ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.03.2024
Просмотров: 11
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Лабораторная работа 2
Тема: общие сведения о ГИС, объекте исследования
Цель: ознакомление с ГИС и объектом их исследования
Теоретическая часть. Геофизические исследования скважин (ГИС) - совокупность физических методов, предназначенных для изучения горных пород в околоскважинном и межскважинном пространствах. Они применяются для решения геологических и технических задач, связанных с поисками, разведкой и разработкой месторождений полезных ископаемых.
Исследование скважин геофизическими методами проводится в четырех основных направлениях: 1) изучение геологических разрезов скважин; 2) изучение технического состояния скважин; 3) контроль разработки месторождений нефти и газа; 4) проведение прострелочно-взрывных и других работ в скважинах геофизической службой.
Изучение геологических разрезов скважин - наиболее важное направление. При этом используются электрические, магнитные, радиоактивные, термические, акустические, механические, геохимические и другие методы. Применение их основано на изучении физических естественных и искусственных полей различной природы. Интенсивность того или иного поля определяется физическими свойствами горных пород - электрическим удельным сопротивлением, диэлектрической и магнитной проницаемостью, электрохимической активностью, радиоактивностью и т. д.
При геофизических исследованиях скважин регистрируются диаграммы или производятся точечные измерения физических параметров: кажущегося электрического сопротивления, потенциалов собственной и вызванной поляризации пород, силы тока, интенсивности гамма-излучения, плотности нейтронов, температуры, напряженности магнитного поля, скорости и времени распространения упругих колебаний, продолжительности бурения и др.
Характер изменения указанных параметров по стволу скважины зависит от физических свойств пород. Физические свойства находятся в тесной связи с литолого
-петрографической, коллекторской, продуктивной и другими характеристиками.
При изучении геологических разрезов скважин на основе интерпретации комплекса данных геологической и геофизической документации решаются следующие задачи: 1) геофизическое расчленение разрезов и выявление геофизических коррелятивов (реперов); 2) определение пород, слагающих разрезы скважин; 3) выявление коллекторов и изучение их свойств (пористости, проницаемости, глинистости и др.); 4) выявление и определение местоположения различных полезных ископаемых (нефти, газа, каменного угля, каменной соли, руды, термальных, минеральных и пресных вод и др.); 5) подсчет запасов полезных ископаемых.
Изучение технического состояния скважин проводится с помощью комплекса геофизических методов для:
-
определения искривления скважин, -
установления фактического диаметра скважин, -
определения профиля сечения скважины и обсадных колонн, -
высоты подъема, характера распределения и степени сцепления цемента в затрубном пространстве, -
выявления мест притоков и затрубной циркуляции вод в скважинах, -
выявления водопоглощающих горизонтов и контроля гидравлического разрыва пласта, -
определения уровней жидкости, -
местонахождения башмаков обсадных колонн и металлических предметов, оставленных в скважинах при авариях, -
глубин расположения забоев скважин
- и решения многих других важных нефтепромысловых задач.
Контроль разработки месторождений нефти и газа — решение следующих основных задач: 1) исследование процесса вытеснения нефти и газа в пластах; 2) изучение эксплуатационных характеристик пластов; 3) установление состава флюидов в стволе скважины; 4) изучение технического состояния эксплуатационных и нагнетательных скважин.
Проведение прострелочно-взрывных и других работ в скважинах — перфорация обсадных труб для сообщения скважины с пластом, отбор образцов пород из стенок пробуренных скважин для уточнения геологического разреза и торпедирование.
В нефтяной промышленности систематические геофизические наблюдения относятся к 1906— 1916 гг., когда известный русский геолог-нефтяник Д. В. Голубятников произвел температурные измерения более чем в 300 нефтяных скважинах Азербайджана и Дагестана. По полученным данным впервые была установлена возможность использования геофизических методов для решения различных геологических и нефтепромысловых задач.
В 1926—1928 гг. К. Шлюмберже (Франция) предложил и опробовал электрический метод исследования геологических разрезов скважин. Он изучал разрезы скважин по их удельному электрическому сопротивлению путем измерения в скважинах физического параметра, названного кажущимся сопротивлением. В 1931 г. в процессе исследовательских работ, проводившихся советскими геофизиками и сотрудниками фирмы «Шлюмберже» был разработан второй метод электрометрии скважин— метод потенциалов собственной (естественной) поляризации пород.
Одновременно с расширением объема промыслово-геофизических работ совершенствовались их техника и методика. С 1931 г. начали применять инклинометр для определения углов и азимутов искривления скважин. Это обеспечило надежный контроль правильности бурения скважин и позволило учитывать искривление скважин при геологических построениях. В 1932 - 1935 гг. были разработаны первые стреляющие перфораторы, боковые грунтоносы и усовершенствованные торпеды, которые стали широко применяться в нефтепромысловой практике.
В 1946 г. В. Н. Дахнов предложил метод сопротивления экранированного заземления, состоящий в измерении сопротивления заземлителя, экранированного двумя или несколькими симметрично расположенными однополярными электродами. X. Г. Долль предложил наиболее эффективный метод сопротивления экранированного заземления с автоматически управляемой фокусирующей системой, названной «Латерлог» («Laterlog») (боковой метод) и метод микрозондов СЭЗ с автоматической фокусировкой тока «Микролатерлог» («Microlaterlog»).
В период с 1945 по 1955 г. сотрудниками кафедры промысловой геофизики Московского нефтяного института им. И. М. Губкина под руководством В. Н. Дахнова был разработан комплекс методов микроисследований скважин, включающий применение микрозондов, методов сопротивления экранированного заземления (СЭЗ) и потенциалов вызванной поляризации пород. В 1948 г. X. Г. Долль предложил и описал индукционный метод электрометрии с использованием токов переменного электромагнитного поля.
