13.
опыт
ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ПЛАСТОВ НА ОБЪЕКТАХ ОАО «ГАЗПРОМ»
А. КОПЫЛЬЦОВ, С. ВЕНСКО, А. ЗУБАРЕВ, ОАО ««Газпромгеофизика»
Модульные приборы АМК КАСКАД ТМ ЛМ ТДСГКННКГГК 4АК БКЗ, БК 4ИК 4РАД МБК ИОН
Рис. 1. Параметрический ряд аппаратуры серии «Каскад»
Достоверную информацию для документирования геологического разреза, вскрытого в процессе бурения скважин, обоснованной оценки насыщенности пластов и установления технологического режима эксплуатации скважин можно получить только при условии использования комплекса геоинформационных методов: геолого-го-технологических, геофизических, газодинамических, термических, лабораторных исследований кернового материала, пластовых флюидов и т. д. Применение современных методов и технологий ГИРС (геофизических исследований и работ в скважинах) и использование результатов обработки и комплексной интерпретации их позволяет определить:
■ размеры нефтегазоносных залежей, изменение толщин пластов по площади и разрезу, наличие покрышек и проницаемых прослоев в них, положение межфлюидальных контактов;
■ коллекторские и фильтрационные свойства пластов, а также забойное и устьевое давления и температуры и характер изменения этих параметров по разрезу;
■ физико-химические свойства пластовых флюидов: вязкость, плотность, наличие коррозионно-активных компонентов в составе добываемых углеводородов, а также характер изменения перечисленных параметров при различных давлениях и температурах, в том числе при пластовых условиях в скважинах с аномально-высокими термобарическими условиями;
■ термобарические условия эксплуатации в стволе скважины и околос-кважинном пространстве, условия разрушения, скопления и выноса твердых частиц и жидкости, условия гидратооб-разования;
■ техническое состояние крепи скважин, герметичность заколонного пространства;
■ технологический режим эксплуатации скважин при влиянии различных факторов: деформации пласта, подошвенной воды, температуры, неоднородности и т. д.
При геофизических исследованиях в скважинах (ГИС) основными объектами
являются пласт и скважина. При этом решаются два типа задач — измерительные и классификационных. Измерительные задачи связаны с определением параметров пластов и залежей, классификационные — с разделением объектов на классы (пласт: коллектор-неколлектор, водонасыщенный или нефтегазонасыщенный и т. д.).
Задачи и объем геофизических исследований определяются назначением бурящихся скважин, а также стадией освоения месторождения и его геолого-промысловой характеристикой.
В целом освоение месторождений углеводородного сырья можно разделить на четыре этапа.
1. Разведка месторождения: получение максимальной информации для каждой вновь пробуренной скважины по каждому нефтегазоносному пласту, для повышения качества и достоверности подсчета запасов УВС. На данном этапе применяются комплексные технологии проведения ГИРС: ГТИ в составе компьютеризированных станций «Разрез» и «Сириус», геофизические исследования ГИС-бурение сборками сква-жинной аппаратуры серии «Каскад» (рис. 1), позволяющими за две-три спус-ко-подъемные операции выполнить исследования методами обязательного
комплекса ГИС. При этом решаются задачи геологического документирования разреза, оценки емкостных, фильтрационных свойств, насыщенности по каждому продуктивному пласту. В сложно-построенных коллекторах исследования включают специальные виды работ — ядерно-магнитный каротаж, спектрометрический импульсный, литоплотност-ной каротаж. Технологии ГИС-бурение позволяют проводить исследования при аномальных при аномальных пластовых условиях (температура до 200° С, давление до 160 МПа). Пример комплексных исследований при глубине скважины 7013 м приведен на рис. 2.
2. Опытно-промышленная эксплуатация месторождения: продолжение геолого-разведочных работ и исследование всего фонда скважин методами и технологиями ГИС-бурение с целью определения характеристик пласта, скважины, повышения надежности и достоверности исходных данных, используемых при подсчете запасов и составлении проекта разработки месторождения и обустройства промысла. Технологии ГИРС на данном этапе включают газогидродинамические исследования на режимах, методы оценки насыщенности такие, как импульсный нейтронный, углеродно-кислородный
опыт
Н
Скважина Интервал пакера Дата пуска Рмк до пуска Рмк, 07.08.2003
2011 950.8-952.4 26.06.03 0 0.1
2175 1206.4-1208.2 15.07.03 0 0
2112 1100-1101.7 3.03.03 0 0
2242 1172.8-1174.4 4.03.03 0 0
2244 1160-1162 6.03.03 0 0
2151 1107.8-1109.6 8.03.03 0 3
2115 1131.8-1133.6 6.03.03 0 0
3170 985.4-987.2 6.04.03 0 0
3172 1131.4-1133.6 12.07.03 0 0
3052 1010.2-1012 16.11.03 0 0
Рис. 2. Результаты комплексных исследований при аномальных термобарических условиях
Рис. 3. Результаты исследования в эксплуатационной скважине с применением гамма-спектрометрии
(С/О), спектрометрический гамма-каротаж, а также методы обязательного комплекса ГИС. Наиболее трудоемкой и сложной задачей является определение истинных параметров пластов и скважины, а точнее поиск интервала числовых значений таких параметров, как эффективная мощность, коэффициенты пористости, нефте- и газонасыщенности, вытеснения. Комплекс ГИС позволяет с высокой достоверностью решать задачу по количественному определению параметров текущей нефтенасыщенности при низкой минерализации пластовых вод. Это обусловлено возможностью детального литологического расчленения разреза. Решение задач данного этапа приведено на рис. 3.
