щ
анализ и прогноз
ГТИ и ГИС на шельфе -проблемы и перспективы
М.В. РАКИТИН,
к.т.н., ведущий геофизик отдела мониторинга
ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть»
Mikhail.Rakitin@lukoil.com
Проблемы и перспективы использования ГТИ и ГИС-бурения (LWD) на основе опыта бурения эксплуатационных скважин на шельфе Северного Каспия.
Ключевые слова: бурение на море, эксплуатационные скважины, ГТИ, ГИС-бурения
THE GTI AND GIS ON THE SHELF - PROBLEMS AND PROSPECTS
M. RAKITIN, «LUKOIL-Nizhnevolzhskneft» LLC
Problems and prospects of using the GTI and GIS-drilling (LWD) based on the experience of drilling production wells on the North Caspian shelf.
Keywords: Drilling at sea, production wells, GTI, GIS-drilling (LWD)
МЛСП-1 месторождения им.
Ю. Корчагина завершается бурение эксплуатационных скважин в отложениях неокомо-волжской залежи. Разработка там переходит на новый уровень, бурение следующих скважин будет с блок-кондуктора. В 2015 г планируется начать бурение первых скважин на месторождении им. В. Филановского, где конструкции скважин иные [1]. Эти обстоятельства позволяют обобщить накопленный опыт для того, чтобы наметить пути дальнейшего развития с учетом геологических и практических реалий.
В области каротажа наиболее интересным и интенсивно развивающимся направлением является ГИС-бурение (LWD) (ГИС - геофизические исследования скважин). В России известны два основных направления в этой области:
- исследования на морских месторождениях (Сахалин, Северный Каспий, Балтийское море);
- исследования на суше при бурении вторых стволов на месторождениях средней и поздней стадии эксплуатации, а также горизонтальных стволов небольшой протяженности на новых месторождениях.
При бурении на суше, как правило, имеется довольно много разведочных скважин, что позволяет выстраивать достаточно надежную геологическую модель. Эксплуатационное бурение на старых месторождениях, в основном, носит уточняющий характер, поэтому задачи ГИС-бурения не так уж актуальны и, как правило, решаются с помощью отечественной аппаратуры.
При бурении на море и разработке новых месторождений горизонтальными стволами роль ГИС-бурения и решение задач геонавигации на порядок сложнее. Современные отечественные разработки аппаратуры, за редким исключением [2], отстают от уровня западных на 10 - 15 лет Копировать и повторять то, что уже успеш-
но работает, малоперспективно. Надо не догонять, а обгонять, то есть разрабатывать то, что нужно реально бурению, исходя из практики геолого-технологических исследований (ГТИ) и ГИС-бурения на море. Данная статья в определенной степени является продолжением темы статьи «Тенденции развития ГТИ и ГИС-бурения», уже опубликованной в журнале «Бурение и нефть» [3].
Бурение на море требует очень больших затрат и высоконадежного оборудования на всех этапах строительства скважин. Поэтому разведочных скважин очень мало, и бурение эксплуатационных скважин дополнительно решает задачи доразвед-ки. В нашей практике на месторождении им. Ю. Корчагина были пробурены дополнительно пять пилотных стволов - для исследований палеогена, средней юры и эксплуатируемых коллекторов неокома-волжского. Таким образом, при ГИС-буре-нии на шельфе задачи эксплуатационного и разведочного бурения в значительной степени совмещены.
Кроме того, ГИС-бурение находит все более широкое применение и в разведочных скважинах. Это связано со следующими обстоятельствами:
1) получение технологических данных непосредственно с забоя дает возможность не только снизить аварийность при бурении на новых площадях, но и предполагает возможность развития новых направлений ГИС, например, ГДК-бурения [4];
2) использование данных гамма-каротажа (ГК) и электролитического каротажа (ЭК) при бурении позволяет не только определить максимально точно интервалы отбора керна, но и развить методику повторных замеров ЭК на более высоком уровне (следует отметить, что данная методика является одной из немногих для исследований чисто трещиноватых коллекторов, которые весьма сложны для изучения методами ГИС);
3) наиболее достоверные данные по дебитам могут быть получены при испыта-
анализ и прогноз т
2000
4000
6000
8000
10000
ГИС-кабель открытый ствол
ниях из бокового ствола с горизонтальным окончанием в перспективных коллекторах.
Сдерживающим фактором использования ГИС-бурения на разведочных скважинах шельфа является высокая стоимость использования зарубежной техники.
Наиболее широко ГИС-бурение используется при строительстве эксплуатационных скважин. На рис. приведена стандартная схема работ ГИС.
