Наблюдательная скважина 1755 Троицкая закончена бурением в июле 1983г.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

ТЕХНОЛОГИИ ЭКОС-31-7

 

Р. И. Кривоносов (ООО «Геофизика»)

Среди геофизических методов исследования скважин электрометрия является самой информативной, однако более 60 лет со времени создания первого патента (проф. Альпин Л. М.) она не применялась при исследовании скважин, обсаженных металлической колонной.

Измерение удельного электрического сопротивления горных пород за стенкой металлической обсадной колонны позволит применять хорошо разработанные методы оценки нефтегазо- и водонасыщенности для моделирования продуктивных коллекторов, особенно в условиях низкой пористости, где оценки водонасыщенности, основанные на показаниях импульсных нейтронных методов проблематичны. Каротаж сопротивлений через колонну дает информацию для оконтуривания застойных зон, невыработанных или восстановившихся нефтегазонасыщенных объектов, позволяет корректировать технологические схемы разработки, вводить вновь восстановившиеся или пропущенные объекты в эксплуатацию.

Для увеличения добычи нефти и газа в старых регионах можно не проводить дополнительные дорогостоящие поисково-разведочные работы. Достаточно провести исследования новой технологией и, в лучшем случае, подремонтировать или оживить давно пробуренную законсервированную скважину. Оказывается, выработанные нефтегазовые месторождения под воздействием гравитационных сил и вращения Земли восстанавливаются. Кроме того, существовавшие 30-50 лет назад геофизические технологии не имели высокой разрешающей способности и достаточного метрологического обоснования как, например, современные, что приводило неизбежно к пропуску нефтегазовых объектов. Выявление таких пропущенных объектов в старом фонде скважин и возврат к выработанным ранее, но восстановившимся объектам, представляют значительный интерес и экономическую целесообразность.

Технология электрического каротажа обсаженной скважины ЭКОС в 2000-2004 гг. находилась в процессе разработки и промышленного опробования в России на нефтяных и газовых месторождениях Ставропольского, Краснодарского краев и в Западной Сибири (Мамонтовское, Ватинское, Лянторское, Ново-Покурское месторождения).

В качестве примера применения первой версии технологии приведем материал каротажа по скв.1755 Троицкая ОАО «Роснефть – Краснодарнефтегаз».

Наблюдательная скважина 1755 Троицкая закончена бурением в июле 1983г.

Забой: 1670 м. Внутренний диаметр стальной колонны 125 мм, толщина стенки 6-8 мм.

Водонефтяной контакт ВНК по БК, БКЗ, ИК на июль 1983 г. (рис. 1а, б) находился на глубине 1510 м. Газонефтяной контакт ГНК по кривым нейтронного гамма каротажа НГК и электрического каротажа зондами БКЗ был определен на глубине 1498 м.

Исследования технологией электрического каротажа через стальную обсадную колонну ЭКОС выполнены в феврале 2004 г. модификацией зонда Е2Р2. Геологические данные на февраль 2004 г. по глубине расположения: ВНК – 1497,3м; ГНК – 1493,3 м.

Заземление удаленного электрода N_¥ потенциала произведено за устье скважины, в которой проводились измерения, а обратного токового электрода – за устье соседней скважины (на удалении 100 м).

Измерения выполнены в интервале глубин 1520 – 1444 м с шагом 1 м и повтором в интервалах глубин 1525 – 1520м, 1520 – 1516 м и 1500 – 1496 м, т.е. 74 м каротажа, а вместе с повторными статистическими - 120 точек измерения r_п.

Сопоставление полученного материала выполнено с данными бокового каротажа БК (см. рис. 1а), зондами БКЗ (1983 г.) (см. рис. 1б) и импульсного нейтрон – нейтронного каротажа ИННК (12.02.2003 г.) (рис. 1в).

Изменение ρ_п горных пород по данным каротажа ЭКОС зарегистрировано от 1,8 до

 

б)

Рис. 1. Скважина 1755 Троицкая. Сопоставление данных r_п ЭКОС и r_э и r_к градиент-зондами БКЗ.