3. Разработка месторождения: с учетом геолого-промысловой характеристики месторождения, проведение исследований в оптимальном объеме, обеспечивающем качественный анализ данных разработки и надежный контроль процесса эксплуатации месторождения. Основной объем геофизических исследований ГИС-контроль включает технологии по оценке энергетических характеристик пластов, снятию профиля притока, состава флюида в пласте и стволе скважины, оценки технического состояния колонны и герметичности покрышки и заколонного пространства. На данном этапе в процессе заканчивания скважин применяются современные технологии по повышению степени герметичности. Эффективно использование скважинных аккумуляторов давления термического воздействия АДС-200 и заколонных пакеров для улучшения разобщения пластов и повышения качества цементного камня непосредственно над объектом эксплуатации. На рис. 4 приведен пример контроля за установкой заколонного пакера. За 2003 г. выполнено успешно 10 операций по установке заколонных пакеров (см. табл.). Отметим, что только в одной скважине наблюдается незначительное межколонное давление.
4. Ликвидация и консервация скважин. Основной объем геофизических работ составляют методы технической диагностики и дефектоскопии скважин.
На всех этапах, особенно на стадии разработки месторождения, важно обеспечить безопасные условия эксплуатации каждой скважины и своевременно выполнить диагностику технического состояния крепи и дефектоскопию элементов конструкции. Контроль технического состояния скважин месторождений и подземных газохранилищ сегодня представляет собой замкнутый цикл исследований и работ, сопровождающий скважину от ее строительства до ликвидации (рис. 5).
При контроле качества крепи скважин важно определиться с параметрами, по которым будет проводиться контроль. В 2002 г. Федеральный горный и промышленный надзор России утвердил «Положение о порядке продления срока безопасной эксплуатации технических устройств, оборудования и сооружений на опасных про-
изводственных объектах», в котором предусмотрен перечень необходимых работ по техническому диагностированию:
■ оценка коррозии, износа и других дефектов;
■ неразрушающий контроль;
■ определение механических характеристик;
13.
опыт
Рис. 4. Контроль установки заколонного пакера
■ исследование напряженно-деформированного состояния и выбор критериев предельных состояний;
■ испытания на прочность и другие виды испытаний.
Основными элементами конструкции скважины, подлежащими диагностике являются цементный стакан, обсадные колонны, насосно-комп рессорное и забойное оборудование. Каждый из этих элементов несет различную по характеру и степени воздействия механическую, термобарическую и прочую нагрузку. В результате такого воздействия образуются специфические для каждого элемента конструкции дефекты. Приведем наиболее распространенные из них.
Так, для обсадных колонн характерным являются изменения геометрии колонны труб в результате воздействия горного давления и веса труб, которое выражается в образовании выпуклостей и вогнутостей, сдвигов и искривлений, эллипсности и в конечном этапе — образовании трещин и порывов. В результате электрохимического воздействия флюидов на колонну образуются интервалы коррозионно-эрозионного износа.
При диагностике цементного камня необходимо определять его наличие и распределение за колонной, выявлять каналы и трещины, степень сцепления с колонной и породой.
Состояние насосно-компрессорного и забойного оборудования определяется воздействием на него добываемого или закачиваемого флюида, содержащихся в нем механических и химических примесей. К наиболее распространенным дефектам можно отнести абразивный износ, коррозию (эрозию), образование трещин и интервалов негерметичности элементов оборудования в результате их старения или неправильной установки и использования.
Преимущества геофизических методов диагностики перед другими очевидны и не требуют доказательства. Тем не менее, очень часто неправильное применение того или иного метода при решении задач диагностики технического состояния приводит к отрицательным результатам и дискредитирует метод. При планировании работ очень важно правильно подобрать комплекс методов исследования.
При контроле геометрии колонн хорошо зарекомендовали себя трубные профилемеры. В настоящее время зарубежными фирмами выпускаются многорычажные (multi-finger) профилемеры, позволяющие сканировать внутреннюю поверхность труб. Акустические профилемеры и сканеры (АВК, САТ и т. п.) критичны к заполнению ствола скважины.
При контроле качест
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.