Наши партнеры




Эффективность центрированной и нецентрированной сканирующей аппаратуры бокового каротажа для изучения азимутальной неоднородности и электросопротивления горных пород

 

 

Установлено, что нецентрированный прибор сканирующей аппаратуры БК существенно более информативен. Результатами экспериментальных исследований подтверждена достоверность технологии центрирования показаний сегментарных электродов нецентрированного прибора в процессе программной обработки.

В последние годы при изучении разрезов скважин достаточно широко применяется сканирующая аппаратура бокового каротажа.

Сканирующая аппаратура бокового каротажа может решать две задачи: определение удельных сопротивлений пород и изучение их азимутальной неоднородности. В зависимости от того, какой задаче отдается приоритет, существуют два типа сканирующей аппаратуры БК:

1. Ориентирована на изучение удельных сопротивлений пород и дополнительно их электрической азимутальной неоднородности (приборы ARI Шлюмберже [11-12], Э49ХС фирмы ООО "СЭЛКА" [2-7]) и по сути является дальнейшим развитием стандартного бокового каротажа. Получила наиболее широкое распространение.

2. СБК, АЭСБ-73 "ВНИИГИС" предназначена преимущественно для изучения электрической неоднородности пород [1, 9].

При изучении азимутальной неоднородности пород сканирующей аппаратурой бокового каротажа наиболее благоприятным условием является центрирование прибора в скважине. В этом случае наблюдается одинаковое влияние скважины на показания всех сегментарных электродов, и отличие зарегистрированных сопротивлений отдельными сегментарными электродами свидетельствует об азимутальной электрической неоднородности пород. Однако это условие не является очевидным и требует применения специальных центраторов, что осложняет спускоподъемные операции, особенно в наклонных, горизонтальных скважинах и в скважинах малого диаметра. Использование центраторов часто не обеспечивает надежное центрирование прибора, особенно при наличии в скважине каверн и желобов.

Эффективность сканирующей аппаратуры БК при изучении азимутальной электрической неоднородности пород существенно повышается, если она обеспечивает центрирование показаний (учет влияния скважины) техническими, методическими и программными средствами без применения центраторов.

Такая задача решена в разработанной в 1999—2000 гг. двухзондовой азимутальной сканирующей аппаратуре бокового каротажа (разработчик Е. А. Кулигин, фирма ООО "СЭЛКА", г. Краснодар). Аппаратура Э49ХС предназначена для проведения исследований двумя разноглубинными сегментарными зондами бокового каротажа: большим (ВКВ) 1300-1500 мм и средним (BKS) 800 мм глубинности [2—7]. Основной отличительной особенностью аппаратуры Э49ХС является то, что цилиндрическая поверхность центрального электрода Ао разделена вертикальными изоляторами на восемь равных частей-сегментов, что обеспечивает регистрацию азимутально-на-правленных кривых бокового каротажа.

Для уменьшения искажающего влияния зазора между сегментом и стенкой скважины, заполненного промывочной жидкостью или глинистой коркой, применена компенсированная система измерений с использованием дополнительного сегментарного зонда малой глубинности (ВКМ). Малый зонд обеспечивает учет эксцентриситета прибора в скважине и, кроме того, позволяет определять удельное сопротивление промывочной жидкости по данным сегмента, максимально удаленного от стенки скважины.

В аппаратуре применены косвенный (поэлементный) метод измерения удельных электрических сопротивлений и принцип временного разделения каналов для исключения взаимного влияния электрических полей зондовых установок.

По данным, регистрируемым сканирующей аппаратурой БК Э49ХС, определяются следующие параметры:

• кажущиеся удельные сопротивления, измеренные восемью сегментарными электродами малого, среднего и большого зондов, -

Рт (1-8), Ps (1-8), Pb (1-8),

• удельные сопротивления пород, измеренные средним и большим зондами БК (pbks, рbkb);

• удельное сопротивление промывочной жидкости рс;

• зазоры rмежду стенкой скважины и ближайшим к ней электродом по данным среднего и большого зондов;

• развернутое изображение скважины по удельному сопротивлению;

• характер движения (вращения) приборов в скважине при проведении исследований [8, 10].