 

 

Рис.1в. Скважина 1755 Троицкая. Сопоставление данных r_п ЭКОС и ИННК.

100 Ом^.м. Кривая ЭКОС близка по конфигурации и амплитуде к кривой эффективного сопротивления ρ_э зонда БК (глубина 1450 м на рис. 1а), а также по амплитуде – к кривой ρ_к зонда А8M1N (глубина 1515 м на рис. 1б), что свидетельствует о близости их радиусов исследования (1,5 – 2м). По кривым r_п ЭКОС и Fi ИННК (см. рис. 1в) на февраль 2004 г. по сравнению с 1983 г. (за 21 год) положение ГНК переместилось с глубины 1498 м на глубину 1494 м (на 4м выше) и это четко видно по кривой ИННК и ЭКОС, а положение ВНК с глубины 1510 м переместилось на глубину 1499 м (на 11м выше), что видно только по кривой r_п ЭКОС и не видно по кривой Fi ИННК. Кроме того, по сравнению с геологическими данными уточнено положение ВНК на 1,7 м ниже, т.е. запасы месторождения на февраль 2004 г. по глубине выработки по геологическим данным (без каротажа ЭКОС) были определены с большой ошибкой, если учесть, что в течение года месторождение вырабатывалось по площади в среднем на 0,524 м по глубине. Поэтому преимущества нового способа и устройства для решения геологических задач, контроля за разработкой очевидны. Они дают большой экономический эффект. При фактическом темпе добычи нефти из месторождения предполагаемая ранее по геологическим данным глубина расположения ВНК 1497,3 м могла быть достигнута не ранее, чем через 3 года (36,5 месяцев). С использованием новых данных схема разработки месторождения может быть скорректирована в сторону большей интенсификации добычи нефти.

Интерес к новой технологии у зарубежных партнеров возник давно и, прежде всего, у Китайских нефтегазовых компаний. Доклады на II и III Российско-Китайском симпозиумах были сделаны специалистами ООО «Геофизика» в 2002 г. (г. Шанхай) и 2003 г. (г. Уфа) и опубликованы в соответствующих сборниках.

В 2003 г. на Международной выставке в г. Ганновере (Германия) за представленные разработки в области высоких технологий, в том числе технологии ЭКОС, ООО «Геофизика» получила Диплом выставки, а в 2004 г. на IV Московском Международном салоне инноваций и инвестиций Диплом и Золотую медаль за разработку Аппаратуры ЭКОС-31 для электрического каротажа через стальную обсадную колонну.

 

1. Назначение

Аппаратура ЭКОС-31-7 предназначена для определения удельного электрического сопротивления горных пород (ρ_п) в диапазоне от 0 до 300 Ом^.м в скважинах, обсаженных стальной колонной диаметром 5 или 6 дюймов, глубиной 6 000 м, пустых или заполненных проводящей промывочной жидкостью.

Аппаратура ЭКОС-31-7 должна эксплуатироваться автономно с каротажным подъёмником, обеспечивающим работу в глубоких скважинах.

В качестве линии связи используется кабель геофизический семижильный ТУ3585‑007‑430450042‑2000 с электрическим сопротивлением токопроводящих жил постоянному току не более 30 Ом/км, длиной не более 6300 м.

Аппаратура ЭКОС-31-7 относится к восстанавливаемым, ремонтируемым изделиям.

1. Технические данные

Рис. 2.1. Общий вид скважинного прибора аппаратуры ЭКОС-31-7.

 

 

Характеристики

- Ток питания колонны, не менее - 5А.

- Предел допускаемого значения основной относительной погрешности измерения удельного электрического сопротивления горных пород – %, при изменении р_п от 0 до 100 Омм.

- Пределы допускаемых значений основных абсолютных погрешностей измерений:

1) U – 50 мкВ

2) DU – 50 нВ

3) D2U – 50 нВ

4) I - 100 мкА

- Динамический диапазон измерения основных электрических параметров, не менее:

1)U – 90 дБ

2) DU – 100 дБ

3) D2U – 100 дБ

4) I – 100 дБ

- Рабочий диапазон температур окружающей среды, ^оС: от –10 до +95

- Предельные условия пребывания аппаратуры ЭКОС-31-7:

- скважинный прибор, ^оС от –50 до +125

- При температуре от +95^оС до +125^оС – не более 2-х часов.

