока исследования скважин;

интегрированная обработка ГИС и ГТИ с целью повышения их информативности;

оптимизация проводки скважин и режимов бурения по данным ГТИ;

метрологически обеспеченная информация в стандартах и форматах, пригодных для международного аудита;

экспресс-обработка данных на скважине для принятия оперативных решений.

6. Компьютерные технологии и оборудование для исследований действующих нефтяных и газовых скважин

Компьютерные комплексы ГИС для действующих нефтяных и газовых скважин включают набор высокочувствительных датчиков (дебита, температуры, давления, состава потока, ГК, акустических шумов, локатор муфт и др.) в модульном исполнении с единым интерфейсом и наземный аппаратурно-программный комплекс с бортовыми вычислительными средствами (ДОАО“Газпромгеофизика”, СКТБ “Геотрон”, НПФ “Геофизика”). Компьютерные комплексы ГИС для действующих газовых скважин (ДОАО “Газпромгеофизика”) обеспечиваются параметрическим рядом специальных лубрикаторов и вспомогательным наземным оборудованием. В комплекс исследований действующих скважин входит малогабаритный импульсный генератор нейтронов, спускаемый через НКТ (ВНИИЯГГ, “Татнефтегеофизика”).-[1]

7. Структура геофизических исследований скважин в России

В последние годы существенно изменилась структура геофизических исследований скважин в России. Если ранее более половины объемов ГИС приходилось на исследования в открытом стволе бурящихся скважин, то сейчас более половины всех работ по ГИС приходится на исследования обсаженных скважин с целью контроля за разработкой месторождений, контроля технического состояния скважин, обеспечения ремонтных работ.

Структура объемов ГИС в России, %

	1990 г.	1997г.
Геофизические исследования в открытом стволе	52	23
Геофизические исследования в обсаженных скважинах	25	53
Прострелочно-взрывные работы	11	13
Геолого-технологические исследования	6	5
Испытание пластов на трубах	5	3
Прочие работы	1	1

Геофизические исследования в обсаженных скважинах выполнены в 1997 году по Минтопэнерго РФ - в 42800 скважинах на нефтяных месторождениях, в ОАО “Газпром” - в 1128 скважинах на газовых месторождениях и ПХГ. Это связано, с одной стороны, с ростом значения контроля за разработкой месторождений нефти и газа на поздних стадиях их разработки, с другой стороны, с необходимостью более эффективного использования действующих скважин. -[1]

8. Структура службы ГИС в России

В 1997 г., несмотря на экономические трудности, производственные геофизические организации нефтегазовой отрасли сохранили свой потенциал и объемы работ. Функционировало 1200 отрядов (партий), в т.ч. 360 - по исследованиям бурящихся скважин, 110 - ГТИ и газовый каротаж, 620 - ГИС-контроль, перфорация и интенсификация притоков, 110 - комплексных и специальных. Экономическое преобразования последних лет вызвали значительные изменения в организации геофизических работ в России. Геофизические предприятия сейчас управляются государственными ведомствами (Минтопэнерго, МПР) не административно, а только через участие в их акционерном капитале и в советах директоров. Изменились организационно-правовые формы предприятий геофизи-ческой службы России:

Крупные геофизические предприятия системы бывшего Миннефтепрома и Министерства геологии прошли акционирование и приватизацию, при этом доля государства в их акционерном капитале не превышает 40%.

Ряд геофизических предприятий вошли в состав вертикально-интегрированных нефтяных компаний (“Сургутнефтегеофизика” в НК “Сургутнефтегаз”, “Ноябрьскнефтегазгеофизика” в НК “Сибнефть”, “Томскнефтегеофизика” в Восточную нефтяную компанию, Центр геоинформации Томское отделение в Сибирский научно-исследовательский холдинг НК «СИБНЕФТЬ», “Тюменьнефтегеофизика” в Тюменскую нефтяную компанию, “Башнефтегеофизика” в НК “Башнефть”, “Татнефтегеофизика” в НК “Татнефть”).