Перечисленные параметры используются для эффективного решения следующих геологических задач:

□ детального расчленения разрезов скважин;

□ выделения коллекторов по радиальному изменению удельных сопротивлений и увеличению зазоров;

□ определения удельных сопротивлений пластов и оценки их не-фтегазонасыщенности;

□ выделения пород с азимутальной электрической неоднородностью и на этой основе зон с вертикальной трещиноватостью;

□ изучения структуры порового пространства пород. Относительно небольшой диаметр прибора (Э49ХС — 75 мм) и

отсутствие центраторов и выносных механизмов повышают его востребованность в сложных геолого-технических условиях.

На показания сегментарных электродов нецентрированного зонда существенное влияние оказывает их положение относительно стенки скважины. Электроды, расположенные вблизи стенки скважины, регистрируют высокие, нередко превышающие удельные сопротивления пород значения кажущихся сопротивлений. Электроды, удаленные от стенки скважины, напротив, из-за значительного влияния промывочной жидкости регистрируют пониженные значения кажущихся сопротивлений.

Специалистами фирм ООО "СЭЛКА" и ООО "Геосканер" разработана технология центрирования показаний сегментарных электродов, которая реализуется программным путем в процессе предварительной обработки данных [2]. Для центрирования привлекаются показания малого зонда, на которые скважина оказывает наибольшее влияние. В результате по аналитическому выражению

(1)

где Ii - ток i-го электрода большого (среднего) зонда БК; Imi- ток i-го электрода малого зонда БК; т - показатель степени, рассчитываются откорректированные значения тока i-го электрода большого (среднего) зонда Iikorи кажущиеся сопротивления сегментарных электродов с учетом влияния скважины.

Для подтверждения описанной технологии, а также для выявления эффективности центрированной и нецентрированной аппаратуры бокового каротажа Э49ХС в двух скважинах Волгоградского Поволжья и Республики Татарстан были проведены экспериментальные исследования приборами Э49ХС с центраторами и без центраторов. В итоге обработки полученных материалов и сравнительного анализа данных по обеим скважинам получены близкие результаты.

На рис. 1, 2 приведены фрагменты диаграмм по одной из скважин, полученные в результате программной обработки исходных значений нецентрированным (рис. 1) и центрированным (рис. 2) приборами. На этих же рисунках представлены кривые кажущихся сопротивлений сегментарных электродов, зарегистрированные малым рт, средним рS и большим рbзондами, зазоры для среднего (rs) и большого (rb) зондов, развертка скважины по удельному сопротивлению большого зонда рb(1-8)удельные сопротивления большого зонда, определенные по среднему току bkb) и теоретическим палеткам (pbkbh). Кроме того, на рис. 1 приведены кривые ГК и КВ.


Рис. 1. Фрагмент диаграмм удельных сопротивлений прибора Э49ХС без центратора

Сравнительный анализ диаграммных материалов, полученных по данным центрированного и нецентрированного приборов Э49ХС, позволяет установить следующие особенности.

При записи нецентрированным зондом в зависимости от положения сегментарных электродов относительно стенок скважины наблюдается значительная дифференциация кривых рk(1-8), зарегистрированных тремя зондами (рис. 1). Эта дифференциация наиболее существенна для малого и среднего зондов, на показания которых скважина оказывает наибольшее влияние. На кривых рт(1-8) и р5(1-8) четко фиксируется вращение прибора, которое проявляется сменой сегментарных электродов с максимальными (минимальными) значениями рк(1_8).

Наиболее интенсивное вращение прибора отмечается в призабой-ной зоне (1738 м и ниже), менее интенсивное - в ряде интервалов выше по разрезу (1351-1355, 1209-1212 м) (рис. 1). Причины частого вращения приборов в отдельных интервалах разреза скважины, вероятнее всего, связаны с желобообразованием, изменением кривизны и др.

