Геофизические методы иследования скважин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3 - Схема одновременной регистрации методов естественного гамма-излучения и рассеянного гамма-излучения

 

1-скважинный прибор

2-кабель

3-индикатор естественного гамма-излучения

4-каскад предварительного усиления

5-генератор высокого напряжения

6-интегрирующая ячейка

7-прибор регистрирующий естественное  гамма-излучение и излучение в  методе изотопов

8-блок питания

9-индикатор гамма-излучения или  нейтронов

10-каскад предварительного усиления  в цепи индикатора

11-прибор регистрирующий плотность  медленных нейтронов, нейтронное гамма-излучение или рассеянное гамма-излучение

12-источник нейтронов или гамма-лучей

13-свинцовый экран

14-каскад повторного усиления, разделения  и формирования импульсов тока, подаваемых от индикаторов 3 и 10

 

2.3 Выбор аппаратуры ее устройство и принцип действия

 

Существует множество разновидностей комплексной аппаратуры электри-ческого каротажа.

 

Таблица 1 - Технические характеристики скважинных приборов электри-ческого каротажа

 

Аппа-ратура	Масса, кг	Диа-метр, мм	Длина,м	Рабо-чая tоС	Рабо-чее р, МПа	Число жил кабеля	Комп-лекс иссл.	Число каналов	Число СПО
КСП-3	35	70	2,63	200	100	1; 3	КС, ПС, БКЗ,ре-зистивиме-трия	9	1-2
АБКТ	60	70	3,2	200	100	1; 3	КС, ПС, БКЗ,БК	3-4	4
БКС-2	80	82	3,2	200	100	1;3	КС, ПС, БКЗ	2-3	3
Э1	80	73	3,2	200	120	1; 3	КС, ПС, БКЗ БК	3-4	4
Э4	80	73	3,2	250	150	1; 3	КС, ПС, БКЗ БК	3	4
Э12	100	73	6,8	250	150	1	КС, ПС, ИК	3	2

 

Прибор КЗ-741 электрического каротажа комплексный предназначен для измерения кажущихся удельных электрических сопротивлений (в дальнейшем кажущихся сопротивлений) пород (Рк) зондами стандартного каротажа, боко-вого каротажного зондирования (БКЗ), трехэлектродного бокового каротажа (БК), удельного электрического сопротивления промывочной жидкости (Рс) резистевиметром и обеспечения канала связи для передачи потенциалов само-произвольной поляризации пород (ПС) в скважинах глубиной до 7000 м с макси-мальной температурой до 200 Со и гидростатическим давлением до 150 МПа.

Прибор обеспечивает проведение измерений кажущихся удельных электри-ческих сопротивлений пород и удельного электрического сопротивления промы-вочной жидкости за четыре спуско-подъема в интервале исследования.

При измерении кажущихся сопротивлений пород зондами стандартного каротажа и БКЗ в приборе предусмотрена возможность одновременной регис-трации диаграмм самопроизвольной поляризации пород (ПС) по гальваническому каналу.

Прибор представляет собой снаряд опускаемый при  исследовании в скважине на геофизическом кабеле. Конструктивно состоит из трех основных узлов, электронного блока, гибкого зонда и резистивиметра. Между собой эти узлы соединяются механически с помощью резьбовых соединений и электрически с помощью разъемов.

В электронном блоке в корытообразных шасси располагаются элементы и узлы электронной схемы пробора. Шасси закреплены с двух сторон на узле центрального  электрода зонда БК. Электронная схема предохраняется от внешнего гидростатического давления цилиндрическим охранным кожухом, сос-тоящим из двух частей, герметизируемых в местах соединения с центральным электродом, гибким зондом и резистивиметром, резиновыми уплотнительными кольцами. Верхний кожух соединяется при помощи резьбовых соединений с гиб-ким зондом и центральным электродом, а нижний кожух центральным электро-дом и резистивиметром. На шасси электронного блока закреплены разъем, вход-ные трансформаторы зондов стандартного каротажа и БКЗ, трансформатор стандарт-сигналов, трансформатор потенциала экранного электрода зонда БК, переключатель, трансформатор тока центрального электрода зонда БК, моду-ляторы, предварительный усилитель, усилитель мощности, выходной трансфор-матор, разделительный конденсатор, разделительная индуктивность, блок ре-зисторов, подготовительное реле с конденсатором, накальный трансформатор, анодный трансформатор, выпрямитель, дроссель фильтра, блок коррекции выходных сигналов резистивиметра, токовый трансформатор резистивиметра, разъем резистивиметра.

Гибкий зонд имеет в основе геофизический кабель, изолированный поверх брони несколькими слоями резиновой и фторопластовой ленты. На этой основе между резиновыми втулками крепятся токовый и измерительные электроды зондов стандартного каротажа и БКЗ. Выводы от электродов выполнены жилой геофизического кабеля. Зонд покрыт слоем прорезиненной ткани.

