Для документации проходки глубоких скважин, обработки
и интерпретации ГИС проводится технологический контроль результатов
бурения. Он включает изучение технического состояния скважин (определение
углов наклона, азимута забоев, диаметра скважины на разных глубинах,
высоты цемента за обсадными трубами, качества цементации и др.),
фототелеметрию стенок скважин, перфорацию скважин для допуска в нее
воды, нефти, газа и др.
С помощью специального оборудования и обычных автоматических
каротажных станций подобный технологический контроль проводится в
ходе или после окончания бурения.
Для измерения диаметров скважин применяются специальный прибор -
каверномер и оборудование обычной каротажной станции. Каверномер
состоит из металлической гильзы, вдоль ствола которой располагаются
ромбовидные рычаги-щупы, при подъеме каверномера рычаги под действием
пружины раскрываются и плотно прижимаются к стенкам скважины. При
изменении угла раскрытия рычагов движется закрепленный на них шток,
который связан с ползунковым реостатом. Это приводит к изменению
сопротивления реостата и тока в электрической цепи, который подается
на регистратор. Установив в процессе градуировки зависимость между
током и радиусом раскрытия рычагов, легко перевести график его изменения
в кривую изменения диаметра скважины (кавернограмму). Она служит
для уточнения геологического разреза, изучения технического состояния
скважин и интерпретации результатов скважинных исследований.
Для определения на любой глубине угла отклонения оси скважины от
вертикали и азимута ее искривления по отношению к устью применяются
специальный прибор - инклинометр и оборудование обычной каротажной
станции. В необсаженных скважинах используются электрические инклинометры.
В корпусе такого инклинометра помещается свободно подвешенная рамка,
которая по отвесу располагается горизонтально. На ней имеется буссоль
для измерения азимута и указатель наклона. Стрелка буссоли и указатель
наклона рамки скользят по реохордам азимутов и углов наклона, которые
поочередно можно подключать к токовой линии инклинометра. Стрелка
и указатель передают напряжение с реохордов, пропорциональное
азимуту или углу наклона.
В скважинах, обсаженных металлическими трубами,
измерение азимута и угла проводят гироскопическими инклинометрами.
Принцип работы этих приборов основан на свойстве гироскопа (устройства,
маховик которого быстро вращается от специального электромотора)
сохранять неизменной в пространстве ось вращения. В инклинометре
два гироскопа: один для измерения азимутов, другой - для измерения
углов наклона. С помощью особых электрических схем определяются углы,
составленные инклинометром (направлением скважины) с осями вращения
гироскопов.
Точность измерения углов инклинометром достигает
30', а азимутов - нескольких градусов. Если учесть, что
глубокая скважина на разных глубинах может отклоняться от вертикали
на сотни метров, а по азимуту превышать 360 , то нетрудно
понять практическое значение инклинометрии. Особенно необходима инклинометрия
в скважинах наклонного бурения.
Для извлечения нефти, газа, подземных вод из пластов, обсаженных
трубами, надо пробить отверстие в трубах, чтобы обеспечить доступ
жидкого или газообразного ископаемого в скважину, а затем подачу
его на поверхность. Прострелочные работы в скважинах выполняются
с помощью специальных устройств - перфораторов с использованием
оборудования обычных каротажных станций. Операция по прострелу колонны
обсадных труб производится различными стреляющими устройствами: пулевыми,
беспулевыми, кумулятивными, торпедными перфораторами.
Пулевой перфоратор состоит из стального ствола
с несколькими отверстиями по длине, в которых располагаются пули
весом 9 - 27 г. За каждой пулей имеется взрывная камера, заполненная
порохом. Для подрыва пороха в камеру подводится электровоспламенитель.
При взрыве пуля пробивает трубу, окружающий ее цемент и образует
отверстие, что и обеспечивает поступление из пласта в скважину газа,
нефти или воды.
В беспулевых, кумулятивных перфораторах перфорация
производится раскаленной металлической струей, возникающей при взрыве
взрывчатого вещества (гексагена).
Торпедный перфоратор стреляет снарядами диаметром
от 22 до 84 мм. В снаряде имеется взрывчатое вещество, которое взрывается,
когда снаряд входит в породу, и разрушает ее.
