научная статья по теме АППАРАТУРНЫЙ КОМПЛЕКС СКЛ ДЛЯ КАРОТАЖА В НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ И ЕГО ИНТЕРПРЕТАЦИОННАЯ БАЗА Геофизика

Текст научной статьи на тему «АППАРАТУРНЫЙ КОМПЛЕКС СКЛ ДЛЯ КАРОТАЖА В НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ И ЕГО ИНТЕРПРЕТАЦИОННАЯ БАЗА»

ГЕОЛОГИЯ И ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ

УДК 550.832 © Коллектив авторов, 2015

Аппаратурный комплекс СКЛ для каротажа в нефтегазовых скважинах и его интерпретационная база1

К.Н. Каюров, В.Н. Еремин, к.т.н.,

A.Н. Петров, к.т.н. (НПП ГА «Луч»),

К.В. Сухорукова, к.т.н., М.Н. Никитенко, к.т.н.,

B.С. Аржанцев

(Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН)

Адреса для связи: kayurov@looch.ru

Ключевые слова: электрический каротаж, электромагнитный каротаж, нефтегазовый коллектор, наклонная и горизонтальная скважина, удельное электрическое сопротивление, численное моделирование, инверсия.

SKL hardware systems for logging in oil-gas wells and its interpretation base

K.N. Kayurov, V.N. Eremin, A.N. Petrov

(Scientific production enterprise of geophysical equipment

«Looch», RF, Novosibirsk),

K.V. Suhorukova, M.N. Nikitenko, V.S. Arzhantsev

(Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics,

Siberian Branch of RAS, RF, Novosibirsk)

E-mail: kayurov@looch.ru

Key words: lateral logging, electromagnetic logging, oil and gas reservoir, deviated and horizontal wells, specific electrical resistivity, numerical modeling, numerical interpretation.

We have developed new SKL hardware systems for wireline and memory logging in vertical, deviated or horizontal oil-and-gas wells drilled with fresh and biopolymer muds. Employing the SKL systems is accompanied by the development of algorithms and software for numerical interpretation of the electrical and electromagnetic soundings data. The interpretation is based on the integration of the electromagnetic field characteristics measured with the SKL systems. The high detail of investigation and the state-of-art software allow to reliably reconstruct spatial distribution of electrical resistivity in complex terrigenous formations.

Глубокозалегающие нефтегазовые коллекторы Западной Сибири характеризуются небольшими толщинами, изменчивостью удельного электрического сопротивления (УЭС) по вертикали, осложнены тонкими прослоями и линзами отложений глинистого и карбонатного составов. Применение минерализованных биополимерных растворов при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин приводит к формированию тонких прискважинных зон с низкими УЭС. Макроанизотропия УЭС и электрическая поляризация осадочных отложений по-разному влияют на сигналы электрического и электромагнитного каротажа в зависимости от наклона скважины. В данных условиях строение измененных в процессе вскрытия пород, окружающих скважину, можно оценить только по результатам детальной численной интерпретации данных электрического и электромагнитного каротажа. При этом должны быть обеспечены достаточная точность измерений, высокая разрешающая способность зондов, быстродействие численного моделирования сигналов и создание адекватной по сложности геоэлектрической модели отложений.

Для исследования коллекторов в усложнившихся условиях НПП геофизической аппаратуры «Луч» и Институтом нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН разработана серия аппаратурных комплексов СКЛ, предназначенных для каротажа в вертикальных, на-

клонно-направленных и горизонтальных скважинах диаметром от 124 до 350 мм. Первые опытные работы комплексом на кабеле были выполнены в 2008 г., автономным - в 2009 г. серийный выпуск начат в конце 2010 г. [1]. В настоящее время 18 комплексов различных модификаций применяются для каротажа в вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважинах, пробуренных с использованием глинистого и биополимерного растворов.

Комплексы СКЛ спроектированы таким образом, чтобы при минимальной длине в их составе был представлен расширенный комплекс геофизических методов:

- высокочастотный (875 кГц - 14 МГц) электромагнитный каротаж (ВЭМКЗ-20);

- низкочастотный (50 кГц) индукционный каротаж (ИК);

- двухзондовый боковой каротаж (2БК);

- боковое каротажное зондирование (БКЗ);

- гамма-каротаж (ГК);

- компенсированный нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам (2ННК-Т);

- компенсированный гамма плотностной каротаж (2ГГК-П);

- каротаж самопроизвольной поляризации скважины (ПС);

- термометрия (Т);

- УЭС бурового раствора р;

Часть результатов, представленных в статье, получена в рамках выполнения прикладных научных исследований при финансовой поддержке Минобрнауки РФ ^РМЕИ60414Х0045).

- инклинометрия (азимут, зенитный угол);

- широкополосный акустический каротаж (АК);

- ультразвуковой профилемер - каверномер (АКП).

Комплекс по существу представляет собой один большой геофизический прибор, в состав которого входит набор модулей, реализующих указанные методы. Все модули связаны между собой с помощью универсальных стыковочных узлов. Благодаря общему управляющему модулю все измерения проводятся практически одновременно и привязаны к единому системному времени. Жесткий корпус прибора фиксирует точки записи модулей относительно друг друга, что исключает необходимость взаимной увязки их сигналов по глубине.