- наземная часть, ^оС от –50 до +60

Аппаратура ЭКОС-31-7 восстанавливает свои характеристики после пребывания в предельных условиях и последующего пребывания в нормальных условиях в течение не менее 12 часов.

- Дополнительная относительная погрешность измерения удельного электрического сопротивления горных пород при увеличении температуры на 100 ^оС – не более одной основной относительной погрешности.

- Предельное гидростатическое давление рабочей среды 100 МПа.

- Время установления рабочего режима аппаратуры

ЭКОС-31-7, не более 3 мин.

- Электрическое питание скважинного прибора:

- в режиме измерения - постоянный ток, мА 250

- в режиме работы ЛУД УПУ - импульсный ток частотой 7..10 Гц, А до 1,5

- Потребляемая скважинным прибором мощность:

- в режиме работы ЛУД УПУ, не более 60 ВА

- в режиме измерения, не более 25 Вт.

- Сопротивление изоляции между корпусом головки электронного блока и ее контактами при нормальной температуре должно быть не менее 1 МОм.

- Аппаратура ЭКОС-31-7 должна сохранять свои характеристики в течение времени непрерывной работы не менее 8 час.

Критерием предельного состояния является экономическая нецелесообразность продолжения эксплуатации по заключению технической службы предприятия, эксплуа-тирующего изделие.

 

Состав аппаратуры ЭКОС-31-7

Скважинная часть аппаратуры ЭКОС-31-7 поставляется в комплекте, указанном в таблице 1.

Таблица 1.

Обозначение	Наименование	Кол.	Назначение
ГТ 2 016-01	Зонд измерительный		Предназначен для обеспечения надёжного контакта измерительных электродов U, M1, М2, N и токовых электродов А1, А2 со стенками обсадной колонны, измерения первичных параметров и передачи их на телеизмерительную систему (ТИС).
	В составе:
ГТ 2 018	Гидропривод УПУ
ГТ 3 045	Электрод верхний (А1)
ГТ 3072-2	Электрод U
ГТ 3 075	Гибкая 3-х точка (M1-N-М2)
ГТ 3 037	Блок измерительный электронный
ГТ 3 042	Электрод нижний (А2)
ГТ 2 027	Верхний электронный блок скважинного прибора.		Предназначен для обеспечения прибора питающими напряжениями, измерения и передачи параметров электрического зонда и гидропривода на поверхность.
ГТ 4 113	Груз		Балласт
ГТ 4 125	Комплект ЗИП		Для обслуживания и ремонта

Наземная часть аппаратуры ЭКОС-31-7 поставляется в комплекте, указанном в таблице 2.

 

Таблица 2

Обозначение	Наименование	Кол.	Назначение
ГТ 2.028	Блок питания и управления		Предназначен для питания: гидропривода УПУ импульсами тока отрицательной полярности, верхнего электронного блока скважинного прибора постоянным положительным напряжением, ретрансляции команд и данных между скважинным прибором и компьютером.
ГТ 2.045	Коммутатор тока		Предназначен для коммутации тока генератора по заданному алгоритму
	Источник тока типа ADC 7480/220		Предназначен для подачи тока питания заданной величины на электрический зонд через геофизический кабель.

 

Электрическая схема зонда

Электрическая схема зонда аппаратуры ЭКОС-31-7 изображена на рис. 4.1.

На обсадную стальную колонну, сверху и снизу, симметрично относительно измерителей, поочередно во времени через токовые электроды А1 и А2 подается ток питания колонны силой в несколько ампер. Обратный токовый электрод В располагается на поверхности (обычно используется устье колонны соседней скважины).

