Прибор многоэлектродного бокового каротажа МНБК, альтернатива технологии HRLA

Размещено на http://www.allbest.ru/

Прибор многоэлектродного бокового каротажа МНБК, альтернатива технологии HRLA

Юлмухаметов Камиль Раисович,

кандидат наук, доцент, ведущий научный сотрудник

АО НПФ "Геофизика"

В статье говорится об приборе многоэлектродного бокового каротажа МНБК, альтернатива технологии HRLA

Похожие материалы

* Новые разработки аппаратуры акустического каротажа и контроля качества цементирования скважин

* Сравнительное опробование методов импульсного нейтрон-нейтронного и импульсного нейтронного гамма каротажа

* Повышение продуктивности эксплуатационного фонда скважин воздействием депрессии на пласт с помощью комплекса испытательного оборудования киод-11ом

* Современная сканирующая аппаратура для исследования горизонтальных скважин

* Технологии отбора глубинных проб пластовых флюидов при работе испытателями пластов на трубах

Как известно, конечной целью каротажа сопротивлений является определение характера насыщения углеводородами по и (меряемому параметру истинного удельного сопротивления пласта. Измерить истинное значение удельного сопротивления пласта только одним методом проблематично из-за влияния на показания электрических зондов, УЭС скважины и УЭС зоны проникновения, особенно сложно это становится сейчас, когда мощности исследуемых пластов становятся все меньше и меньше. 1 радиционно хорошие результаты позволяло достичь использование прибора двойного бокового каротажа совместно с методами резистивеметрии и микрокаротажа. Но с развитием поиска и эксплуатации сложных коллекторов и этот подход становится малоэффективен. Несмотря на то, что разрешающая способность может достигать 0.6 метра, получение информации всего по двум кривым не достаточно, для детальной оценки пласта. Практика работы зарубежных геофизических компаний показывает, что для удовлетворения потребности детального исследования тонкослойных пластов необходимо выполнять не менее 4 разноглубинных исследования с вертикальным разрешением не хуже 0.4 м[1,2].

Одним из наиболее успешных приборов, в полной мере реализовавших преимущества многозондового бокового каротажа, стал прибор HRLA фирмы Шлюмберже. Он обеспечивает проведение пяти разноглубинных измерений, по которым можно выделить границы пластов, оценить удельное сопротивление скважины и удельное сопротивление зоны проникновения, удельное сопротивление пласта и диаметр зоны проникновения. При этом длина измерительной установки зонда составляет 7,3 м.

В 2013 году в ОАО НПФ «Геофизика» была начата разработка прибора многоэлектродного бокового каротажа. В рамках этих работ по заданию ОАО НПФ «Геофизика» в ОАО «ЦГЭ» под руководством Кашика А.С. и Книжнермана Л.А. было проведено математическое моделирование геометрии зондовой установки прибора. В ходе моделирования исследовались режимы и условия работы прибора и определялись длины зондов, удовлетворяющие решаемым задачам.

Рисунок 1. Физико-геометрическая схема установки

На рисунке 1 показана физико-геометрическая схема зондовой установки, полученной в результате проведенных исследований и обозначены идеальные кольцевые возбуждающие электроды АО, А1, А2, АЗ, А4, А5, А6, аналогичные идеальные кольцевые приемные электроды М, N, а также удаленный приемный электрод Nu. Из рисунка видно, что зонд симметричен и одноименные электроды закорочены в пары. В данной зондовой установке при включении каждого из диполей выполняется измерение основного и фокусирующего электрического поля на парных электродах N-Nu и M-N, также тока генератора I[3].

Разноглубинность измерений достигается за счет поочередного включения диполей: А0-А2, А1-А2, А2-АЗ, АЗ-А4, А4-А5, А5-А6. Измерения, выполненные при первом включение показывают влияние скважины и используются во всех алгоритмах математической фокусировки. Таким образом, получается пять разноглубинных измерений. Опуская математические выкладки, приведем формулы расчета синтетических показаний, получаемые для разработанной зондовой установки (рис.2):

Рисунок 2. Формулы расчета синтетических показаний

В полученных выражениях kj - коэффициенты фокусирования соответствующего зонда.