Создана, впервые в России, интегрированная геофизическая компания с собственной научной и приборостроительной базой путем развития научно-технического потенциала ДОАО “Газпромгеофизика”, ОАО “Газпром”.

Решение задач устойчивого развития ОАО “Газпром” потребовало создания новой структуры геофизической службы газовой отрасли, способной собственными силами обеспечить все виды производственных геофизических работ, от разведки до мониторинга и весь инновационный цикл - от НИОКР до широкого производственного применения достижений научно-технического прогресса. Формирование новой структуры геофизической службы отрасли осуществлено руководством ОАО “Газпром” на базе развития ДОАО “Газпромгеофизика” и включения в его состав ведущих научных коллективов России в области геофизических методов исследований, строительства, заканчивания скважин, подсчета запасов УВС: НПЦ “Тверьгеофизика”, “ВНИПИвзрывгеофизика” и сейсморазведочного предприятия “Костромагеофизика”.-[1]



9. Компьютерные технологии ГИС бурящихся скважин

Компьютерные комплексы для ГИС включают:

комплект модульных программно-управляемых скважинных приборов основных количественных методов ГИС с базовым и скважинным метрологическим обеспечением, позволяющий реализовать широкий комплекс исследований разведочных скважин за 2-3 рейса;

компьютерные наземные регистрирующие лаборатории с бортовыми вычислительными комплексами;

программное обеспечение для регистрации и экспресс-обработки получаемых геофизических данных на скважине.

Помимо традиционного ранее для России комплекса массовых исследований, компьютерные технологии ГИС включают аппаратуру компенсированного нейтронного и акустического каротажа, литоплотностной каротаж, кислородно-углеродный каротаж, спектральный гамма-каротаж, многозондовые и многочастотные электромагнитные имиджеры (ИКЗ, ВИКИЗ). -[1]

10. Компьютерные технологии геолого-технологических исследований бурящихся скважин

Комплексы для ГТИ включают:

комплекс современных датчиков параметров процесса бурения;

компьютеризованную аппаратуру для экспресс-анализа флюидов, шлама и керна, газового каротажа;

компьютерную регистрирующую лабораторию с бортовыми вычислительными комплексами;

программное обеспечение для регистрации и обработки данных ГТИ.

Реализуется параметрический ряд станций ГТИ различного назначения и с различным набором аппаратурно-программных средств для всех категорий скважин.

Аппаратура и программное обеспечение комплексов ГТИ позволяет использовать их также для контроля и управления процессом цементирования скважин. -[1]

11. Компьютерные технологии исследований горизонтальных скважин

В силу особенностей геологических разрезов и технологий проводки скважин в период массового бурения кустовых наклонно-направленных скважин, в России были разработаны оригинальные технологии бескабельного каротажа таких скважин (ВНИИГИС, ДОАО“Газпромгеофизика”, НПФ “Геофизика”). Ввиду невозможности использования с применявшимися у нас типами промывочных жидкостей гидравлического канала связи “Забой-Устье”, более 25 лет назад в России (ВНИИГИС) была разработана и получила широкое применение технология проводки и исследования таких скважин с использованием электромагнитного канала связи. Позднее такая технология начала применяться Западными компаниями. Эта же технология стала широко применяться и при бурении горизонтальных скважин (ГС). Появились сейчас отечественная и импортная аппаратура с гидравлическим каналом связи. Наряду с технологиями исследований горизонтальных скважин (ГС) с гидравлическим и электромагнитными каналами связи “Забой-Устье”, в России разработаны и получили применение новые, оригинальные технологии исследований ГС:

Технология “Горизонталь” с использованием кабеля со специальными переводниками (НПФ “Геофизика”);

Технология исследований на специальном жестком каротажном кабеле, эффективная при бурении скважины в твёрдых породах (“Татнефтегеофизика”);

Технология исследований с комбинированным каналом связи, применяемая в глубоких скважинах и при наличии в разрезе соляных пластов (ДОАО“Газпромгеофизика”, ВНИИГИС);

Технология исследований горизонтальных скважин с помощью автономных аппаратурно-методических комплексов “АМАК-Обь” (НПЦ “Тверьгеофизика”, ДОАО“Газпромгеофизика”,).