Функциональная схема прибора К3-741 (приложение1).

В режиме измерения прибор питается по жиле кабеля током частотой 300 Гц. Этот ток проходит через индуктивность L2, первичную обмотку токового трансформатора резистивиметра Т1, нормально замкнутый контакт подготовительного реле К1, эталонный резистор стандарт-сигнала Rэ и через плату SAI.5 переключателя SAI поступает на токовые электроды AI, А2 зондов стандартного каротажа и БКЗ или на экранный электрод Аэ зонда бокового каротажа в зависимости от позиции измерения, устанавливаемой переклю-чателем SAI и далее через породу ток замыкается на оплетку кабеля.

Переключатель SAI позволяет калибровать измерительные каналы по стандарт-сигналам, подключать к ним зонды стандартного каротажа, выбирать необходимые пределы измерения. Для переключения с поверхности по жиле кабеля подается импульс постоянного тока. Под действием этого импульса срабатывает подготовительное реле К1, размыкая контакт. Импульс постоян-ного тока протекает при этом через обмотку исполнительного электро-магнита SAI.I, который осуществляется перевод контактов переключателя на следующую позицию.

В позициях измерения Rк зондами стандартного каротажа и БКЗ ток, проходя через токовые электроды А1, А2, создает в окружающий гибкий зонд среде электрическое поле. На измерительных электродах MN электрических каротажных зондов появляется разность потенциалов, пропорциональная кажу-щимся сопротивлениям пород. Одновременно ток питания прибора, преобра-зованный трансформатор Т1, проходит через промывочную жидкость между электродами АВ резистивиметра. На них появляется разность потенциалов пропорциональная сопротивлению промывочной жидкости. Разности потен-циалов с электродом MN и АВ поступают на входные трансформаторы Т9-Т15 и Т2, которыми приводятся к требуемому уровню. Со вторичных обмоток входных трансформаторов измеряемые сигналы через платы SAI.2, SAI.3, SAI.4 перек-лючателя SAI поступают в двух каналах телеизмерительной системы прямо на входные устройства (модуляторы), а в одном на предварительный усилитель, а затем на модулятор. В модуляторах происходит преобразование сигналов, промодулированных по амплитуде, в сигналы, промодулиованные по частоте. С модуляторов информационные сигналы поступают на усилитель мощности и с него через емкость С2 по жиле кабеля в наземную часть телеизмерительной системы. В наземной аппаратуре сигналы разделяются по частоте, преоб-разуется в постоянный ток, пропорциональный кажущимся сопротивлениям пород и промывочной жидкости, которые регистрируются в виде диаграмм элек-трического каротажа. Одновременно с записью кривых Рк и Рс гальваническим каналам обеспечивается регистрация диаграммы ПС токовым электродом А1 или А2.

В позициях измерения Рк зондом бокового каротажа ток питания прибора через плату SAI.5 переключателя SAI поступает на закароченные между собой экранные электроды Аэ зонда БК. Центральный электрод Ао соединен с экранными через шунт очень малого сопротивления (0,01 Ом), роль которого выполняет пересчитанный в первичную обмотку трансформатора Т6 резистор Rш. При таком подключении все три электрода зонда оказываются под одним потенциалам, что обеспечивает фокусировку тока через центральный элек-трод. Потенциал экранных электродов относительно удаленного электрода трансформатором Т7 приводится к необходимому уровню и через плату SAI.2 переключателя SAI подается на вход модулятора со средней частотой 25,7 кГц. Сигнал, пропорциональный току центрального электрода, снимается с шунта Rш, приводится входным трансформатором Т6 к необходимому уровню и поступает через платы SAI.3 и SAI.4 переключателя SAI одновременно на вход модулятора 7,8 кГц и на предварительный усилитель, а затем на вход модулятора 14,0 кГц. Использование для измерения тока центрального элек-трода двух каналов позволяет увеличить диапазон измерения. В дальнейшем преобразование сигналов в приборе происходит также, как и в позициях изме-рения зондами стандартного каротажа и БКЗ. В демодуляции Б1 сигналы разде-ляются по частоте, преобразуется в постоянный ток и через коммутационную вставку блока Б2 подаются на логарифмический преобразователь Б4. В ком-мутационный вставке расположено устройство, позволяющее автоматически выбирать наиболее благоприятный канал измерения тока центрального электрода. С блока логарифмических преобразователей Б4 разность логарифмов подается на регистратор и записывается как диаграмма бокового каротажа в логарифмического масштабе.

   

2.4 Признаки коллекторов  и методика их выделение по  геофизическим данным

 

Прямые качественные признаки коллекторов по данным ГИС.

