Проведение геофизических исследований в скважинах на Федоровском месторождении

Были проанализированы: состояние геофизических исследований ГС, а также преимущества и недостатки уже существующих технологий:

Для устранения недостатков и усиления преимуществ  существующих технологий был предложен  аппаратурно-методический автономный комплекс АМАК “ОБЬ” и технология проведения ГИС в ГС с его помощью.

АМАК “ОБЬ”  представляет собой сборку стандартных  скважинных приборов, реализующих необходимый  комплекс ГИС, работающих в автономном режиме. Реализация автономного режима достигается размещением в них  источников питания (аккумуляторов), блоков твердотельной интегральной памяти, преобразователя питания, а также  датчиков давления и температуры  в составе блоков управления работой  автономных приборов.

Особенностями програмно-методических средств и технологии интегрированной обработки всего комплекса измерений являются:

-выдача всей  информации в функции глубины  скважины в единых форматах  записи;

-наличие  программного обеспечения, позволяющего  выдать непосредственно на скважине  предварительное заключение, а также  произвести свертку информации  для передачи ее в обрабатывающий  центр верхнего уровня.

Такова суть предлагаемой технологии АМАК “ОБЬ”, и представлены сравнительные характеристики АМАК “ОБЬ” с АМК “Горизонт” и ”Горизонталь-1” С учетом вышеизложенных предложений было сформулировано техническое задание на разработку АМАК “ОБЬ” и 11.12.96. заключен договор на поставку между ОАО ”Сургутнефтегаз” и разработчиками: ЗАО “Геоэлектроника сервис”, АО НПЦ “Тверьгеофизика”, ТОО “Луч”.

C 1997 г. в тресте СНГФ начались испытания АМАК “ОБЬ” в открытом стволе. Испытания проводились на Федоровском и Восточно-Еловом месторождениях с выталкиванием связки приборов СРК, ИК-4, ИНКЛ, ВИКИЗ, ПС из бурового инструмента циркуляцией. При испытаниях возникли следующие проблемы:

Связка скважинных приборов частично или полностью  не выходила из бурового инструмента;

Отказ скважинных приборов и блоков памяти;

Расхождения по глубине между кривыми зарегистрированными АМАК “ОБЬ” и кабельным вариантом, что происходит из-за несовершенной технологии определения глубин (использование меры труб по буровому журналу и датчика глубин с талевого троса);

Расхождение данных инклинометрии АМАК “ОБЬ” с данными ИОНа и данными телесистемы “Sperry-Sun”;

Регистрируемая  системой кривая ПС не пригодна для  литологического расчленения разреза.

Некоторые проблемы были решены, например:

Проблема  отказов скважинных приборов и блоков памяти решалась заменой и доработкой электроники модулей.

Для промера  бурового инструмента стал использоваться лазерный дальномер, что позволило  более точно осуществлять привязку по глубине.

Для уточнения  данных инклинометрии был проведен замер связкой из двух инклинометров. Проблема невыхода скважинных приборов из бурового инструмента не решена и в результате аварийного выхода приборов из инструмента (23.10.98) комплект аппаратуры был выведен из строя.

С 04.02.98. проводились  промысловые испытания АМАК “ОБЬ”  в радиопрозрачном контейнере модулями: ВИКИЗ с блоком измерения дифференциальной ПС, СРК, ИНКЛ.

При записи в радиопрзрачном контейнере также возникла проблема литологического расчленения разреза по кривой

ПС, проблема была решена посредством доработки  конструкции связки приборов. А именно: все шарнирные соединения приборной  сборки и место стыковки удерживающего  устройства с буровой трубой шунтируются  проводящими шинами для обеспечения  надежного электрического контакта и исключения возможного влияния  контактных явлений.

В настоящее  время работа по технологии АМАК “ОБЬ”  ведется с использованием стеклопластикового контейнера.

Прикладное  программное обеспечение (ПО) предназначено для поддержки полного технологического цикла проведения геофизических исследований скважин (ГИС) автономным прибором АМАК «ОБЬ» и обеспечивает:

— тестирование отдельных модулей АМАК «ОБЬ»;

— проведение базовых калибровок приборов с записью  калибровочных данных на жесткий диск;

— настройку модулей перед регистрацией данных ГИС;

— считывание и контроль записанной информации;

— формирование базового файла ВРЕМЯ и ГЛУБИНА в формате LAS по данным станции ГТИ;

— первичное  редактирование данных каротажа с привязкой  к глубине по данным станции ГТИ  и совмещением точек записи по глубине;

— выдачу первичных  материалов каротажа на твердую копию;

— просмотр и редактирование материалов каротажа;

— первичную  обработку каротажных данных с вводом поправок за геолого-технические условия проведения измерений;

— выдачу результатов  обработки на твердую копию.