Аппаратурно-методический комплекс “АМАК-Обь” при перемещении с помощью бурильных труб осуществляет исследования скважин полным комплексом ГИС, таким же, как в вертикальных скважинах, с автономной записью внутри прибора. Последние две технологии реализуются с помощью компьютерных станций ГТИ-ГИС. Благодаря переходу на компьютерные технологии ГИС и ГТИ обеспечиваются:

повышение в 2 раза производительности ГИС и сокращение срока исследования скважин;

интегрированная обработка ГИС и ГТИ с целью повышения их информативности;

оптимизация проводки скважин и режимов бурения по данным ГТИ;

метрологически обеспеченная информация в стандартах и форматах, пригодных для международного аудита;

экспресс-обработка данных на скважине для принятия оперативных решений. -[1]

12. Компьютерные технологии и оборудование для исследований действующих нефтяных и газовых скважин

Компьютерные комплексы ГИС для действующих нефтяных и газовых скважин включают набор высокочувствительных датчиков (дебита, температуры, давления, состава потока, ГК, акустических шумов, локатор муфт и др.) в модульном исполнении с единым интерфейсом и наземный аппаратурно-программный комплекс с бортовыми вычислительными средствами (ДОАО“Газпромгеофизика”, СКТБ “Геотрон”, НПФ “Геофизика”). Компьютерные комплексы ГИС для действующих газовых скважин (ДОАО “Газпромгеофизика”) обеспечиваются параметрическим рядом специальных лубрикаторов и вспомогательным наземным оборудованием. В комплекс исследований действующих скважин входит малогабаритный импульсный генератор нейтронов, спускаемый через НКТ (ВНИИЯГГ, “Татнефтегеофизика”).-[1]

13. Новейшие технологии ГИС, созданные в России

Различие условий, традиций, научных школ обусловило оригинальность пути развития российской геофизики и позволило, как это было и ранее (импульсные генераторы нейтронов, ядерно-магнитный каротаж, гидродинамический каротаж, исследования скважин через НКТ, ВСП и др.), предложить ряд новых технологий, представляющий интерес для мирового технического сообщества. Ряд из них (технологии исследования горизонтальных скважин, ГТИ и др.) выше упоминались. Здесь хотелось бы особо отметить технологию определения начальной и текущей нефтенасыщенности пластов-коллекторов на основе анализа различных типов волн акустического многоволнового каротажа. Эта технология, впервые представляющая альтернативу методу Арчи, предложена и разработана в РГУ НГ. Особое значение она может получить в обсаженных скважинах, в комплексе с кислородно-углеродным -каротажем и другими методами, для анализа разработки нефтяных и газовых месторождений. Для реализации этой технологии используется специально разработанная аппаратура многоволнового акустического каротажа (НПЦ “Тверьгеофизика”,ДОАО “Газпромгеофизика”). Для доизвлечения остаточных запасов нефти и газа, наряду с этой технологией, будет весьма перспективна технология их оценки на основе изучения пространственной неоднородности залежей на базе интегрированной обработки данных ГИС (РГУНГ им. Губкина…).-[1]

14. Задачи и перспективы развития ГИС в России

Дальнейшее развитие нефтегазового комплекса России требует вовлечения в разведку и разработку новых, сложнопостроенных по типам коллекторов и флюидных систем, перспективных отложений. К ним относятся:

месторождения, приуроченные к коллекторам трещиннного типа (рифейские отложения Юрубчено-Тахомской зоны Восточной Сибири и др.);

глинистые песчаники в тонкослоистых разрезах (ачимовская свита и юра Западной Сибири и др.);

битуминозные коллекторы (месторождения Урало-Поволжья, бажениты Западной Сибири) и др.