Производятся измерения потенциала в точке U относительно удаленной точки Nуд., расположенной на устье скважины, первой разности потенциала ΔU = ΔU_М1N + ΔU_NM2 (расстояние М1М2 - 1м) и второй разности потенциала между точками M1 и M2 как Δ2U = ΔU_М1N - ΔU_NM2 (электрод N расположен посередине между электродами М1 и М2). Эти измерения производятся при остановке прибора на заданной глубине, причем на каждой точке дважды: когда ток питания колонны подан через токовый электрод А1 и токовый электрод А2.

Основное требование к проведению измерений – обеспечение надежного (не более 0,1 Ом) контакта измерительных электродов с колонной на протяжении всего времени регистрации сигналов от обоих токов. Это выполняется при помощи измерительного электорода.

 

Результат измерений рассчитывается по формуле

 

, (1)

 

 

 

 

Рис. 4.1. Электрическая схема зонда.

 

 

где - потенциалы электрического поля колонны в точке контакта с ней среднего измерительного электрода, соответственно, при подаче токов в верхний и нижний токовые электроды зонда, вольты;

- первые разности потенциалов электрического поля на участке колонны между контактами с ней двух крайних измерительных электродов зонда, соответственно, при подаче токов в верхний и нижний токовые электроды зонда, вольты;

- вторые разности потенциалов электрического поля на участке колонны между контактами с ней всех трех измерительных электродов зонда, соответственно, при подаче токов в верхний и нижний токовые электроды зонда, вольты;

- токи, подаваемые к колонне в точках соприкосновения с ней верхнего и нижнего токовых электродов зонда, амперы;

K – коэффициент зонда, м.

 

 

Эксплуатационные испытания новой конструкции приборов ЭКОС-31-7 в России были проведены в контрольно поверочной скважине №3 Абинского УГР и эксплуатационной скважине 487Дыш НГДП-1 ОАО «Роснефть-Краснодарнефтегаз».

 

 

Рис. 5.1. Скважина КПС № 3 Абинского УГР. Исследования приборами Е3Р3 и Е4Р4,выполненные в феврале и апреле 2005 г.

 

 

Рис. 5.2. График поверки аппаратуры ЭКОС-31-7 (труба 6²).

Скважина 487 Дыш.

Исследования технологией электрического каротажа через стальную обсадную колонну ЭКОС-31-7 проведены 15 – 17 апреля 2005 г. в соответствии с программой работ, утвержденной главным геологом филиала НГДП-1 ОАО «Роснефть-Краснодарнефтегаз», в инт. глубин 2065 – 1970 м с шагом по глубине 1,0 м и 0,5 м. Общий объем измерения в заданном программой работ интервале глубин составил 93 новые точки* (основное измерение). Дополнительное измерение в объеме 41 точка были проведены в инт. 505 – 545 м с целью контроля работоспособности аппаратуры при различной температуре окружающей среды (30°С и 85°С) и выяснения возможности получения удельного электрического сопротивления горных пород r_п за двумя (5 и 9²) колоннами, а также на глубинах 113,1 м, 1000 м, 1013,1 м, 1500 м. Общий объем основных, контрольных и повторных (статистических) измерений составил 195 измерений. Качество основных, контрольных и повторных измерений удовлетворительное.

Из основных и контрольных измерений исключены по параметру СКО (среднеквадратической ошибки) 6 измерений на глубинах: 1977 м (6,27 Ом×м), 1992 м (2,115 Ом×м), 1995 м (0,608 Ом×м), 2005 м (0,461 Ом×м), 2006 м (11,732 Ом×м), 2024 м (39,186 Ом×м), которые могли исказить результат наблюдения в точке заданной глубины. В 5 точках (1979 м, 1980 м, 1985 м, 1996 м, 2030 м) получено очень низкое значение r_п, соответственно 0,175; 0,304; 0,061; 0,511 и 0,122 Ом×м из-за искажающего влияния муфт и неоднородностей колонны. Они также исключены при интерпретации.

В точке глубины 2017,0 м получено аномально высокое значение r_п = 44 Ом×м (рис.6.1). При повторном прижатии и измерении на глубине 2017,0 м получить значения, близкого к 44 Ом×м не удалось. Увеличенное сопротивление r_п = 44 Омм возможно здесь связано с наличием перфорационной дыры в колонне и попаданием в нее одного из измерительных электродов.

