Для исследования обсадных колонн диаметром менее 114 мм необходима разработка АК-цементомера диаметром 42-48 мм. Он может содержать трехэлементный измерительный зонд и комплексироваться, по крайней мере, с зондами локатора муфт и гамма-каротажа.
Основными задачами новых приборов АК-цементометрии должны стать оценка степени заполнения затрубного пространства цементом и высоты подъема цемента, количественная оценка сцепления цемента с обсадной колонной, определение на качественном уровне (да, нет) сцепления цемента с породами.
3. Многоэлементный прибор с антеннами монопольных и дипольных приемников для измерения параметров всех типов волн. Измерительная часть прибора должна содержать: 2 монопольных и 2 дипольных излучателя с частотами излучения в диапазоне 5-20 и 1-5 кГц соответственно, монопольный излучатель на частоте 2,5 кГц для возбуждения волн Стоунли; встроенный короткий зонд (0,1 м) для измерения vж; антенну не менее чем из четырех пьезокерамических или электрокинетических преобразователей, совмещающих функции монопольных и двух дипольных приемников с ортогональными характеристиками направленности, расположенных с шагом 0,1-0,2 м на удалений от ближнего излучателя не менее 1,5-2,0 м; датчики ориентации. Другой вариант прибора может содержать антенну из 8 монопольных приемников, расположенных через 0,05-0,10 м на удалении 1,5-2,0 м от ближнего излучателя, и две антенны по 4 дипольных приемника, развернутых относительно друг друга на 180° и расположенных между монопольными приемниками.
Этому прибору будет доступен самый широкий круг решаемых геологических задач: корреляция разрезов, выделение и оценка литологии и пористости гранулярных коллекторов; выделение и оценка полной и вторичной пористости трещинных и каверновых коллекторов; выделение проницаемых интервалов в глинистых и битуминозных породах; оценка текущей насыщенности коллекторов в скважинах старого фонда; оценка напряженного состояния пород и прогнозирование интервалов разрушения обсадных колонн; расчет параметров гидроразрыва, прогнозирование развития трещин гидроразрыва и контроль их фактического положения и др.
4. Высокочастотные АК-сканеры для открытых и обсаженных скважин. Они должны оснащаться вращающимся электроакустическим преобразователем (совмещенным датчиком "излучатель-приемник") с частотой собственных колебаний 300-1000 кГц, скоростью вращения преобразователя 4-10 об/мин и частотой опроса до 250 точек на оборот; узлом определения ориентации; цифровой ТЛС. Измеряемые параметры - времена распространения и амплитуды сигналов, отраженных от стенки скважины (обсадной колонны), цементного кольца и породы.
Основные решаемые задачи АК-сканеров различны в открытых и обсаженных скважинах. В открытых скважинах - это построение развертки поверхности стенки скважины или, что более современно, псевдотрехмерного изображения поверхности; расчленение тонкослоистых разрезов; выделение интервалов трещиноватых пород; определение углов падения пластов; определение профиля ствола скважины. Основными задачами изучения с помощью АК-сканера качества цементометрии обсадных колонн являются выделение в цементном камне тонких вертикальных каналов и интервалов газонасыщенного цемента. Присутствие этих дефектов обуславливает негерметичность затрубного пространства даже в случаях весьма положительных заключений по материалам интегральной АК- и РК-цементометрии. Выделение дефектов обсадной колонны - овальности, трещин, перфорационных отверстий, интервалов внутренней и внешней коррозии - представляется задачей второго плана на фоне доказательств герметичности или негерметичности затрубного пространства.
5. Реализация перечисленных аппаратурных разработок невозможна без создания цифровой телеметрической линии связи со скоростью передачи данных до 500 тыс кбит, которая обеспечит проведение каротажа со скоростью не менее 500 м/ч. Необходимость разработки новой ТЛС вызвана большими объемами передачи первичной информации, которые на 2 порядка превышают объемы данных остальных видов ГИС. Альтернативным решением может служить размещение в приборе твердотельной памяти с объемом хранения информации 100-200 Мбайт.
6. Дальнейшие успехи АК в решении разнообразных геологических и технических задач неразрывно связаны с развитием теории метода и программного обеспечения обработки первичных данных. В качестве первоочередных следовало бы выделить решение следующих задач:
• прямых задач АК для условий, максимально приближенных к скважинным;
• определение взаимосвязей между упругими параметрами пород (модули упругости, сдвига, сжатия, коэффициент Пуассона), которые определяются по данным АК, и их фильтрационно-емкостными свойствами без использования таких промежуточных величин, как значения параметров в минеральном скелете породы и поровом флюиде;
• разработку программного обеспечения обработки первичных данных, обеспечивающего устойчивую регистрацию параметров Р, S и St волн в тонкослоистом разрезе и в интервалах их большого затухания. Программное обеспечение должно включать процедуры выделения интервалов существования и идентификации волн разных типов, частотной фильтрации, суммирования информативных сигналов, определения фазовых и групповых скоростей с использованием методик прослеживания фазы и корреляции во временном пространстве "время-интервальное время".