В соответствии с предложенной геометрией в ОАО НПФ «Геофизика» был разработан опытный образец прибора многоэлектродного бокового каротажа для комплекса МАГИС 2, выполненного в диаметре 73 мм (рис. 2). Данный прибор предназначен для работы в скважинах от 98 до 295 мм, при температуре окружающей среды до 120 градусов. Реализованная пятизондовая установка БК позволяет решать геолого-геофизические задачи в карбонатных и в терригенных разрезах при УЭС бурового раствора от 0.03 до 3.0 Ом-м в диапазоне изменения УЭС пластов от 0.2 до 10000 Ом-м при выполнении соотношения Rn/Rc=0.2-20000. Вертикальная и радиальная разрешающая способность обеспечивает выделение плотных пластов мощностью от 0.4 м, выделение и оценку сопротивления проницаемых пластов мощностью от 1 м[4]. каротаж импульсный нейтрон

Рисунок 3. Прибор бокового многоэлеткродного бокового каротажа

Как видно из рисунка 3, прибор состоит из 3 частей: зондовой установки и двух симметричных стеклопластиковых контейнеров, с помощью которых от зондовой установки отдаляются удаленные электроды.

Длина зондовой установки прибора составила 8Д6 м, что не на много превосходит длину зондовой установки HRLA. Для полноценного использования, прибора многозондового бокового каротажа необходимо использовать центраторы, которые увеличивают длину прибора до 10 метров. Анализ открытых источников показывает, что прибор HRI.A также применяется совместно с центраторами; и если учитывать их длину, общая длина прибора также получается равной 10 м.

Используя открытые источники, было проведено сравнение радиальной разрешающей способности пятизондовой установки МнБК с пятизондовой установкой HRLA по псевдогеометрическому фактору для пласта бесконечной мощности с проникновение бурового раствора (рисунок 4). Сравнение проводилось по модели: гс =0.108 м, рс =0.1 Ом-м, рзп =2 Ом-м, рпл=20 Ом-м.

Рисунок 4. Сравнение радиальной разрешающей способности пятизондовой установки БК с пятизондовой аппаратурой БК HRLA фирмы Schlumberger

Сравнение показало, что зондовая установка МнБК не уступает современной пятизондовой установки бокового каротажа HRLA, фирмы Шлюмберже.

Принципиально новой для ОАО НПФ «Геофизика» стала не только зондовая установка прибора МнБК, но и его «электронная начинка». Для достижения заданных метрологических характеристик прибора МнБК с учетом шумовой фоновой составляющей, нередко превышающей полезные измеряемые сигналы и которая неизбежна при работе прибора в составе геофизического комплекса, были применены современные методы цифровой обработки данных[5]. Так вначале каждого цикла измерения контроллер измерительной платы оценивает уровень измеряемого сигнала и определяет коэффициент усиления входных цепей на текущем цикле измерения. Каждый из измеряемых сигналов пропускается через цифровой фильтр с конечной импульсной характеристикой КИХ. Завершает обработку данных алгоритм, реализующий вычисление амплитуды и фазы генерируемой моды, с помощью одного из частных случаев дискретных преобразований Фурье. Вся обработка выполняется в режиме реального времени и позволяет достичь коэффициента подавления помех не менее - 83 дБ (рис. 5).

В ноябре 2014 года были начаты испытания первого опытного образца прибора МнБК, в ходе которых прибор показал устойчивую работу в пределах, заложенных в ТЗ характеристик. На рисунке 5 приведен результат тестового каротажа. На левом треке - пять кривых синтетических алгоритмов МнБК (MH5K_R1...MH5K_R5), Рассчитанные непосредственно во время каротажа. На следующем феке показаны кажущиеся сопротивления (MHBK_RK1... MHBK_RK5), полученные после введения «поправок за скважину» (радиус и удельное электрическое сопротивление раствора скважины). На правом треке приведена кривая кажущегося сопротивления, полученная с помощью зонда БКЗ[6,7].