Удельное электрическое сопротивление r_п ЭКОС представлено в электронном виде (LAS-файлы) и твердой копии совместно с данными стандартного электрического каротажа (от 08.2004 г.), ИННК (от 08.2004 г.) и ГК (от 15.04.2005 г.). Погрешность измерения r_п не превышает 10% с достаточно высокой >95% доверительной вероятностью. Данные ГК использовались для привязки данных ЭКОС по глубине скважины.

 

Как видно из диаграммы, расхождение глубин кривых ЭКОС, ГК и стандартного каротажа в интервале основного измерения составляет не более 0,5 – 1 м. Такое расхождение может быть объяснено подпрыгиванием приборов (эффект «йо-йо») при непрерывном каротаже.

Учитывая, что по комплексу ГИС открытого ствола пороговое значение r_п нефть-вода для песчаников майкопской серии находится в пределах 2,2 – 3,5 Ом×м, можно полагать, что ВНК в зоне перфорации (2007 – 2032,4м) располагается на глубине 2026,0 м, причем имеются прорывы пластовой воды в интервалах 2029 – 2031м и 2026 – 2027 м. Вышележащие песчаники в инт. глубин 2026 - 2006 м являются нефтенасыщенными.

Нефтенасыщенным является также объект № 2 в инт. глубин 1996,5 – 1983,5 м.

В инт. глубин 545 – 505 м (рис.6.2.), обсаженном двумя колоннами, залегают, вероятно, песчаники понтического возраста с высоким удельным электрическим сопротивлением, в различной степени глинистые по ГК (см. LAS-файл). Причем более глинистая подошвенная их часть имеет r_п порядка 5 Ом×м, а кровельная (инт. глубин 513 – 504 м) – r_п от 20 до 40 Ом×м.

При таком высоком удельном сопротивлении они, наиболее вероятно, насыщены пресными водами.

 

 

Рис. 6.1.

 

Рис. 6.2.

7. Испытания в Канаде.

Прежде всего, наши специалисты должны были решить вопросы по стыковке новой аппаратуры с применяемым каротажным оборудованием. Наибольшая трудность представлялась в связи с предстоящей работой на семижильном кабеле большего электрического сопротивления жил и большей длины, чем по техническим условиям для аппаратуры ЭКОС-31-7, при передаче через него до 2 кВА мощности электрического тока.

Все эти задачи по стыковке были решены прибывшими в Канаду специалистами ООО «Геофизика» в короткий срок. Небольшая задержка с испытаниями произошла из-за плохой погоды. 22 июня 2005 г. был выполнены испытания в уникальной контрольно – поверочной скважине, пробуренной в 1949 г. К особенностям скважины следует отнести очень сильную закоксованность стенки колонны, которая произошла в результате длительного (56 лет) естественного окисления металла. Образовавшийся непроводящий слой ржавчины и битума представлял серьёзное препятствие в обеспечении необходимого надежного электрического контакта измерительных электродов зонда ЭКОС-31-7 со стенкой стальной колонны. Известная, ведущая в мире в области каротажа фирма «Шлюмберже» пытается применять в подобных случаях скребковую технологию, при помощи которой очищается механически стенка колонны.Однако это трудоемко и, тем не менее, бывает безрезультатно. Нашему техническому решению (ноу-хау) скребковая технология не понадобилась. О производительности технологии можно судить по тому, что в течение 13 дней были исследованы 12 геологических объектов в пяти скважинах на различных месторождениях. Ни в одной из скважин не наблюдалось каких-либо отказов аппаратуры ЭКОС-31-7.

Следует отметить особую сложность поставленных задач и предложенных критериев по оценке полевых испытаний. Наиболее жестким из требований комиссии являлось безусловно определение удельного электрического сопротивления горных пород по технологии ЭКОС-31-7 без предварительного представления информации об этом параметре по открытому стволу скважины. Информация представлялась только после проведения измерений, обработки данных по технологии ЭКОС-31-7 и их сравнения канадскими специалистами с имевшимися материалами электрического каротажа открытого ствола, выполненного современными приборами до обсадки недавно пробуренных («свежих») скважин с разницей во времени каротажа от 2-х недель до месяца, т.е. пока не произошло ещё каких-либо существенных изменений по расформированию зон проникновения фильтрата промывочной жидкости вокруг скважины.

