научная статья по теме НОВЫЙ АППАРАТУРНЫЙ КОМПЛЕКС ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКЛ И ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИНТЕРПРЕТАЦИИ EMF PRO Геофизика

Текст научной статьи на тему «НОВЫЙ АППАРАТУРНЫЙ КОМПЛЕКС ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКЛ И ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИНТЕРПРЕТАЦИИ EMF PRO»



новый аппаратурный комплекс геофизического каротажа СКЛ и программно-методические средства интерпретации EMF PRO

М.И. ЭПОВ,

д.т.н., академик РАН, директор

Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН

epovmi@ipgg.nsc.ru

К.Н. КАЮРОВ,

генеральный директор

Научно-производственное предприятие геофизической аппаратуры «Луч»

contact@looch.ru

И.Н. ЕЛЬЦОВ,

д.т.н., доцент, заместитель директора по научной работе

Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН

А.Н. ПЕТРОВ,

начальник конструкторского отдела №1

Научно-производственное предприятие геофизической аппаратуры «Луч»

К.В. СУХОРУКОВА,

к.т.н., старший научный сотрудник А.Ю. СОБОЛЕВ, к.т.н., научный сотрудник А.А. ВЛАСОВ,

младший научный сотрудник

Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН

Область применения новой разработки ИНГГ СО РАН и ЗАО НППГА «Луч» аппаратурного комплекса СКЛ - исследование вертикальных и наклонных скважин, бурящихся на нефть и газ.

new apparatus complex skl of geophysical logging and

program-method means of emf pro interpretation

M. EPOV, Institute for petroleum geology and geophysics (IPGG) of RAS Siberian Branch

K. KAYUROV, Scientific Production Enterprise of Geophysical Equipment «Looch» (SPE «Looch»)

I. YELTSOV, Institute for petroleum geology and geophysics (IPGG) of RAS Siberian Branch

A. PETROV, Scientific Production Enterprise of Geophysical Equipment «Looch» (SPE «Looch»)

K. SUKHORUKOVA, A. SOBOLEV, A. VLASOV,

Institute for petroleum geology and geophysics (IPGG) of RAS Siberian Branch

Use sphere of SKL logging tool complex (new elaboration by IPGG SB RAS and SPE «Looch») is: exploration of vertical and inclined wells drilled for oil and gas

Keywords: new complex of logging apparatus, numerical inversion, laterologging, high-frequency induction logging, relative amplitudes, electric-physical characteristics, electrical resistivity, dielectric permittivity

Водном приборе представлен минимальный комплекс геофизических методов (электрический и электромагнитный каротаж, потенциал самополяризации, гамма- и нейтронный каротаж, термо-метрия,инклинометрия,резистивиметрия), необходимый для разделения разреза на пласты, определения их литологии и оценки пористости и флюидонасыщения.

Необходимость создания нового комплекса обусловлена тем, что в последнее время с увеличением глубины наблюдается все более сложное строение вскрываемых скважинами разрезов. Уплотнение и преобразование пород приводит к смене типа эффективной пористости коллекторов с межзерновой на трещинную, повышается глинистость и пиритизация порового пространства. Также усложняются технологии бурения, в частности повсеместно применяется высокопроводящий биополимерный буровой раствор. В этих условиях оказываются малоэффективными традиционные методы электрокаротажа, которые разрабатывались в свое время для неглубоко залегающих мощных однородных терригенных коллекторов.

С другой стороны, разработаны методики оценки таких параметров коллектора, как пористость и проницаемость по распределению УЭС от скважины в пласт, формируемому процессом фильтрации бурового раствора. Геоэлектрическое строение зоны проникновения (ЗП) обычно устанавливается при численной интерпретации сигналов высокочастотного электромагнитного каротажа (ВЭМКЗ) или бокового электрического каротажного зондирования (БКЗ). При интерпретации сиг-

налов этих методов по отдельности имеет место некоторая эквивалентность получаемых параметров ЗП. Совместная интерпретация значительно сужает диапазон параметров ЗП, но обычно между измерениями БКЗ и ВЭМКЗ проходит некоторое время и зона проникновения существенно меняется. Одновременное измерение БКЗ и ВЭМКЗ устраняет это противоречие и позволяет получить согласованную оценку строения ЗП.

Расширение набора измеряемых компонент сигнала ВЭМКЗ (за счет относительных амплитуд сигналов в приемных катушках всех зондов и абсолютных амплитуд в катушках зонда DF05) позволяет повысить эффективность интерпретации данных ВЭМКЗ в сложных разрезах. Прежде всего, становится возможным оценивать диэлектрическую проницаемость пород, высокое значение которой может при численной интерпретации сигнала, представленного в разности фаз, приводить к ложным зонам проникновения понижающего сопротивления. Также новые величины устраняют неоднозначность интерпретации в областях высокого электрического контраста, где разность фаз выходит за границы однозначно измеряемого диапазона.

Другие преимущества СКЛ: использование комплекса наиболее часто используемых методов дает экономию спуско-подъем-ных операций; одновременность измерений исключает необходимость взаимной увязки по глубине диаграмм разных методов; использование жесткого корпуса позволяет проводить измерения БКЗ в наклонных и горизонтальных скважинах.