Для взятия на отдельных участках скважины образцов
пород применяется огнестрельный (стреляющий) грунтонос. Он похож
на пулевой перфоратор. Боек грунтоноса имеет отверстие, в которое
проникает порода при внедрении его в стенки скважины. При подъеме
грунтоноса боек на тросике извлекается вместе с породой.
В результате ГИС строятся каротажные диаграммы: графики изменения того
или иного физического параметра от глубины (рис. 7.3).
 | | Рис. 7.3. Типичные диаграммы электрического и ядерного методов ГИС |
Принципы обработки диаграмм любого метода одинаковы
и сводятся к выделению аномалий: максимумов, минимумов, изрезанных
интервалов и др. на нормальном фоне. По ним можно определить местоположение
пластов, их мощности. Для симметричных зондов, например, по графику
потенциалов и пропорциональных ему параметров поля, центр пласта
находится напротив экстремумов, а границы - на участках перегиба.
Для несимметричных зондов, измеряющих градиент потенциала и пропорциональные
ему параметры, экстремумами на диаграммах выделяются кровля или подошва
пласта.
Качественная интерпретация
диаграмм ГИС включает как подобную обработку каждой диаграммы, так
и их межметодную и межскважинную корреляцию. Количественная геолого-геофизическая
интерпретация в каждом методе своя, но наиболее достоверная информация
получается при комплексировании нескольких методов. Наличие одной
АКС (АГИС) с большинством зондов создает возможность проводить комплексирование
быстро и дешево. Этим ГИС резко отличается от полевых методов геофизики.
Скважинные исследования методом естественного поля (ЕП) или поля самопроизвольного
(каротаж ПС) сводятся к измерению постоянных естественных потенциалов,
возникающих у пластов с разной электрохимической активностью. Как
отмечалось в 7.1, естественные потенциалы (потенциалы собственной
поляризации) возникают при окислительно-восста-новительных, диффузионно-адсорбционных
и фильтрационных процессах, протекающих в различных горных породах.
Зондом для измерения собственных потенциалов служат свинцовые приемные
электроды. Работы в методе ПС чаще выполняются способом потенциала,
то есть установкой, состоящей из одного неподвижного приемного электрода
N, заземленного вблизи устья скважины, и второго электрода
M, перемещаемого по скважине (рис. 7.4, а). Иногда,
особенно при наличии электрических помех, запись ПС ведется способом
градиента потенциала. В этом случае оба приемных электрода M
и N передвигаются по скважине, а расстояние между ними остается
постоянным (1 - 2 м).
 | | Рис. 7.4. Схема каротажа ПС способом потенциала с полуавтоматической регистрацией: а - схема установки: 1 - блок-баланс, 2 - лебедка с коллектором, 3 - милливольтметр, 4 - регистратор, 5 - лентопротяжный механизм, соединенный гибким валиком (6) с роликом блок-баланса, 7 - диаграммная бумага, 8 - карандаш; б - диаграмма естественных потенциалов по стволу скважины: I (почва) и III (известняки) - пласты со слабой электрохимической активностью, II (суглинки) и V (глины) - пласты с положительными аномалиями ПС, IV - пласт с отрицательной аномалией ПС, характерной для проницаемых слоев |
В результате работ получаются графики естественных
потенциалов, измеряемые в милливольтах (см. рис. 7.3, 7.4, б).
По аномалиям на диаграммах ПС выделяются пласты с разной электрохимической
активностью. Однозначная литологическая интерпретация диаграмм ПС
затруднена, т.к. естественное электрическое поле зависит от многих
факторов. Чаще всего против глинистых пород наблюдаются положительные
аномалии потенциала ПС, а около пористых проницаемых пластов -
отрицательные. Интенсивными аномалиями положительного и отрицательного
знака выделяются сульфидные залежи, пласты антрацита, графита. Слабыми
аномалиями (единицы милливольт) отличаются массивные, плотные, плохо
проницаемые песчаники, известняки, изверженные породы.
Скважинные исследования методом ПС служат для расчленения
геологических разрезов и корреляции по соседним скважинам отдельных
пластов, выявления плохо проницаемых сланцев, глин и хорошо проницаемых
песков, пористых известняков, выделения сульфидных, полиметаллических
руд, угля, графита, оценки пористости и проницаемости пород.
Назад| Вперед
|