Прямые качественные признаки коллектора, устанавливаемые по матери-алам ГИС в скважинах, пробуренных с РВО, основаны на формировании во времени зоны проникновения в породах-коллекторах. Рассмотрим эти признаки и способы их установления.

Наличие глинистой корки на стенке скважины. Устанавливается по диаг-рамме каверномера, профилемера, коркомера. На кавернограмме и профиле-грамме корка устанавливается по соотношению dC < dН, то есть в интервале уменьшения фактического диаметра скважины по сравнению с номинальным, на коркограмме - в интервале, где фиксируется корка с толщиной hГК > 0.

Радиальный градиент сопротивления является характерным для коллек-тора, поскольку в радиальном направлении удельное сопротивление коллектора изменяется - отличны удельные сопротивления глинистой корки, промытой зоны, зоны проникновения и неизменной части. Радиальный градиент сопротив-ления устанавливают, сравнивания показания разноглубинных электрических зондов или удельное сопротивление различных зон коллектора, установленное при количественной интерпретации данных метода сопротивлений.

По диаграмме микрозонда коллекторы выделяют в участках разреза, где при невысоких показаниях микрозондов наблюдается превышение показаний рк МПЗ микропотенциалзонда над показаниями рк МГЗ микроградиент-зонда (рк МПЗ > рк МГЗ).

На диаграммах рК микробокового и бокового зондов, или двух разноглу-бинных боковых зондов, зарегистрированных в одинаковом логарифмическом масштабе сопротивлений, наложенных одна на другую, коллекторы отмечаются расхождением показаний зондов при практическом совпадении их во вмещающих породах-неколлекторах. Знак этого расхождения зависит от типа проникновения.

Изменение в пласте показаний во времени на диаграммах повторных замеров, выполненных одним и тем же зондом в необсаженной скважине при постоянстве во времени показаний этого зонда во вмещающих пласт породах, является признаком коллектора, говорящим о формировании во времени зоны проникновения. 

Количественные критерии выделения коллекторов по данным ГИС.

Предпосылкой для выделения коллекторов, главным образом межзерновых, по величине какого-либо параметра породы - например, коэффициента порис-тости или глинистости, является то, что изучаемому типу коллектора соответствует определенная область значений этого параметра, при этом границе коллектор - неколлектор отвечает определенное граничное значение используемого параметра - коэффициента пористости или коэффициента глинистости.

Зная граничное значение параметра, по которому проводится деление пород на коллекторы и неколлекторы, на диаграмме ГИС проводят уровень, соответствующий этому значению, который позволяет выделить в разрезе кол-лекторы по признаку kП > kП ГР.

Рассмотрим петрофизические основы выделения коллекторов по граничным значениям параметров на примере терригенного разреза. Коэффициент пористости kП терригенных пород определяется в основном глинистостью породы. Величина kП терригенных коллекторов закономерно снижается с ростом глинистости коллектора, характеризуемой параметрами сГЛ, kГЛ, nГЛ. Граница коллектор-неколлектор характеризуется прежде всего значением kПР = 0. При kПР > kПР ГР порода является коллектором.

Выделение терригенных коллекторов. Они могут быть представлены меж-зерновыми, трещинными и трещинно-межзерновыми породами. Основная масса нефтегазовых залежей в терригенном комплексе приурочена к коллекторам с межзерновой пористостью. Песчаные и алевролитовые (слабосцементированные неглинистые) коллекторы в терригенном разрезе выделяют по ряду прямых качественных признаков и наиболее надежно - по совокупности данных основных комплексов ГИС. Против чистых коллекторов наблюдаются: наибольшее отклонение кривой ПС от линии глин, минимальная гамма-активность по кривой ГК, образование глинистой корки, фиксируемой снижением диаметра скважины по кавернограмме, и положительное расхождение кривых микрокаротажа. Присутствие глинистого материала в горной породе влияет на ее удельное сопротивление, амплитуду отклонения кривой ПС, радиоактивные, акустические и другие физические свойства. Поэтому коллекторы, содержащие такое количество глинистого материала, которое приводит к изменению физических свойств пород относительно таких же чистых неглинистых пород, принято выделять в отдельную группу - глинистые коллекторы. Амплитуду отклонений кривой ПС от линии глин в глинистых коллекторах значительно меньше, чем против чистых коллекторов. Наибольшее значение для разделения в терригенном разрезе глинистых и неглинистых коллекторов имеют кривые ПС и гамма-каротаж. Амплитуда отклонения кривых ПС и ГК против глинистых коллекторов занимают промежуточное положение между чистыми амплитудами отклонений, кривых ПС и ГК против песчано-алевролитовых пластов и глин, приближаясь к одной из них в зависимости от степени глинистости.