15. Новые геологические задачи

Крайне важна разработка методик количественного изучения углеводородных залежей со сложным и смешанным составом флюидальных систем (газ с высоким, предкритическим содержанием конденсата, жидкий конденсат, нефть). Такими сложными характеристиками отличаются весьма значительные по запасам жидких углеводородов залежи ачимовской толщи Западной Сибири, залежи в глубокозалегающих подсолевых отложениях Прикаспийской впадины и другие. Для решения этих проблем необходимо использование новых методов и методик ГИС. Представляется перспективным использование ядерно-магнитного каротажа в искусственных полях, различных по физической основе имиджеров и сканеров, геохимического каротажа. Главной, на наш взгляд, концептуальной проблемой для развития ГИС является более глубокое, теоретическое и экспериментальное познавание физической сущности отдельных геофизических методов, их функциональных связей с отдельными характеристиками пород и флюидов, и их синергетическое использование для создания искомого геологического образа. -[1]

16. Новые технологические задачи

В последние годы на месторождениях и ПХГ получают распространение новые технологии и конструкции при строительстве скважин. К ним относятся:

высокопроизводительные скважины большого диаметра на месторождениях и ПХГ;

разведочные и эксплуатационные скважины на глубокозалегающие (более 5 км) перспективные отложения, в том числе с АВПД и высоким содержанием Н2S;

поисково-разведочные скважины малого диаметра (120 мм и менее), в том числе бурящиеся с использованием технологии “КОЛ-ТЬЮБИНГ”;

горизонтальные скважины и горизонтальные боковые стволы из скважин эксплуатационного фонда.

Все эти технологии и конструкции при строительстве скважин требуют соответствующего обеспечения аппаратурой и технологиями ГИС, пригодными для этих условий и геометрии измерений. -[1]

17. Интеграция различных методов исследований

Значительные перспективы открывает комплексирование и интеграция различных видов исследований скважин и геологических объектов и создание интегрированных компьютерных комплексов для их реализации с целью решения различных геологических и технологических задач. К их числу следует отнести создаваемые в России:

интегрированные компьютерные станции, обеспечивающие проведение геолого-технологических и геофизических исследований (система ГТИ-К);

интегрированные компьютерные станции для проводки, геолого-технологических и геофизических исследований горизонтальных скважин, в том числе с использованием автономных геофизических приборов;

интегрированные компьютерные станции для ГИС, ГТИ, ВСП в процессе бурения и межскважинных геофизических исследований;

интегрированные аппаратно-методические комплексы для долговременных геофизических, геохимических и газогидродинамических исследований скважин, пласта, залежи и структур объектов исследований объектов УВС и ПХГ с целью экологического мониторинга и охраны окружающей среды;

система интегрированной интерпретации данных ГИС, керна, испытаний, полевой геофизики и геофизического контроля за разработкой, с целью использования геолого-геофизической информации для построения геолого-геофизических и газогидродинамических моделей объектов УВС и ПХГ. -[1]

18. Роль геофизической информации в построении информационных и управляющих систем

Во всех геофизических организациях, независимо от ведомственной принадлежности, в широком плане используется компьютерная технология первичных данных ГИС с применением аппаратурно-программного обеспечения для их сбора и обработки с целью формирования локальных, региональных и отраслевых баз и банков данных геолого-геофизической информации. ДОАО “Газпромгеофизика” ОАО “Газпром”, ГЛАВНИВЦ, МПР РФ, ЦГЭ, Минтопэнерго как главные научно-исследовательские центры проводят разработку и внедрение информационно-измерительных систем и программного обеспечения по иерархии. Указанные разработки предназначены для формирования информационно-вычислительных центров с геолого-геофизической информацией - ГГИ, для многократного использования при подсчете и корректировке запасов УВС, проектировании и управлении разработкой, мониторинге объектов УВС и ПХГ. Сбор информации осуществляется по данным: разведочной геофизики, геофизическим исследованиям скважин, геологическим, геохимическим, газогидродинамическим и гидрогеологическим исследованиям скважин, пластов, залежей объектов УВС и ПХГ, производственно-экономической деятельности предприятий, осуществляющих их проведение. Основными функциями геофизических информационно-вычислительных центров является:

