Билет 14
40. Микрозондирование, физические основы, кривые, решаемые задачи
Под микрокаротажем (МК) понимают каротаж сопротивления обычными градиент- и потенциал-зондами малых размеров, расположенными на прижимном изоляционном башмаке. При работе башмак с электродами прижимается пружинами к стенке скважины, чем достигаются частичное экранирование зонда от промывочной жидкости и уменьшение влияния ее на результат измерений. В средней части башмака микрозонда смонтированы три электрода — А, М и N расстоянии 25 мм друг от друга. С их помощью по обычной схеме электрического каротажа образуют градиент-микрозонд A 0,025M0,025N и потенциал-микрозонд А0,05М, которыми производят измерения в скважине одновременно. По замеру двух кривых сопротивления, зарегистрированных микрозондами с различными радиусами исследований, можно получить представление об удельном сопротивлении прилегающей к скважине части пласта и оценить влияние глинистой корки и слоя промывочной жидкости.
Интерпретация кривых МК заключается в детальном расчленении разреза, выделении в нем проницаемых и непроницаемых прослоев, определении удельного сопротивления промытой части пласта рпп. Если против проницаемого пласта образуется глинистая корка, кажущиеся сопротивления, измеряемые потенциал-микрозондом, значительно выше сопротивлений, измеренных одновременно против тех же пластов градиент-микрозондом с заметно меньшим радиусом исследования. Пласт следует считать проницаемым, если имеет место положительное расхождение и удельное сопротивление его части, прилегающей к скважине, превышает сопротивление промывочной жидкости не более чем в 25 раз.
Влияние глинистой корки на измерения обычными микрозондами велико. Наличие в скважине соленого раствора также ограничивает использование этих кривых для количественной интерпретации. В таких случаях для определения рпп и рзп применяются микрозонды с фокусировкой тока (боковой микрокаротаж).
Микрокаротаж обычными микрозондами применяют для детального исследования разрезов скважин, заполненных слабоминерализованной промывочной жидкостью. По данным МК решаются следующие задачи: расчленение разреза на проницаемые и непроницаемые пласты, уточнение литологического состава пород, определение границ пластов и их эффективной мощности.
Наиболее благоприятными условиями для применения МК являются вскрытие скважиной терригенного разреза и заполнение ее сравнительно слабоминерализованной промывочной жидкостью. Измерения диаграмм МК сопровождаются замером диаметра скважины каверномером, что облегчает интерпретацию кривых микрокаротажа.
41. Использование данных РК для литологического расчленения разреза
Радиоактивность-способность некоторых атомных ядер самопроизвольно распадаться с испусканием α, β, γ лучей, а иногда и других частиц. Для измерения интенсивности естественного гамма-излучения по стволу скважины пользуются скважинным прибором, содержащим индикатор γ- излучения. В качестве индикатора используют газоразрядные сцинтилляционные счетчики.
Практические кривые РК существенно отличаются от расчетных двумя особенностями: наличием иззубренности кривой, которая вызвана статистическими флуктуациями и влиянием инерционности регистрирующей аппаратуры, связанной с наличием в измерительном канале интегрирующей ячейки.
Радиоактивное излучение представляет собой результат большого числа процессов, каждый из которых возникает в отдельных атомах независимо от других. Процессы следуют друг за другом через произвольные и неравные интервалы времени. Поэтому поступающее на индикатор излучение при одних и тех же условиях не остается постоянным, а непрерывно колеблется около средней величины. Такие колебания называют флуктуациями. Чтобы уменьшить ширину статистических флуктуаций и улучшить вид кривой, используют интегрирующую ячейку. Эта ячейка осредняет показания РК во времени, поэтому при переходе скважинного прибора через границу между пластами новые показания устанавливаются не сразу, а через некоторое время. В результате кривая РК как бы смещается в направлении движения зонда. Смещение тем больше, чем больше произведение постоянной времени ячейки τ на скорость перемещения прибора V. Поэтому границы пластов по кривым РК определяют так: подошву пласта отбивают по началу крутого подъема, а кровлю - по началу крутого спада кривой. Так как показания РК в той или иной степени усреднены, некоторый начальный участок с плавным подъемом и спадом кривой не учитывается. Интерпретации подлежат лишь аномалии, превышающие ширину дорожки статистических флуктуаций.