1. Акустический каротаж с использованием монопольных и дипольных преобразователей: регистрируемые волны, решаемые задачи и полученные результаты/ Н.А. Смирнов, Д.В. Белоконь, Н.В. Козяр, A.M. Казаков//ЕАГО /EAGA/ SEG Международная геофизическая конференция и выставка, М., 15-18 сентября 1997. С.3.5.
2. Андреев А.Ф., Красавин С.В. Использование волн Лэмба для исследования горных пород в скважинах// Вопросы технологии геохимических и геофизических исследований при геологоразведочных работах и охране окружающей среды. М.: ВНИИГеоинформсистем. 1989. С. 28-35
3. Антипов В.И. Деформация обсадных колонн под действием неравномерного давления. М.: Недра, 1992. 233 с.
4. Аппаратурно-методический комплекс для исследований бурящихся скважин АМК УРАЛ-100 // НТВ "Каротажник". Вып. 52 . Тверь: ГЕРС. 1998.. С. 105-118.
5. Аркадьев Е.А. Измерительная установка для многозондового акустического каротажа нефтегазовых скважин // Современные тенденции развития техники и технологии ядерно-геофизических и геоакустических исследований скважин. М.: ВНИИГеоинформсистем. 1987. С. 11-18.
6. Базин В.В., Пивоварова Н.Е. Обработка данных многоэлементного акустического зонда // НТВ "Каротажник". Вып. 53. Тверь: ГЕРС. 1998. С. 82-86.
7. Бедчер С.А., Зеренинов В.А., Лабковскис Б.З. Прогноз текущей нефтенасыщенности терригенных коллекторов по материалам волнового АК // НТВ "Каротажник". Вып. 48. Тверь: ГЕРС. 1998. С. 15-22.
8. Белоконь Д.В., Козяр В.Ф. Состояние отечественного акустического каротажа. Ближайшие задачи // НТВ "Каротажник". Вып.44. Тверь: ГЕРС. 1998. С. 83-92.
9. Белоконь Д.В., Козяр Н.В., Смирнов Н.А. Акустические исследования нефтегазовых скважин через обсадную колонну // НТВ "Каротажник". Вып. 29. Тверь: ГЕРС. 1996. С. 8-30.
10. Боганик В.Н. Анализ зарубежного опыта в области промысловой геофизики // НТВ "Каротажник". Вып. 46. Тверь: ГЕРС. 1998. С. 89-93.
11. Буевич А.С. Компьютеризованный аппаратурно-методический комплекс для геофизических исследований действующих скважин: Автореферат дис-серт. на соиск. уч. степени доктора техн. наук / НПЦ "Тверьгеофизика". Тверь, 1998, 42 с.
12. Бурмистенко Ю.Н., Жуйков Ю.Ф. Технология повышения производительности нефтедобывающих и водозаборных скважин, основанная на обработке прискважинного пространства полем упругих колебаний // НТВ "Каротажник". Вып. 50. Тверь: ГЕРС. 1998. С. 21-29.
13. Былевский Г.А., Петерсилье В.И. Состояние и пути развития каротажа обсаженных скважин (по зарубежным данным) // Обзор. Сер. Разведочная геофизика. М.: МГП Геоинформмарк. 1992. 23 с.
14. Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. М., 1966.
15. Возможные причины повреждения обсадных колонн / Ж.А. Поздеев, Ю.А. Куц, А.Ю. Игнатов, В.З. Кокшаров // НТВ "Каротажник". Вып. 48. Тверь; ГЕРС. 1998. С. 56-63.
16 Выделение невыработанных нефтяных пластов в эксплуатационных скважинах и проницаемых интервалов в разведочных скважинах по данным сейсмоакустических исследований / Ю.В Коноплев, В.Н. Лисицкий, В.П. Логвинов и др. //НТВ "Каротажник" Вып 50 Тверь ГЕРС 1998 С 54-63
17 Геолого-экономическая оценка эффективности методов повышения нефтеотдачи и интенсификации притоков по залежам пласта БС|0 Федоровского месторождения / А А Дорошенко, Б Р Саркисянц , Р.Г. Хисматов , Н Л Щергина // Нефть Сургута (сб ) М Нефтяное хозяйство 1997 С 52-60
18 Герштанский О.С. Опыт применения акустического воздействия на призабойную зону проницаемых пород на месторождениях Западного Казах стана // НТВ "Каротажник" Вып 48 Тверь ГЕРС 1998 С 76-80
19 Голиков Н.А. , Заикин А.Д. Влияние насыщенности флюидом на динамические характеристики Р и 3 волн в образцах горных пород / SPWLA/ ЕАГО/ РГУ НГ Международная конференция и выставка по геофизическим исследованиям скважин "Москва-98", 8-11 сентября 1998 Доклад М 1 1
20 Грацинский В.Г, Дзебань И.П. , Козяр В.Ф. Влияние трещины на поле головных волн // Известия АН СССР Сер Физика Земли М Наука, 1968, №2
21 Гуторов Ю.А , Теплухин В К , Калташов С А Современный малогабаритный геофизический комплекс "Контроль-2" для эффективной оценки технического состояния колонн малого диаметра в наклонно направленных и горизонтальных скважинах, забуриваемых из скважин старого фонда // НТВ "Каротажник" Вып 52 Тверь ГЕРС 1998 С 54-60