Особенности примененных конструкций силовых защитных кожухов позволили использовать радиопрозрачные корпуса приборов ВЭМКЗ и ИК в качестве изоляторов, а их металлические законцовки - в качестве электродов для БКЗ и БК. Благодаря совмещению функций силовых корпусов с функциями изоляторов и электродов значительно уменьшена длина комплекса. Точки записи большинства методов сгруппированы в нижней его части, что значительно уменьшает размер неисследуемой («мертвой») зоны у забоя скважины. Размещение электродов БКЗ на жестком корпусе позволяет использовать этот метод в горизонтальных скважинах. Все модификации комплекса СКЛ рассчитаны для работы при гидростатическом давлении до 100 МПа и температуре до 150° С.

Комплекс СКЛ в зависимости от набора модулей одновременно регистрирует от 50 до 64 физических параметров с периодичностью опроса 4 раза в секунду. Это соответствует скорости каротажа 1400 м/ч при шаге по глубине 0,2 м. Кабельный вариант комплекса адаптирован к каротажному регистратору «Кедр». В автономные варианты входят аккумуляторные или батарейные модули памяти и питания, позволяющие регистрировать данные в течение 30 ч. Наземная система привязки глубин (датчики оборотов лебедки и веса) обеспечивает измерение перемещения талевого блока. Программный комплекс RealDepth совмещает скважинные данные и данные глубиномера по времени и привязывает зарегистрированные параметры к текущей глубине. Измерения проводятся как при спуске, так и при подъеме приборов. Проведение каротажа расширенным набором методов за один спуско-подъ-ем позволяет существенно сократить время геофизических исследований.

Серия каротажных комплексов СКЛ

СКЛ-76 — комплекс на кабеле для геофизических исследований в открытом стволе (диаметр 120-245 мм) вертикальных и наклонно направленных скважин (рис. 1, а, базовая конфигурация). Управляющим является модуль телеметрии (обеспечивает измерение УЭС бурового раствора, показаний ГК, давления, натяжения кабеля и ускорения). Допускается возможность работы через буровые инструменты СБТ-127, ЛБТ-129Ю, ЛБТ-147 с диаметром внутреннего прохода от 90 до 110 мм.

Реализуемые методы: ВЭМКЗ-20; ИК; 2БК; БКЗ (зонды А0,2М0,Ш; А0,4М0,Ш; А1,0М0,Ш; А2,0М0,5№, А4,0М0,5№, Ш,5М2,0А; Ш3М0,5А); ПС; резистивимет-рия; 2 ННК-Т; ГК; термометрия; инклинометрия. Фраг-

Рис. 1. Комплексы: кабельный СКЛ-76 (а) и автономный СКЛ-А-160 (б)

мент диаграмм измеряемых сигналов приведен на рис. 2. Диаметр каждого модуля - не более 76 мм; длина - не более 3,9 м; длина полного комплекса - не более 22 м; масса - не более 300 кг, допустимая осевая нагрузка на разрыв - не более 50 кН.

СКЛ-А-102 — автономный комплекс для геофизических исследований в открытом стволе (диаметр 120245 мм) горизонтальных и наклонно направленных скважин. Управляющим является батарейный модуль памяти и питания. Доставка комплекса на забой осуществляется на буровом инструменте.

По сравнению с комплексом СКЛ-76 к набору методов добавлен 2ГГК-П, а из набора градиент-зондов удален зонд А4,0М0,5^ Диаметр каждого модуля - не более 108 мм; длина - не более 4 м; длина полного комплекса -не более 22 м; масса комплекса - не более 700 кг; допустимый радиус кривизны - не менее 60 м; допустимая осевая нагрузка на сжатие и разрыв - не более 300 кН.

СКЛ-А-160 - в 2014 г. разработан уникальный вариант комплекса СКЛ-А-160, предназначенный для каротажа скважин диаметром 215-245 мм в процессе шабло-нирования (см. рис. 1, б). Шаблонирование является обязательной операцией подготовки скважины к спуску эксплуатационной колонны, и его совмещение с карота-

Рис. 2. Диаграммы комплекса СКЛ-76 в вертикальной скважине (в последней колонке показано пространственное распределение УЭС, полученное в результате совместной инверсии данных ВЭМКЗ и БКЗ)

жем дает выигрыш по времени более 1 сут. Комплекс монтируется в состав буровой колонны под шаблоном, выдерживает осевые нагрузки более 800 кН и крутящий момент до 31,5 кН, что позволяет прорабатывать скважину ротором. В настоящее время в эксплуатации находятся четыре таких комплекса.

СКЛ-А-160 отличается от других комплексов возможностью комплектации извлекаемым источником быстрых нейтронов. В набор методов добавлены 2ГГК-П; АК; АКП, исключен модуль БКЗ. Максимальный диаметр модулей - не более 160 мм, муфты -172 мм; максимальная длина модуля - не более 4,2 м, максимальная масса - 300 кг; длина полного комплекса - 20,92 м, масса - не более 2250 кг; допустимый радиус кривизны - не менее 80 м. Скорость подъема при каротаже, обусловленная необходимой детальностью исследования, равна 400-800 м/ч.

Высокая детальность исследования пространственного распределения УЭС обеспечивается методами БКЗ (постоянный ток) и ВЭМКЗ (девять трехкатушеч-ных зондов, пять частот в диапазоне 0,875-14 МГц, измерение разности фаз и отношения амплитуд э.д.с. в сближенных приемных катушках). Радиальный профиль УЭС определяется в процессе совместной численной инверсии данных ВЭМКЗ и БКЗ. Распределение УЭС в зоне коллектора, измененного фильтрацией бурового раствора, используется в методиках оценки фильтрационно-емкостных параме

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»