Удовлетворение результатами сравнения было полным, когда данные технологии ЭКОС совпадали в пределах указанной точности с данными каротажа открытого ствола. И это наблюдалось по каждому геологическому объекту как в скважине, пробуренной в 1949 г., так и в «свежих» скважинах.

Наиболее информативный и точный для определения коэффициентов нефтегазонасыщения пластов электрический метод исследования открытого ствола скважин получает второе рождение и достойное применение в эксплуатационных скважинах. Значение новой технологии трудно переоценить для мониторинга месторождений нефти и газа и возможности возобновления добычи в старых обустроенных регионах из пропущенных (вследствие несовершенства ранее существовавших технологий разведки) или восстановившихся со временем залежей углеводородов.

Рис. 7.1

На рис. 7.2(а,б) отражены результаты поверки аппаратуры ЭКОС-31-7 с 7-жильным кабелем длиной 6300 м, сопротивление жил 30 Ом.м/км.

 

 

 

Рис. 7.2а.

 

 

 

Рис. 7.2б.

1. К особенностям уникальной скважины, пробуренной в 1949 г. следует отнести очень сильную коррозию стенки колонны, которая произошла в результате длительного (56 лет) естественного окисления металла. Максимальный угол искривления скважины 20^ο, обсажена она стальной колонной с наружным диаметром 139,7мм, толщиной стенки от 6,99 до 7,72 мм. Скважина заполнена технической водой, удельное электрическое сопротивление которой при 18^οС составляло величину ρ_с = 0.8 Ом^.м, температура промывочной жидкости 68^ο С. Горные породы, вскрытые скважиной – песчаники и глины. Песчаники являются нефтенасыщенными при удельном электрическом сопротивлении ρ_п более 2 - 4 Ом^.м. Удельное электрическое сопротивление горных пород изменяется от 1 до 130 Ом^.м (рис. 7.3).

Целью исследования являлось определение ρ_п горных пород за стенкой стальной колонны, оценка области и условий применения способа и аппаратуры и повторяемости результатов измерения.

Исследования выполнялись с многократным статистическим повторением двумя многоэлектродными гибкими зондами ЭКОС: №3 в комбинации модулей электронный блок – электрогидропривод Е3Р3 и № 4 в комбинации модулей Е4Р4. Многоэлектродные гибкие зонды были поверены 07.06.05г. в поверочной установке ПУ ЭКОС, изготовленной в Канаде. Использовалась каротажная станция с семижильным бронированным кабелем длиной 3800 м с электрическим сопротивлением жил 30 Ом на 1000м длины кабеля. Привязка данных многоэлектродного гибкого зонда ЭКОС по глубине скважины была осуществлена по гамма - каротажу ГК(GR) и контрольным меткам, установленным в начале и конце интервала записи. Интервал глубин измерения 1245- 1141 м. Шаг измерения –1,0 м.

Заземление удаленного электрода N_¥ потенциала многоэлектродного гибкого зонда произведено за устье металлической колонны исследуемой скважины, а обратного токового электрода «В» – за устье соседней скважины (на удалении 70 м).

Измерения прибором № 3 выполнены 22.06.05 г. в интервалах глубин 1245-1185 м и 1143-1141 м с шагом 1,0 м (63 точки каротажа), а со статистическим повторением (в

 

Рис.7.3.

Время работы двумя приборами многоэлектродного гибкого зонда составило 14 ч (вместе со спуско - подъемами), при этом исследовано 98 метров (точек) каротажа скважины, а вместе с повторными статистическими наблюдениями 167 точек измерения (или 5 мин на одну точку).