При центрировании прибора (рис. 2) характер кривых кажущихся сопротивлений сегментарных электродов закономерно изменяется. В силу близкого влияния скважины на все сегментарные электроды значительно снижается дифференциация кривых рк(1-8). Однако некоторое расхождение кривых свидетельствует о том, что резиновые центраторы не обеспечивают полного центрирования прибора. Интересно отметить и тот факт, что центраторы препятствуют вращению прибора, и наиболее приближенным к стенке скважины во всем интервале исследования оказался один и тот же электрод (седьмой, фиолетовая кривая).


Рис. 2. Фрагмент диаграмм удельных сопротивлений прибора Э49ХС с центратором

На результирующих диаграммах (рис. 1, 2) отмечаются следующие закономерности. В верхней, преимущественно карбонатной части разреза (выше 1720 м), зазоры нецентрированного зонда изменяются от 2 до 5-8 мм. Исключением являются тонкие прослои низкого сопротивления, для которых характерны увеличенные зазоры, что, вероятнее всего, связано с трещиноватостью пород в интервале 1339—1339,4 м, где наблюдаются низкие показания ГК (0,9—1,2 мкР/ч, рис. 2). Напротив, сочетание увеличенных зазоров с повышенными показаниями ГК характерно для глинистых пород (1211,05—1211,6 м). В нижней терригенной части разреза кривые зазоров сильно дифференцированы и хорошо коррелируются с литологией пород и кавернограммой. Глинистым породам с увеличенным диаметром скважины соответствуют большие зазоры до 60-70 мм, а в песчаниках зазоры уменьшаются до 3—10 мм. В целом кривые зазоров четко дифференцируют разрез.

На центрированном зонде зазоры существенно увеличиваются и составляют в среднем около 40—45 мм. Здесь не наблюдается четкого расчленения терригенных пород по литологии, хотя трещиноватые и глинистые пропластки выделяются пиками с переходами от высоких к низким зазорам.

Сравнение разверток скважины по удельному сопротивлению для центрированного и нецентрированного зондов показало их хорошее соответствие для большей части изученного разреза, что подтверждает достоверность разработанной технологии центрирования показаний сегментарных электродов нецентрированного зонда.

На рис. 3 приведена теоретическая палетка, на которую нанесены фактические точки для каждого шага дискретизации по глубине с координатами (pmmax/pbmm; Pbmax/pmmin), полученные в результате обработки данных большого зонда центрированного и нецентрированного приборов сканирующего БК по одной и той же скважине. Поля точек на рис. 3 располагаются в пределах теоретической палетки в соответствии с установленными закономерностями и теоретическими представлениями.


Рис. 3. Результаты обработки данных, зарегистрированных большим зондом Э49ХС: желтые - с центратором и красные - без центратора

Для нецентрированного зонда (зеленые точки) большинство точек располагаются в пределах зазоров 1-10 мм. Лишь при низких рпс, что характерно для терригенных девонских отложений, в связи с увеличением диаметра скважины в глинах зазоры возрастают до 30-65 мм.

Для центрированного зонда (розовые точки), как и следовало ожидать, поле точек смещается в область высоких зазоров и располагается узкой полосой со средним зазором около 40 мм.

На диаграммах развертки скважины по удельному сопротивлению изменение цветности в горизонтальном направлении является признаком азимутальной электрической неоднородности пород. В частности, вертикальные, светлые полосы низкого сопротивления на цветной развертке свидетельствуют о наличии трещин, секущих скважину параллельно стволу (вертикальных или крутонаклонных). Изменение цветности в вертикальном направлении свидетельствует об электрической неоднородности разреза и в целом повторяет кривые КС бокового каротажа. Криволинейность границ цветности характеризует наклон пластов, который проявляется смещением по глубине границ пластов на диаграммах КС сегментарных электродов.