Радиоактивные методы исследования скважин зародились в СССР в 1933—1934 гг., когда советские специалисты Г. В. Горшков, Л. М. Курбатов, А. Г. Граммаков, В. А. Шпак и другие предложили и опробовали в скважинах гамма- метод.
В 1941 г. известный советский физик Бруно Понтекорво предложил использовать для изучения разрезов скважин нейтронный гамма-метод, состоящий в измерении интенсивности гамма-излучения, возникающего при облучении горных пород нейтронами. В 1942 г. А. И. Заборовский и Г. В. Горшков создали нейтрон-нейтронный метод, основанный на измерении плотности нейтронов.
Кроме указанных выше методов, нашли применение методы рассеянного гамма-излучения, наведенной активности, гамма-спектроскопии и др.
Термометрические исследования скважин наибольшее развитие получили в 1931—1932 гг. после внедрения в промышленность электрических термометров. Обобщающие работы В. Н. Дахнова и Д. И. Дьяконова, выполненные в 1952— 1958 гг., показали значительную эффективность термометрии скважин при решении многих геологических и нефтепромысловых задач. Магнитные методы изучения разрезов скважин в СССР начали разрабатывать в 1934—1936 гг., когда К. П. Козин и М. И. Бейсик исследовали магнитные свойства горных пород и предложили по их магнитной восприимчивости изучать разрезы скважин. В 1933—1935 гг. советские геологи-нефтяники применили для исследования геологических разрезов метод измерения продолжительности бурения. В 1935 г. геофизики С. Я. Литвинов и Г. П. Строцкий предложили метод кавернометрии скважин — измерение изменений диаметра ствола скважины. Первый иластовый наклономер был использован фирмой «Шлюмберже» в 1933 г. Газометрию скважин начали применять в СССР в 1932 г. (М. В. Абрамович, М. И. Бальзаминов и др.).
Начало широкого развития акустического метода относится к 1950 году. Аппаратура акустического метода разрабатывались в Институте физики Земли (ИФЗ) АН СССР, во Всесоюзном научно-исследовательском институте методики и техники разведки (ВИТР), ВНИИГеофизике и других организациях.
Одновременно с расширением комплекса ГИС и совершенствованием отдельных методов развивались основная наземная измерительная аппаратура и спуско - подъемное оборудование. На первых порах выполнялись точечные измерения (через каждые 0,5—1,0 м глубины) с помощью потенциометров, включенных в специальную измерительную установку. В 1932 г. начали применять полуавтоматические регистраторы в комплекте с пульсаторами, что дало возможность производить непрерывную и одновременную запись диаграмм кажущегося сопротивления и потенциала собственной поляризации пород.
В результате работ многих производственных и научно-исследовательских организаций были созданы автоматические геофизические лаборатории типа АКС и АЭКС. Применение автоматических геофизических лабораторий в промышленности было начато в 1950 г.
За рубежом значительное влияние на развитие геофизических методов исследования скважин оказали теоретические и экспериментальные работы К. Шлюмберже, Г. Долля, Г. Арчи, С. Пирсона, В. Рассела, М. Вилли, Р. Дебранда и многих других исследователей.
В геофизике как прикладной науке главным объектом изучения являются горные породы и связанные с ними полезные ископаемые. Сведения о составе пород, глубине и форме их залегания и наличии в них полезных ископаемых получают путем изучения физических и физико-химических полей разной природы, интенсивность которых зависит от петрофизических характеристик объекта, его геологического строения и мощности источника поля.
При геофизических исследованиях горные породы и полезные ископаемые изучаются в разрезах скважин. Скважина представляет собой вертикальную или наклонную цилиндрическую горную выработку, длина которой значительно больше ее диаметра. Она состоит из трех основных частей: устья — ее верх, забоя — ее дно и ствола — вся цилиндрическая часть от устья до забоя. Скважины бурят с целью поисков месторождений нефти, газа, угля, руд, пресных и термальных вод, а также для решения различных геологических задач. Значительный объем скважин приходится на эксплуатационные и нагнетательные, которые бурят при разработке месторождений нефти и газа.
Скважина—это сложное и дорогостоящее сооружение, поэтому получение наиболее полной и качественной информации о ее техническом состоянии, вскрытых горных породах, процессе выработки нефтяных и газовых, угольных и рудных пластов является важной задачей. Геофизические методы исследования скважин играют при этом первостепенную роль, так как только они дают наибольший объем непрерывной информации, позволяющей обнаруживать месторождения полезных ископаемых, обоснованно вести их разработку.
Вскрывая толщи горных пород, скважина нарушает их естественное залегание. В результате частично изменяются физико - химические условия окружающей среды и петрофизическая характеристика пород, прилегающих к стенке скважины.
Горные породы обладают различными механическими свойствами. Плотные сцементированные породы при разбуривании вблизи стенки скважины не разрушаются, рыхлые, хрупкие, трещинные породы наоборот, размываются промывочной жидкостью, вследствие чего образуются каверны, т. е. увеличивается диаметр ствола скважины.
Вскрытие пород при бурении производится, как правило, при давлении в скважине, превышающем пластовое, поэтому в пористые, проницаемые породы проникает промывочная жидкость. Поры пород-коллекторов обычно имеют небольшие радиусы (от единиц до сотен микрометров), и в такие породы поступает только фильтрат промывочной жидкости, а глинистые частицы оседают на стенке скважины, образуя при этом глинистую корку. Глинистая корка препятствует разрушению породы и снижает дальнейшее поступление фильтрата жидкости в пласт.