Как видно из схемы, для сокращения времени строительства эксплуатационных скважин требуется проведение ГИС-бурения в секциях большого диаметра - кондукторе и технической колонне. Кроме этого, в конце бурения о 200 каждой секции требуется проводить акустическую цементометрию (АКЦ) при подъеме бурового инструмента. Это позволяет проводить работы ГИС, полностью отказавшись от кабельной техники и максимально сократив время на проведение ГИС. Так как время строительства на море очень дорого и в мировой практике аппаратуры ГИС-бурения для долот большого диаметра нет, то данное направление может оказаться весьма перспективным для разработки в России. При этом следует учитывать, что для больших диаметров скважин требуется иной аппаратурный подход, чем для секций эксплуатационной колонны и хвостовика.
При бурении, к сожалению, не всегда удается избежать аварий. В этих случаях очень часто низ компоновки остается на забое и цементируется. Кроме потери времени, значительных финансовых затрат, возникают проблемы со стационарными радиоактивными источниками, которые не всегда удается извлечь. Следовательно, в идеале аппаратура ГИС-бурения должна быть недорогой и без стационарных радиоактивных источников. Для наших условий метод гамма-гамма каротажа (ГГКлп) несет много полезной информации. Кроме определения плотности в условиях бурения горизонтальных скважин данный метод решает задачи и пластовой наклонометрии. В России в свое время разрабатывался импульсный гамма-гамма каротаж [5], его использование в ГИС-бурении может оказаться весьма эффективным.
Коэффициенты пористости и проницаемости являются основными параметрами фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС). Их можно получить с помощью метода ядерно-магнитного каротажа (ЯМК), который не использует никаких радиоактивных источников. Зарубежная аппаратура ГИС-бурения ЯМК существует, но уровень ее еще низкий. Одним из основных преимуществ ЯМК является возможность определения параметров ФЕС независимо от литологии, что для нас весьма важно. Карбонаты волжского яруса имеют сложную литологию и представлены известняками, доломитами, глинистыми известняками, мергелем, есть кремневые конкреции.
Один из принципиальных вопросов, стоящих сегодня на повестке, - оценка степени кольматации коллекторов горизонтальных скважин. Это связано с тем, что основной упор при разработке новых технологий бурения был сделан на скорость бурения и процесс кольматации практически не рассматривался. Для его изучения
СПО СПО
цементаж цементаж
ОК ОК
£—л а-ь
о
ГИС-бурения открытый ствол
Э
к
с
к
о
л
о
н СПО
н цементаж
а ОК
ГИС-кабель открытый ствол АКЦ
ГИС-кабель АКЦ экс. колонны скважинный трактор
400
600
800
1200
1400
1600
1000 Время, ч
Рис. Стандартная схема проведения работ ГИС
можно использовать данные забойного давления при бурении. Такие работы проводились силами отечественных специалистов. Результаты оказались весьма интересными и полезными, но параметр забойного давления является в значительной степени косвенным и зависимым от многих других факторов. Метод естественного электрического поля скважины (ПС) по своей природе может оказаться весьма перспективным для решения данной задачи. В России есть очень интересные его разработки [6]. Аппаратурная реализация этого метода в каротаже наиболее технически проста. Для условий ГИС-бурения его можно использовать в модификации дифференциального ПС с реализацией работы в сканирующем режиме. Наиболее информативен метод ПС для глинистых растворов, но для строительства горизонтальных скважин, как правило, используют растворы на углеводородной основе. Тем не менее процент воды в этих растворах может достигать 60%, то есть остается возможность ионного обмена с пластовым флюидом и формирования потенциала. В связи с этим использование метода ПС может оказаться весьма интересным и перспективным.
При бурении горизонтальных скважин на море на первый план выходит задача геонавигации. Для нее требуется комплексирование данных сейсмики, пластовой наклонометрии, данных ГТИ и ГИС. При этом решать ее задачи требуется в реальном режиме бурения. Это дает развитие новых направлений каротажа, так как требуется «видеть» вверх и вниз на 5 - 10 м и впереди долота хотя бы на 1 - 3 м. Это нужно не только чтобы
При бурении на суше, как правило, имеется довольно много разведочных скважин, что позволяет выстраивать довольно надежную геологическую модель. Эксплуатационное бурение на старых месторождениях, в основном, носит уточняющий характер, поэтому задачи ГИС-бурения не так уж актуальны и, как правило, решаются с помощью отечественной аппаратуры.
1800
ви
анализ и прогноз
Один из принципиальных, стоящих сегодня на
повестке вопросов - оценка степени кольматации
коллекторов горизонтальных скважин. Это
связано с тем, что основной упор при разработке
новых технологий бурения был сделан на
скорость бурения и процесс кольматации
практически не рассматривался.
вести ствол скважины в продуктивном коллекторе, но и получать дополнительную информацию для эксплуатации. Для этих целей наиболее перспективно использовать сейсмоакустические и электромагнитные поля. В настоящее время на производственном уровне эксплуатируется зарубежная аппаратура, использующая электромагнитные поля. В основном это модификации многозондового и многочастотного индукционного каротажа. В российской практике есть уникальный метод переходных процессов, который широко используется для импульсной электромагнитной дефектоскопии. Он позво
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.