Методы исследования скважин в процессе бурения. Классификация методов и их основы. Роль в комплекте ГИС

В последние годы отмечается интенсивное развитие методов и систем получения геолого-геофизической и технологической информации в процессе бурения. Они дают возможность на основе комплексной информации о параметрах промывочной жидкости, шлама, керна и режима бурения осуществлять геологический и технологический контроль за бурением, оперативно решать геологические задачи по выделению продуктивных пластов, зон аномально высоких пластовых давлений (АВПД), литологическому расчленению разреза, а также технологические задачи по оптимизации процесса бурения скважин.

По способу привязки получаемой информации к разрезу все методы изучения разреза скважины в процессе бурения следует подразделить на две большие группы:

1) методы с мгновенной привязкой информации к разрезу;

2) методы с задержкой информации на величину отставания промывочной жидкости и шлама или на величину времени подъема инструмента и обработки информации (от десятков минут до десятков часов.).

МЕТОД ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ (СКОРОСТИ) БУРЕНИЯ

Метод продолжительности бурения, известный еще как метод скорости бурения (механический каротаж), основан на измерении времени, необходимого для бурения единицы проходки.

ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ

Фильтрационные методы изучения разреза скважин в процессе бурения включают в себя группу гидродинамических и электрических способов выделения проницаемых коллекторов в процессе бурения, основанных на измерении параметров циркуляционной системы.

КАРОТАЖ ПО ДАВЛЕНИЮ (МЕТОД ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ)

Каротаж по давлению основан на регистрации давления на стояке манифольда в функции глубины скважины с последующим выделением информации о полном дифференциальном давлении, динамической составляющей дифференциального давления или информации о динамической составляющей дифференциального давления, действующей под вращающимся долотом.

Виброакустический(геоакустический) метод

ГАЗОВЫЙ КАРОТАЖ

Газовый каротаж основан на исследовании количества и состава газа в промывочной жидкости, эвакуированной из скважины, измерении ряда параметров, характеризующих режим бурения скважин, и переходе от этих параметров к количеству и составу газа в пласте, вскрытом скважиной.

Газовый каротаж подразделяется на газовый каротаж в процессе бурения, при котором определяется газ, попавший в промывочную жидкость на забое скважины при разрушении пласта долотом, и газовый каротаж после бурения — ГКПБ (диффузионный каротаж), когда используются простои скважины и выявляются аномалийно газонасыщенные порции промывочной жидкости, связанные с диффузионным процессом газообогащения промывочной жидкости на контакте с газосодержащим пластом, а также : комплексный газовый каротаж, заключающийся в том, что газовый каротаж как в процессе бурения, так и после бурения проводят без специально запланированных простоев скважин.х

ЖЕЛОБНАЯ ТЕРМОМЕТРИЯ

В процессе бурения тепловое равновесие в массиве горных пород, окружающих околоскважинное пространство, нарушается в результате взаимодействия долота с забоем скважины, циркуляции промывочной жидкости, проникновения промывочной жидкости в проницаемые пласты и т. п. Поэтому, измеряя температуру выходящей из скважины промывочной жидкости (желобная термометрия), можно получать информацию о температурном режиме на забое бурящейся скважины, о динамике изменения температуры в стволе скважины.

МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ШЛАМУ

Бурение глубоких и сверхглубоких скважин, особенно в условиях сложного геологического строения, требует получения максимальной информации о коллекторских свойствах, нефтегазонасыщенности пород, вскрываемых скважиной в процессе бурения, а также о их плотности и прочностных свойствах. Эти задачи решают в настоящее время по керновому материалу, по данным геофизических и гидродинамических исследований. Коллекторские свойства пласта (пористость, проницаемость, остаточная водонасыщенность и др.) наиболее достоверно определяются по керну. Однако вынос керна* особенно с больших глубин, явно недостаточен для характеристики изменений коллекторских свойств по площади и мощности продуктивных (или перспективных) отложений.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОМЫВОЧНОЙ жидкости.

Физико-химические методы исследования промывочной жидкости позволяют получать информацию о физических параметрах, химическом составе и нефтегазонасыщенности промывочной жидкости, проконтактировавшей с забоем скважины (а также и закачиваемой в скважину), что дает возможность решать задачи по определению пластового статического и динамического дифференциальных давлений, геологических характеристик промывочной жидкости в отдельных элементах циркуляционной системы, установлению факта вскрытия пластов-коллекторов и выделению их в исследуемом разрезе, прогнозированию зон АВПД, прогнозированию и определению газонефтенасыщенности коллекторов.

39. Газовый каротаж.Физико-химические основы, спицифика работ и интерпретация результатов, решаемые задачи.
ГАЗОВЫЙ КАРОТАЖ

— методисследования скважин, основанный на определении содержания и состава углеводородных газов и битумов в промывочной жидкости. Впервые предложен советскими учёными В. А. Соколовым и М. В. Абрамовичем в 1933 и опробован Соколовым и М. Н. Бальзамовым в районе г. Грозный в 1934. Промышленное применение в CCCP и за рубежом газовый каротаж получил с начала 40-х гг.
Газовый каротаж применяется для оперативного выделения перспективных на нефть и газ участков в разрезе скважины и прогнозной оценки характера их насыщения; интервалов притока пластового флюида в скважину или поглощения фильтрата промывочной жидкости в пласт с целью предотвращения аварийных ситуаций; измерения параметров режима бурения. Значительно реже газовый каротаж используется при бурении разведочных скважин на уголь, где используется в основном для определения содержания метана в единице горючей массы. При газовом каротаже изучаются суммарный объем и состав углеводородных газов, попадающих в промывочную жидкость в процессе бурения пластов и перемещаемых потоком от забоя к устью скважины. На устье скважины промывочная жидкость дегазируется с извлечением из неё газовоздушной смеси. Затем эта смесь анализируется, в результате чего определяют суммарное объёмное содержание углеводородных газов и состав по содержанию компонентов углеводородных газов. Одновременно измеряются параметры, характеризующие режим бурения, — продолжительность бурения 1 м скважины, расход промывочной жидкости на устье, коэффициент разбавления раствора. Все параметры регистрируются в цифровой или аналоговой форме с учётом углубления забоя за время перемещения жидкости от забоя к устью скважины.
Газовый каротаж проводится с помощью автоматических газокаротажных станций, включающих датчики на устье скважины (дегазатор, датчик глубин, датчик объёмов промывочной жидкости), и комплекса аналитической (суммарный газоанализатор, хроматограф), измерительной и регистрирующей аппаратуры, блока питания и вспомогательного оборудования, смонтированных в автомобиле.
Перспектива развития газового каротажа связана с переходом к комплексным исследованиям за счёт создания автоматизированных геолого-геохимических информационных систем с бортовой мини-ЭВМ, позволяющей изучать геологический разрез, оптимизировать процесс бурения, прогнозировать нефтегазоносные пласты и зоны аномально высоких пластовых давлений до их вскрытия скважиной и др.