автоматизированные сбор, регистрация, обработка, хранение и передача по каналам связи ГГИ по иерархии в локальные, региональные и отраслевые ИВЦ предприятий, акционерные общества, территориальные комитеты, компании, ВНИИ, НИИ;

автоматизация процессов объектно-ориентированной и комплексной обработки ГГИ при проведении поисково-разведочных работ и моделировании залежи;

интегрированная интерпретация ГГИ и подготовка решений для управления процессами разработки объектов УВС, ПХГ и строительства скважин;

создание локальных, региональных и отраслевых баз и банков данных геолого-геофизической информации БДГГин при поиске - разведке - обустройстве - разработке - добыче - эксплуатации и мониторинге объектов УВС и ПХГ.

За основу подхода к созданию единой информационно-вычислительной сети принят иерархический принцип организации информационно-вычислительных систем по уровням: локальный - региональный - отраслевой. Формирование ведомственных центров геолого-геофизической информации направлено на обеспечение в перспективе Федерального центра топливно-энергетического комплекса страны. ХХI век является веком компьютеризации и использования информационных технологий для прогнозирования и управления технологическими процессами больших систем с целью оптимизации технологического производства. Информация ГИС имеет определяющее значение при решении этих проблем. -[2]

19. Перспективы российской службы ГИС

Первоочередной задачей российской службы ГИС является завершение её коренного технического перевооружения, переход на созданные в России компьютерные технологии работ. Отечественная служба ГИС будет сохраняться и развиваться, в основном, на собственной научно-технической основе, с использованием достижений мирового геофизического сообщества. Основные объемы ГИС на территории России для различных Заказчиков будут и в дальнейшем, по экономическим и организационным причинам, выполняться российскими геофизиками, с обеспечением требуемого технического уровня и эффективности работ. В то же время представляется весьма перспективной интеграция сил с западными геофизическими компаниями, как при создании новой техники и технологий ГИС, так и при совместном осуществлении геофизического сервиса, в России и за её пределами. -[1]



Заключение

Внедрение новых технологий в области геофизических методов исследования скважин позволяют проводить масштабные исследования, с высокой точностью определять конструкции скважин и породы из которых они слагаются. Современные автоматизированные приборы позволяют избегать аварии на производстве, а что самое главное уменьшить затраты по проведению исследований.



Список использованных источников

Трацевская, Е.Ю. Закономерности формирования геологических опасностей Беларуси: монография ? Трацевская Е.Ю. - Гомельский государственный университет имени Ф. Скорины, 2008.

Пермяков, И.Г. Геологические основы поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений: -Москва, Недра, 1971.

Кривко Н.Н. Промыслово-геофизическая аппаратура и оборудование : учебное пособие для вузов / Шароварин, В.Д., Широков В.Н. - Москва, Недра, 1981

Мейер, В.Л. Геофизические исследования скважин: -Ленинград, ЛГУ, 1981.

Сургучев, М.Л. Методы извлечения остаточной нефти: - Москва, Недра, 1991.

Проблемы разработки нефтяных месторождений на поздней стадии / Сборник научных трудов. - Куйбышев: ГИПРОВостокнефть, 1985. - 166 с.

Максимов, М.И. Геологические основы разработки нефтяных месторождений: - Москва, Недра, 1975.

Гиматудинов, Ш.К. Физика нефтяного пласта [Текст] : - Москва, Недра, 1971.

http://www.geokniga.org/books/2822

http://www.svoruem.com/forum/3603.html

Размещено на Allbest.ru

...