Таким образом, в результате проведенных экспериментальных исследований нецентрированным и центрированным приборами сканирующего бокового каротажа установлено, что технология обработки нецентрированного зонда обеспечивает достоверное определение всех параметров, измеряемых большим зондом, а именно: удельного сопротивления с учетом влияния скважины, развертки скважины по удельному сопротивлению. Кроме того, нецентриро-ванный зонд позволяет определить зазоры, которые несут дополнительную ценную информацию о пройденных породах и следить за характером движения (вращения) прибора в скважине.

Экспериментальные исследования центрированным и нецентрированным приборами сканирующего бокового каротажа позволили получить наглядное представление о влиянии эксцентриситета прибора на результаты измерений. Установлено, что нецентрированный прибор существенно более информативен, чем центрированный. Результатами экспериментальных исследований также удалось подтвердить достоверность технологии центрирования показаний сегментарных электродов нецентрированного прибора Э49ХС в процессе программной обработки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гулимов А. В., Мамлеев Т. С, Николаев Ю. В. и др. Применение сканирующего бокового каротажа для исследования нефтегазовых скважин // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2006. Вып. 148-149. С. 202-216.

2. Кулигин Е. А, Кучеров Р. А, Кочетков С. В. Принципы обработки данных азимутального электрического сканера для получения развернутого ориентированного цветного изображения разрезов скважин (доклад) // Тезисы докладов международного симпозиума. Уфа. 1999.

3. Кулигин Е. А, Кучеров Р. А, Москаленко В. И. Двойной (разноглубинный) боковой каротаж // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2000. Вып. 66.

4. Кулигин Е. А., Шнурман Г. А., Науменко-Брайловская А. А. Исследование радиальных характеристик сканирующих бокового и микробокового каротажа. Доклад на всероссийской научной конференции. СГУ. 2006. С. 57-59.

5. Кулигин Е. А., Шнурман Г. А., Науменко-Брайловская А. А. Физические основы и принципы интерпретации сканирующего бокового и микробокового каротажа // Российский геофизический журнал. Санкт-Петербург. 2006.

6. Кулигин Е. А., Шнурман Г. А., Науменко-Брайловская А. А. Эффективность сканирующей аппаратуры бокового и микробокового каротажа при изучении разрезов бурящихся скважин // Геофизика. М. 2006. № 1. С. 51-55.

7. Кулигин Е. А., Шнурман Г. А., Науменко-Брайловская А. А., Сумин В. Э. Эффективность сканирующей аппаратуры бокового и микробокового каротажа при изучении разрезов бурящихся скважин // Доклад на международной геофизической конференции. СПб. 2005. С. 155-156.

8. Кулигин Е. А., Шнурман Г. А., Чумичева А. А. Выделение и оценка трещинных коллекторов по материалам сканирующего бокового каротажа // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2007. Вып. 160.

9. Мамлеев Т. С, Николаев Ю. В., Даниленко В. Н. и др. Приборы сканирующего бокового каротажа // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2003. Вып. 113. С. 106-116.

10. Чумичева А. А. Исследование и повышение информативности сканирующей аппаратуры бокового и микробокового каротажа при изучении разрезов бурящихся скважин. Автореф. дисс. Краснодар. 2006. С. 1-24.

11. Davies D. H., Ollivier Faivre. Schlumberger. Azimuthal Resistivity Imaging: A New-Generation Laterolog. SPE Formation Evaluation, September 1994. P. 165-174.

12. Schlumberger Ltd. 1970. The dual laterolog. Techical report.

Вернуться к списку публикаций




СЕРВИС

Гарантийное обслуживание выпускаемой аппаратуры в течение срока, предусмотренного договорами


  
ВАКАНСИИ

Вниманию выпускников ВУЗов!
Мы всегда рады молодым специалистам!!!


  
ИЗ УБЕЖДЕНИЙ РУКОВОДСТВА


Собака лает, а караван идёт.
Восточная мудрость


(861) 234-42-19, 227-62-62
ООО фирма "Геосканер"
350058, Россия, г. Краснодар, ул. Селезнева, 204
для писем: 350058, г. Краснодар, а/я 5735
E-mail:geoscaner@mail.ru