Информация об удельном электрическом сопротивлении горных пород ρ_п и электрическом сопротивлении стальной колонны R_k получена в виде таблиц каротажа ЭКОС, электронной копии LAS- файлов, включая ГК, и твердой копии диаграммы. Для обеспечения возможности сопоставления данных ЭКОС и данных электрического каротажа 1949г были получены факсимильные копии фотопленок электрического каротажа зондами Lateral - подошвенный градиент-зонд и Normаl - потенциал-зонд этой скважины из геологических фондов. Указанные зонды имеют размеры соответственно АО=5,59 м и АМ=1,6 м. Кривые зондов Lateral, Normаl и ПС (SP), были оцифрованы вручную с шагом по глубине 1,3 и 0,65 м и оформлены в виде LAS-файлов и представлены также на твердой копии диаграммы (см. правую часть рис. 7.3). Масштаб глубин здесь указан в метрах, а геофизических параметров - в линейном и логарифмическом масштабах. Кривая R_all ЭКОС (черного цвета) построена по суммарным данным всех трех разновременных измерений двумя скважинными приборами (основного и двух контрольных).

Кривые ρ_п ЭКОС основного и повторного измерений одним и тем же прибором № 4 (кривые ρ_п ЭКОС красного и синего цветов), а также повторного измерения прибором № 3 (кривая ρ_п ЭКОС зеленого цвета), удовлетворительно повторяют друг друга как по форме, так и по величине удельного электрического сопротивления при его изменении от 4,5 Ом-м до 130 Ом-м.

Из сопоставления кривых ρ_к кажущегося удельного электрического сопротивления зондов AL - Lateral, AN - Normаl, ПС (SP), ГК и суммарной кривой ρ_п ЭКОС видно, что кривая ρ_п R_all EКОS по конфигурации (форме) и значению величин сопротивления близка к конфигурации и значению величин ρ_к кривой AN(DEPT) Normаl, но несколько более дифференцирована, а в глинистых пластах совпадает с кривой ρ_к AL Lateral. Форма кривой ρ_п ЭКОС в деталях соответствует форме (дифференциации) современной кривой ГК.

2. Аналогичные исследования по выяснению области применения способа и устройства были проведены в «свежей» скважине, пробуренной менее месяца до каротажа ЭКОС, с новой еще неокислившейся стальной колонной. Скважина вскрыла более древние горные породы с иной литологией – песчаник, глина, уголь, известняк, имеющие более высокие ρ_п от 5 до3000 Ом-м (рис.7.4 а, 7.4б), в более жестких условиях каротажа (близость забоя, высокие ρ_п, повышенная температура).

Рис. 7.4а.

Рис. 7.4б.

Измерения по технологии ЭКОС выполнены спустя месяц после обсадки колонной скважины в интервалах глубин: 2291-2238 м (литология - известняк, песчаник, глина – 1 объект) и 1175-1156 м (песчаник, уголь, глина – 2 объект). Использовалась каротажная станция с семижильным бронированным кабелем длиной 4280 м с электрическим сопротивлением жил 30 Ом на 1000 м. Шаг измерения –1,0 м. Температура окружающей среды по данным прибора ЭКОС при каротаже первого объекта достигла 84^οС, а при каротаже второго объекта составляла 44^οС.

Выполнено 73 м (точек) каротажа, а вместе с повторными статистическими - 112 точек измерения. Время работы составило 8 ч 15 мин, или в среднем 4,4 мин. на одно измерение (включая спуско-подъемные операции).

Информация об удельном электрическом сопротивлении горных пород ρ_п и электрическом сопротивлении стальной колонны R_k получена в виде таблиц исходных и конечных данных каротажа ЭКОС, электронных копий LAS- файлов, включая данные гамма - каротажа ГК, выполненного для привязки данных ЭКОС по глубине скважины, и сопоставлена с кривыми электрических зондов, имеющих различные радиусы исследования. Кажущееся удельное электрическое сопротивление горных пород, зарегистрированное тремя зондами малого SFLR, среднего MVR2 и большого DVR2 радиусов исследования, данные ГК (GR), собственных потенциалов SP представлены в виде твердой копии диаграммы (см. рис.7.4а, 7.4б). Качество измерений хорошее, оценено по повторным измерениям и сопоставлению формы кривых геофизических методов.