В декабре 2007 г. первым экземпляром аппаратуры проведено пробное измерение в одной из скважин Колтогорского месторождения, а летом 2009-го - серия измерений в 10 скважинах. В ИНГГ СО РАН для нового комплекса создана автоматизированная система численной интерпретации EMF PRO.

АППАРАТУРА СКЛ

В состав кабельного комплекса СКЛ (рис. 1) входят наиболее распространенные электрические методы (БКЗ, БК и ПС), резистивиметр, модули ННКт, ГК, инклинометра и ВЭМКЗ-20. Комплекс измеряет около 50 физических параметров, его длина составляет 19 м. Количество модулей в связке определяется решаемой геологической задачей с учетом их совместимости и точек записи.

Модуль ВЭМКЗ-20 высокочастотного электромагнитного каротажного зондирования создан на базе серийно выпускаемого ЗАО НППГА «Луч» (г Новосибирск) прибора ВИКИЗ [1 ]. Состоит из 9 индукционных зондов длиной от 0,5 до 2 м. Зонды трехкатушечные, несимметричные, одна генераторная и две приемные катушки. Измеряется разность фаз и отношение амплитуд сигналов в приемных катушках, а также абсолютные значения амплитуд зонда 0,5 м [2].

Разработка комплекса базировалась на концепции модульного построения комплексной аппаратуры, включающей:

• кабельную телеметрию типа «Манчестер-2», согласованную с наиболее массово применяемыми каротажными станциями;

• единый общий модуль телеметрии, находящийся всегда сверху связки и имеющий сверху стандартный стыковочный узел под трехконтактную кабельную головку;

• транзитные линии связи и питания во всех измерительных модулях;

• межмодульный интерфейс RS-485 с гальванической развязкой;

• унифицированные узлы соединения с обеспечением «гибкости» в местах соединения в пределах 3 - 5°С;

• механическое соединение модулей с помощью накидных гаек;

• электрическое соединение через разъем СН-47-7, обеспечивающий межмодульную гидростатическую развязку при аварийной разгерметизации одного из модулей;

• электрическую изоляцию общего провода, шасси и экранов от корпусов приборов;

• датчик натяжения кабеля, датчик давления и акселерометр в модуле телеметрии.

Конструктивно модуль ВЭМКЗ расположен между модулями БК и БКЗ, причем стальной охранный корпус модуля ВЭМКЗ одновременно служит экранирующим электродом модуля БК, а зондовая стеклопластико-вая часть работает как электроизолятор для модуля БКЗ. Модуль телеметрии одновременно выполняет функции технологического модуля и работает как часть приборов БК и БКЗ, обеспечивая их питанием током 400 Гц, при этом его корпус также имеет функции электродов и изоляторов. В результате такой тесной интеграции модулей удалось при приемлемой длине совместить наиболее широко распространенные методы измерений в одной связке, при этом точки записи большинства методов оказались сгруппированы не слишком далеко от нижней законцовки комплекса, что обеспечивает минимально необ-следуемую «мертвую зону» у забоя скважины.

ке, что позволяет интерпретатору во время вычислений работать с пользовательским интерфейсом. Алгоритмы групповых операций адаптированы для вычислений на многопроцессорных и многоядерных архитектурах (Core2 Duo и Core2 Quad, Intel; Athlon X2 и Phenom, AMD). Система реализована на языке С++ с помощью кросс-платформенной графической библиотеки Qt. Работает под управлением MS Windows NT/2000/2003/XP/Vista.

Система разделена на модули, которые взаимодействуют между собой через заданные интерфейсы. Каждый модуль является независимой частью системы и состоит из программы, дополнительных файлов, необходимых для работы, данных локализации и пользовательской помощи. Общие классы и интерфейсы объединены в библиотеки. Каждый геофизический метод представлен как отдельный модуль. Это позволяет добавлять модули количественной интерпрета-

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЧИСЛЕННОЙ ИНВЕРСИИ

EMF PRO - экспериментальная программная система интерпретации данных электрических и электромагнитных геофизических методов исследования в скважинах. Результат интерпретации - 1D цилиндрически-слоистая геоэлектрическая модель. В программе реализован алгоритм решения совместной обратной задачи, который заключается в том, что по результатам измерений двумя или более методами одновременно определяются параметры среды, что снижает область эквивалентности значений параметров геоэлектрической модели. Задача сводится к минимизации функционала, который описывает расхождение теоретически рассчитанных и экспериментальных данных. Обратная задача считается решенной тогда, когда невязка (суммарное расхождение по всем измерениям) становится минимальной.

Программа позволяет импортировать каротажные данные из файла LAS-формата и выгружать/загружать результаты интерпретации в SII-фор-мат. Используется несколько настраиваемых алгоритмов фильтрации и алгоритмов автоматической расстановки границ. Предусмотрена визуализация всех введенных в систему сигналов и их трансформаций. Для визуализации используется подход, основанный на макетном представлении данных, принятый в современных интерпретационных системах — ПРАЙМ, ГеоПоиск, Geo Office solver, СИАЛ-ГИС и др.

Все длительные операции выполняются в отдельном системном пото-

Рис. 1. Комплекс СКЛ

Рис. 2. Слева направо: практические диаграммы ГК и ННКТ, БКЗ, ВЭМКЗ Дф, ДД; далее: диаграммы кажущегося сопротивления РкДф , ркДф,ДА и кажущейся диэлек

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