С 1999 года в  тресте «СНГФ» исследование бурящихся  горизонтальных скважин проводится по технологии «Горизонталь-1» и аппаратурно-методическим автономным комплексом «ОБЬ»(АМАК «ОБЬ»).

По сравнению  с применяемой сегодня технологией  «Горизонталь 1» (спуск приборов в  стеклопластиковый контейнер с  выводом кабеля в затрубье через боковой переводник) технология «АМАК- ОБЬ» позволяет:

Существенно сократить время на проведение каротажа в горизонтальных скважинах, т.к. получение  информации по комплексу окончательного каротажа (ВИКИЗ+градиентПС + инклинометр+ РК) осуществляется за один спуск-подьем бурового инструмента, совмещенного с промывкой скважины перед каротажем, вместо трех промывок и трех спуско-подъемных операций по технологии Горизонталь-1.

Расширить комплекс каротажа путем включения в комплекс исследований модулей акустического  каротажа, модулей бокового каротажа, профилемера, гамма-гамма плотностного каротажа, что существенно повысит информативность исследований.

Сократить время  на исследование разведочных скважин, т.к. операции проработки скважины можно  совместить со спуском ряда модулей  «АМАК ОБЬ» в буровом инструменте, сократив тем самым время на исследование этими методами приборами на кабеле.

Резко сократить  аварийность при исследовании горизонтальных скважин и расход дорогостоящего каротажного кабеля.

Сократить трудозатраты на проведение ГИС в горизонтальных скважинах т.к. технология « АМАК-ОБЬ» коренным образом меняет организацию  работы геофизической партии.

Существенно улучшить баланс времени буровых  бригад и сократить стоимость  метра проходки за счет сокращения времени на проведение исследований и излишних промывок.

 

3.3 Комплекс методов для геофизических исследований в горизонтальных скважинах

 

Комплекс  исследований горизонтальных скважин  с 1995г включает в себя:

1.АКЦ в  кондукторе

2.АКЦ, РК (НКТ+ГК), локатор муфт в технической  колонне

3.ПС, ВИКИЗ,  РК (НКТ+ГК)

4.РК (НКТ+ГК) на газ, АКЦ – эксплуатационная  колонна

5.Инклинометрия  по стволу с перекрытием

6.ДМК

7.Газовый  каротаж

Комплекс  исследований горизонтальных скважин  с 2003г включает в себя:

1.АКЦ в  кондукторе

2.АКЦ, РК (НКТ+ГК), локатор муфт в технической  колонне

3.ПС, ВИКИЗ,  РК (НКТ+ГК), термометрия, резистивиметрия

4.РК (НКТ+ГК) на газ, АКЦ – эксплуатационная  колонна

5.Инклинометрия  по стволу с перекрытием

6.ДМК

7.Газовый  каротаж

А с 2006 года в состав комплекса ГИС горизонтальных скважин был включен метод  АК в открытом стволе горизонтального  участка скважины .

Конструкция горизонтальной скважины и методы проведения ГИС в ней:

1.Кондуктор.

В кондукторе диаметром 245мм глубиной от 400 до 700м  выполняется акустический каротаж  с целью контроля высоты подъема  цемента и качества цементного камня  приборами USBA-21A. Диаграммы выдаются в масштабе 1:500.

2.Открытый  ствол.

В открытом стволе даметром 219 мм выполняется запись привязочного каротаж приборами ВИКИЗ (ПС+ВИКИЗ)+РК.

Интерпретация заключается в отбивке кровли проектного пласта. Определение характера  насыщения коллектора. Определение  абсолютной отметки реперного пласта для дальнейшего ориентирования горизонтального ствола скважины.

3.Техническая  колонна.

В технической  колонне диаметром 168 мм глубиной до 2200 м также выполняется АК с теми же целями, что и в кондукторе.

Кроме того, выполняется замер РК (ГК+НКТ+ЛМ) с целью отбивки башмака технической  колонны (ГК+ЛМ) и получения фонового НКТ для контроля в будущем  за газовыми перетоками.

Запись выполняется  приборами СРК-73. Диаграммы выдаются в масштабе 1:500.

Интерпретация заключается в надежной отбивке  башмака технической колонны. Полученная по замеру глубина обязательно сверяется  с данными по мере труб технической  колонны, предоставляемыми службой  бурения. Абсолютная отметка башмака  технической колонны берется  за репер, при проводке ствола горизонтальной скважины. Поэтому при непрохождении прибора РК ниже башмака технической колонны задача считается не выполненной.