Из сопоставления кривых ρ_к кажущегося удельного электрического сопротивления зондов SFLR, MVR2, DVR2 и ρ_п ЭКОС видно, что кривые всех зондов по конфигурации (форме) и значению величин сопротивления хорошо коррелируются. Изменение ρ_п горных пород по данным каротажа ЭКОС зарегистрировано от 3 до 290 Ом^.м. Кривая ρ_п ЭКОС по конфигурации и амплитуде наиболее соответствует кривой ρ_к зонда MVR2, что свидетельствует о близости их радиусов исследования (1,5 – 2 м).

Оценивая эксплуатационные испытания новой технологии можно сказать следующее. Подтверждены высокие эксплуатационные и метрологические характеристики аппаратуры и технологии ЭКОС-31-7 в скважинах с различными геолого-техническими условиями в карбонатных и терригенных отложениях карбона-верхнего мела.

Результаты испытания свидетельствуют о полном решении задачи определения удельного электрического сопротивления горных пород r_n за стенкой стальной колонны в диапазоне от 0 до 300 Ом×м с достаточно высокой степенью точности Dr_n = ±(5+0,1r_n)%, высокой производительностью и надежностью. Наивысшая производительность работ была достигнута в последних двух скважинах, в каждой из которых исследования на двух геологических объектах выполнены менее чем за 4 часа. Можно с уверенностью утверждать, что аналогичной технологии фирмы «Шлюмберже» такое недоступно.

 

 

 

* Одна новая точка глубины включает в себя многократные повторные измерения с переприжимом измерительных электродов на заданной глубине до получения по крайней мере двух одинаковых (различие не более чем на 10%) результатов r_п.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

ТЕХНОЛОГИИ ЭКОС-31-7

 

Р. И. Кривоносов (ООО «Геофизика»)

Среди геофизических методов исследования скважин электрометрия является самой информативной, однако более 60 лет со времени создания первого патента (проф. Альпин Л. М.) она не применялась при исследовании скважин, обсаженных металлической колонной.

Измерение удельного электрического сопротивления горных пород за стенкой металлической обсадной колонны позволит применять хорошо разработанные методы оценки нефтегазо- и водонасыщенности для моделирования продуктивных коллекторов, особенно в условиях низкой пористости, где оценки водонасыщенности, основанные на показаниях импульсных нейтронных методов проблематичны. Каротаж сопротивлений через колонну дает информацию для оконтуривания застойных зон, невыработанных или восстановившихся нефтегазонасыщенных объектов, позволяет корректировать технологические схемы разработки, вводить вновь восстановившиеся или пропущенные объекты в эксплуатацию.

Для увеличения добычи нефти и газа в старых регионах можно не проводить дополнительные дорогостоящие поисково-разведочные работы. Достаточно провести исследования новой технологией и, в лучшем случае, подремонтировать или оживить давно пробуренную законсервированную скважину. Оказывается, выработанные нефтегазовые месторождения под воздействием гравитационных сил и вращения Земли восстанавливаются. Кроме того, существовавшие 30-50 лет назад геофизические технологии не имели высокой разрешающей способности и достаточного метрологического обоснования как, например, современные, что приводило неизбежно к пропуску нефтегазовых объектов. Выявление таких пропущенных объектов в старом фонде скважин и возврат к выработанным ранее, но восстановившимся объектам, представляют значительный интерес и экономическую целесообразность.

Технология электрического каротажа обсаженной скважины ЭКОС в 2000-2004 гг. находилась в процессе разработки и промышленного опробования в России на нефтяных и газовых месторождениях Ставропольского, Краснодарского краев и в Западной Сибири (Мамонтовское, Ватинское, Лянторское, Ново-Покурское месторождения).

В качестве примера применения первой версии технологии приведем материал каротажа по скв.1755 Троицкая ОАО «Роснефть – Краснодарнефтегаз».

Наблюдательная скважина 1755 Троицкая закончена бурением в июле 1983г.