Лекция 8. Кольцевые зонды. Каротаж в процессе бурения
Желание получить неискаженное влиянием проникновения фильтрата бурового раствора в пласт, исключить влияние ПЖ обусловило появление и применение различных модификаций электрического и электромагнитного каротажа.
Однако, поскольку мы имеем дело с продуктивными проницаемыми пластами – коллекторами, характеристики которых мы должны оценить, лучшим способом это сделать является проведение измерений в процессе бурения и вскрытия пластов.
Конечно, принцип использования зондов вытеснения, кольцевых установок большого диаметра могут вызвать повышенную аварийность используемых систем за счет возможных прихватов и сложностей доставки приборов на забой.
Перспективно в этом случае использование кольцевых зондов, встроенных в бурильную колонну. В этом случае каротажные зонды размещаются вблизи (как можно ближе) забоя, измеряют и регистрируют поле окружающих скважину горных пород.
 | |||
 | |||
Рисунок 38 Рисунок 39
К сожалению, в процессе проводки скважин при вскрытии продуктивного пласта происходит опережающее проникновение фильтрата бурового раствора. При очередной промывке, наращивании инструмента, глинистая корка срывается и вновь создаются благоприятные условия для очередного проникновения фильтрата ПЖ в пласт.
Если измерять КС при подъеме и спуске инструмента получаем равновременные замеры в идентичных условиях и по изменению параметров определяем проницаемость (динамическую) пласта.
Возможные компоновки измерительных установок, в т.ч. с использованием долота в качестве заземленного электрода.
(ПБК, БКБ, БКМ, ЭМК и др.).
Лекция 9. Ядерно – магнитный каротаж
Ядерно – магнитный каротаж (ЯМК) основан на измерении ядерной намагниченности горных пород в разрезе скважины. Благодаря наличию механического и магнитного моментов, ядра атомов многих элементов подобно намагниченному волчку ориентированы и вращаются (прецессируют) вокруг направления магнитного поля Земли.
Частота w прецессии определяется напряженностью HЗ магнитного поля и магнитного поля и коэффициентом y, характеризующим ядерно – магнитные свойства элемента w=yНЗ
Коэффициент y называется гидромагнитным отношением, явление – ядерно – магнитный резонанс (ЯМР).
Величина ЯМР у ядер атомов разных элементов, образующих горные породы, различна.
Небольшая величина y и ЯМР свойственна водороду и в несколько раз превышает y других элементов, слагающих горные породы.
Поэтому, изучая явление магнитного резонанса, в разрезе скважин можно выявить скопления ядер водорода, входящих в состав воды, нефти и газа.
Если на среду действовать постоянным магнитным полем Н, направление которого отличается от направления магнитного поля Земли, ядра атомов изменяют свою ориентацию и в новом равновесном состоянии прецессируют вокруг направления суммарного магнитного поля Н+НЗ. После устранения поляризующего магнитного поля Н ядра атомов под действием постоянного магнитного поля Земли возвращаются в исходное положение равновесия.
Возвращение ядер атомов в положение равновесия происходит в течение промежутка времени называемым временем релаксации. Если в исследуемую среду или вблизи ее поместить катушку, в ней индуцируется э. д .с. синусоидальной формы, затухающая во времени (ССП). Амплитуда сигнала свободной процессии зависит от количества ядер водорода, участвующих в свободной процессии.
Отношение при наблюдаемой при ЯМК начальной амплитуды сигнала свободной процессии к начальной амплитуде сигнала в дистиллированной воде – индекс свободного флюида (ИСФ).
Общая пористость коллектора складывается из объема, занятого водой, и объема, занятого жидкостью, способной перемещаться в коллекторе под действием перепада давления. Этот последний объем составляет эффективную пористость коллектора kэф и численно равен величине ИСФ ИСФ=kэф.
ЯМК является методом, позволяющим выделять глинистые коллекторы. Содержание глинистого материала в породе и связанное с этим увеличение остаточной водонасыщенности не влияют на показания ЯМК.
Ядерно-магнитные свойства флюидов и насыщенных ими горных пород при 20°С
| Порода, флюиды | ИСФ, % | Т2, мс | Т1, мс | |
| Сильное поле (300 Гс) | Слабое поле (0,5 Гс) | |||
| Вода дистиллированная, содержащая растворённый воздух | 500-1500 | |||
| Вода, содержащая в 1 л: 200 г NaCl 0,4 г CuSO4 | 500-1500 50-100 | |||
| Нефть | 5-100 | 250-1200 | 250-1200 | 250-1200 |
| Конденсат | 500-1500 | до 3500 | До 3500 | |
| Песчаник водонасыщенный Песчаник нефтенасыщенный | 0-40 0-40 | 30-100 30-200 | 100-1500 250-1200 | 150-1500 250-1200 |
| Известняк водонасыщенный Известняк нефтенасыщенный | 0-40 0-40 | 30-200 30-200 | до 2000 250-1200 | до 2000 250-1200 |
| Глина | <20 | - | - |
Область применения ЯМК.
Возможность оценивать характер флюидов в пластах, определять остаточную нефтенасыщенность.
Ограничения. Повышенная магнитная восприимчивость горных пород и промывочной жидкости, снижающая при æ>200×10-5 СИ сигнал ССП до уровня помех.