Диаграммы выдаются в масштабе 1:500 колонне.

4.Открытый  ствол

В открытом стволе даметром 144 мм выполняется запись окончательного каротаж приборами АЛМАЗ-2(ПС+ВИКИЗ)+РК, Термометрия+ резистометрия, АК в открытом стволе с последующей увязкой к привязочному каротажу до кашайских глин.

Интерпритация заключается в определении литологии, эффективной мощности пласта, коэффициента пористости, коэффициента нефтенасыщения.

5. Инклинометрия.

Все геофизические  исследования, начиная от забурки до окончательного каротажа сопровождаются кабельной и автономной инклинометрией и независимо-забойной телеметрией на буровом инструменте. Запись ведется приборами ИОН-1.

Лучшие по качеству результаты дают замеры приборами  ИОН и совмещенный с ГК ИНК-Р.

Определение качества замеров инклинометрии осуществляется по совпадению значений угла и азимута в интервале перекрытия между последующа замерами, а также по абсолютным отметкам ГНК и ВНК.

Каждая горизонтальная скважина должна при бурении сопровождаться ДМК и газовым каротажом.

 

 

4. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ГИС ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН

 

4.1 Расширение геологических задач

 

В связи с  тем, что Федоровское месторождение  разрабатывается уже давно часть нефтегазовых коллекторов уже обводнилась собственными водами, а так же закаченными водами при использовании нагнетательных скважин. Из динамики Федоровского месторождения нефти и газа (рис.1.) видно, что процентное содержание воды в коллекторах возрастает по отношению к процентному содержанию нефти.

 

Рисунок 1.

 

Изменение технология бурения горизонтального ствола скважины исключает возможность использовать метод ПС, так как раствор в стволе скважины биополимерный солевой.

При изменении  технологии бурения и исследования горизонтальных скважин возникают новые геологические задачи:

Повышение детальности  изучения литологии пласта.

Изучение  строения порового пространства путем  совместной обработки данных РК, АК, ВИКИЗа

Определение характера насыщения пластов со сложным составом жидкости в поровом пространстве.

Учет влияния опреснения бурового раствора на электрические параметры пластов.

Для решения  вышеперечисленных геологических  и геофизических задач необходимо расширение методов ГИС горизонтальных скважин.

В связи с  усовершенствованием аппаратур  к уже имеющимся методам ВИКИЗ+ПС и РК добавились методы термометрия и резистивиметрия.

С апреля 2006 года испытан и внедрен новый  метод определения пористости пород  – акустический каротаж.

 

4.2 Акустический метод

 

Для повышения детальности изучения строения пласта и изучения характера порового пространства горизонтального участка скважины был предложен акустический метод. В связи с появлением нового типа аппаратуры - автономного прибора акустического каротажа АК-Г, было принято решение о его испытании и широком применении при геофизических исследованиях в горизонтальных скважинах Федоровского месторождения Западной Сибири.

Автономный  скважинный прибор акустического каротажа АК-Г предназначен для измерений параметров распространения продольной и поперечной волн в скважинах, включая горизонтальные. Работа прибора основана на последовательном возбуждении акустических импульсов двумя излучателями и параллельном приеме вызванных ими волновых пакетов двумя звукоприемниками. По цифровым образам зарегистрированных сигналов могут быть определены параметры распространения волн: интервальные времена и коэффициенты затухания, а также рассчитаны коэффициент Пуассона и коэффициент пористости горной породы.

Измерение кинематических параметров упругих волн производиться  по компенсационной схеме, исключающей  влияние скважины.

Аппаратура  АК-Г позволяет записывать за одну спускоподъемную операцию сигналы  волновых пакетов от приемников.

 

Технические характеристики АК-Г:

Формула измерительного зонда:	П20,4П11,0И10,4И2
Спектр  излучаемых частот:	15-30 кГц
Время работы в автономном режиме	7 часов
максимальное  давление	120 Мпа
максимальная  температура	90 °
габариты  скважинного прибора
Диаметр	0.076м
Длина	5.45 м.

 

4.3 Термометрия и резистивиметрия

 

Для решения геолого-геофизических задач: определения температурных аномалий связанных с обводненостью коллекторов и определения удельного сопротивления бурового раствора горизонтального ствола скважины был разработан и введен в эксплуатацию соответствующий прибор МГКР, который работает в одной связке с комплексом АЛМАЗ-2. Опробование аппаратуры было проведено на Федоровском месторождении Западной Сибири.