Рисунок 5. АЧХ цифровой обработки сигналов измерительной платы прибора МнБК

На рисунке 6 видно, что после введения поправок за скважину кривые кажущихся сопротивлений 5 зондовой установки сходятся, что соответствует литологии тестовой скважины, и особенно хорошо это наблюдается в низкоомных участках. Наблюдаемое отклонение показаний коротких зондов в высокоомных участках (более 1000 Омм) от общего тренда в данном случае вызвано пределом применимости коротких зондов.

На рисунке 7 приведены основная и повторная тестовые записи. Из рисунка видно, что обе записи практически сливаются, что является следствием применения современных цифровых методов обработки данных, которые позволяют убрать из показаний прибора шумовую составляющую[8].

Рисунок 6 - Кривые синтетических алгоритмов и кажущихся сопротивлений зондов МнБК тестового каротажа

Рисунок 7- Сравнение основной и повторной записи кривых синтетических алгоритмов зондов МнБК тестового каротажа

В настоящее время совместно с ОАО «ЦГЭ» начата разработка программно-методического пакета, реализующего решение многопластовой обратной задачи, позволяющего проводить оценку геометрико-электрических параметров пластов (радиусы и удельное электрическое сопротивление зоны проникновения бурового раствора и пластов).

Список литературы

1. Масагутов Р.Х., Козлов В.И., Иванова Т.В., Андреев Ю.В. О ПЕРСПЕКТИВАХ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ВЕРХНЕДОКЕМБРИЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНОГО БАШКОРТОСТАНА. //Геология. Известия Отделения наук о Земле и природных ресурсов Академия наук Республики Башкортостан. 1997. № 1. С. 16.

2. Афанасьев В.С., Масагутов Р.Х., Надежкин А.Д. НИЖНЕПЕРМСКИЕ КАРБОНАТЫ -ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ОБЪЕКТ ДЛЯ ПОИСКА НЕФТИ В БАШКИРИИ. //Геология нефти и газа. 1987. № 6. С. 1.

3. Масагутов Р.Х., Козлов В.И., Андреев Ю.В., Иванова Т.В. О ПЕРСПЕКТИВАХ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ВЕНДСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНОГО БАШКОРТОСТАНА //Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 1997. № 1. С. 2.

4. Солоницин С.Н., Светлакова А.Н., Масагутов Р.Х. О ТЕКТОНИКЕ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ВНУТРЕННЕГО БОРТА ЮРЮЗАНО-АЙСКОЙ ВПАДИНЫ //Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 1999. № 4. С. 2.

5. Исхаков И.А., Лозин Е.В., Масагутов Р.Х. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ. УФА //Экономика и управление. 2002. № 1. С. 26.

6. Хамитов Р.А., Чернов А.Л., Исхаков И.А., Лозин Е.В., Масагутов Р.Х., Валеев Г.З., Киселев В.В. ИЗУЧЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ДОДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ БАШКОРТОСТАНА //В сборнике: Минерально-сырьевая база Республики Башкортостан: реальность и перспективы Материалы Республиканской научно-практической конференции. 2002. С. 60-76.

7. Масагутов Р.Х. ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФУНДАМЕНТА ВОСТОЧНОЙ ОКРАИНЫ ЮЖНО-ТАТАРСКОГО МАКРОБЛОКА //Нефтяное хозяйство. 2003. № 3. С. 28-30.

8. Лукьянов Ю.В., Сафонов Е.Н., Лозин Е.В., Масагутов Р.Х. СЫРЬЕВАЯ БАЗА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН: ПЕРСПЕКТИВЫ И ПРОБЛЕМЫ ЕЕ ОСВОЕНИЯ //Нефтяное хозяйство. 2007. № 4. С. 10-14.

Размещено на Allbest.ru