42. Оценка качества цементного камня по данным АКЦ
Качество цементирования обсадных колонн контролируется методами термометрии и радиоактивных изотопов, гамма-гамма методом и акустическим методом.
Акустический метод. Этот метод основан на измерении амплитуды продольной упругой волны, распространяющейся по колонне, цементному кольцу и породе, и регистрации времени распространения этих колебаний. Он позволяет: 1) установить высоту подъема цемента; 2) выявить наличие или отсутствие цемента за колонной; 3) определить наличие каналов, трещин и каверн в цементном камне; 4) изучить степень сцепления цемента с колонной и породами.
Когда за колонной цемента нет или он имеется, но по всему периметру не сцеплен с колонной, приемник отмечает продольную волну по колонне. Она имеет максимальную амплитуду вследствие малого затухания и время пробега, соответствующее скорости распространения упругих воли в стали (V = 5400 м/сек). Против муфтовых соединений колонны наблюдается уменьшение амплитуды колебаний в связи с рассеянием энергии на резьбовых соединениях и увеличение времени пробега ("звенящая" колонна). Если цементное кольцо сцеплено только с колонной, то упругая волна по колонне будет резко ослаблена вследствие демпфирующего влияния цементного кольца и амплитуда Ак будет на уровне помех. В этом случае к приемнику с заметной амплитудой придет волна по цементному кольцу, в котором скорость распространения упругих колебаний невелика (Vц = 2500 м/сек). Поэтому будет регистрироваться максимальное время Тп. Если цементное кольцо одновременно сцеплено с колонной и породой, то первой к приемнику будет подходить головная волна по породе, так как Vп>Vц. В этом случае Ап<Ак.мак, Тп≠ Тк икривые Ап и Тп сходны с аналогичными кривыми, полученными в необсаженной колонне и соответствуют кривым других геофизических методов. Измерение аппаратурой АКЦ проводится через 1-2 суток после заливки цементного раствора. Масштаб регистрации Ак выбирается так, чтобы в зацементированной части скважины регистрируемый сигнал был близок к порогу чувствительности аппаратуры.
Билет 15
43. Метод самопроизвольной поляризации (ПС), физические основы, кривые, решаемые задачи
В скважине, заполненной глинистым раствором или водой, и вокруг нее самопроизвольно возникают электрические поля, названные самопроизвольной или собственной поляризацией. Этот метод основан на собственном эл. поле среды, то есть здесь мы его не создаём, оно естественное. ПС возникает за счёт диффузионно-адсорбционных (возникают на границе песчаных и глинистых пластов за счёт разных адсорбционных св-в), фильтрационных (возникают за счёт движения жидкости через глинистую корку с возникновением ЭДС) и окислительно-восстановительных (обусловлены хим. и эл-хими. реакциями, проходящими на контакте пород с разными св-ми) процессов.
Использование кривой ПС. Метод самопроизвольной поляризации ПС является одним из важнейших в комплексе промыслово-геофизических исследований скважин. Он широко применяется для установления границ пластов и их корреляции, расчленения разреза на глинистые и неглинистые пласты, способствуя этим выделению коллекторов. В ряде случаев данные кривой ПС используются при оценке сопротивлений (минерализации) пластовых вод, глинистости, пористости, нефтенасыщенности пород.
На форму и амплитуду кривой ПС влияют мощность пласта, диаметр скважины, сопротивления пласта, вмещающих пород, промывочной жидкости и пластовой воды, проникновение фильтрата глинистого раствора в пласт и др.
Песчано-глинистый разрез наиболее благоприятен для изучения его по кривой ПС. Пески, песчаники, алевриты и алевролиты легко отличаются по кривой ПС от глин.
44. Использование термометрии при решении задач по контролю за разработкой
Термометрические методы исследования разрезов скважин основаны на изучении распространения в скважинах и окружающих их горных породах естественных (геотермия) и искусственных тепловых полей. Интенсивность и распространение тепловых полей зависят от термических свойств, геометрических форм и размеров исследуемых сред. Термические свойства горных пород характеризуются теплопроводностью или удельным тепловым сопротивлением, тепловой анизотропией, удельной теплоемкостью и температуропроводностью. Тепловые поля в нефтеносных и газоносных горизонтах образуются при вскрытии и разработке пластов. Распределение естественного теплового поля в толще земной коры зависит от литологического, тектонического и гидрогеологического факторов, на изучении которых основано решение следующих задач: