- •ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ГИС
- •Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
- •ОСНОВЫ ПЕТРОФИЗИКИ ГОРНЫХ ПОРОД
- •КОЛЛЕКТОРСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
- •1.1. Пористость
- •1.3. Глинистость горных пород
- •1.4. Плотность горных пород
- •ГЛАВА 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, РАДИОАКТИВНЫЕ, АКУСТИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
- •2.1. Удельное электрическое сопротивление
- •2.5. Другие физические свойства горных пород
- •ЧАСТЬ ВТОРАЯ
- •ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН
- •ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН
- •3.1. Основы теории потенциала электрического поля
- •3.2. Электропроводность и удельное электрическое сопротивление
- •3.3. Характеристика объекта исследования
- •3.10. Индукционный каротаж
- •4.2. Плотностной гамма-каротаж (ГГК)
- •6.3. Газовый и механический каротаж
- •6.4. Пластовая наклонометрия
- •ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
- •ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ИСТОЛКОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ГИС
- •ГЛАВА 7. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ГИС
- •ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ
- •РЕШЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ МЕТОДАМИ ГИС
- •9.1. Сущность и практическая значимость геологических наук при изучении месторождений полезных ископаемых
- •Литолого-стратиграфический разрез пермского соленосного комплекса по скв. 478 Уньвинского месторождения
- •10.1. Развитие, цели и задачи использования ЭВМ при интерпретации данных ГИС
- •10.3. Литолого-стратиграфическая интерпретация данных ГИС на ЭВМ и на персональных компьютерах
- •ЧАСТЬ ПЯТАЯ
- •11.1. Определение искривления скважин
- •12.1. Термометрия для контроля цементирования
- •ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
- •КУРСОВАЯ РАБОТА
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •Учебное издание
- •ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ГИС
- •Учебное пособие
ВВЕДЕНИЕ
В нефтяной и газовой промышленности бурение скважин про изводят не только для поисков и разведки месторождений углеводо родного сырья, но и для их разработки. В целях изучения геологиче ского разреза скважин, их технического состояния и контроля за ре жимом разработки месторождений в них проводятся геофизические исследования скважин (ГИС). Комплекс ГИС, проводимый в скважи не, называется промысловой геофизикой.
Изучение геологического разреза скважины по геофизическим данным заключается в определении последовательности и глубины залегания пластов горных пород, их литолого-петрографических и коллекторских свойств, содержания в них полезных ископае мых и оценке степени их насыщения нефтью, газом или водой. По данным ГИС определяются количественные параметры, не обходимые для подсчета запасов нефти и газа:
-эффективная мощность коллектора;
-положение водонефтяного (ВНК) и газожидкостного (ГЖК) контактов;
-коэффициент пористости А„ продуктивных пластов;
-коэффициент нефтегазонасыщения Кигколлекторов;
-коэффициент вытеснения нефти Квыти др.
Контроль за разработкой нефтяных и газовых месторождений включает в себя комплекс геофизических исследований в дейст вующих скважинах, размещенных в пределах эксплуатируемой залежи. При проектировании и контроле разработки нефтегазовых месторождений методами ГИС решаются следующие задачи:
- исследование процесса вытеснения нефти и газа в пластахколлекторах (в том числе определение начального положения
инаблюдение за перемещением ВНК и ГЖК контактов);
-изучение эксплуатационных характеристик пластов (в том числе проницаемости и глинистости);
-установление состава флюидов в стволе скважины;
-изучение технического состояния скважин (в том числе оценка качества цементирования обсадных колонн и выявление мест затрубной циркуляции флюидов и т. п.).
Изучение технического состояния скважин производится на всех этапах их действия: бурения, перед вводом в эксплуатацию, в процессе эксплуатации. Во время бурения инклинометром опре деляют искривление ствола скважины, каверномером - ее диаметр, резистивиметром и электрическим термометром - места поступле ния жидкости из пласта в скважину и поглощения промывочной жидкости. Перед вводом скважины в эксплуатацию проводится изучение технического состояния колонны на герметичность и ка чество цементирования. В эксплуатационных скважинах контроль их технического состояния заключается в выявлении мест нару шения герметичности цементного кольца, нарушений сцепления цемента с колонной и породой, вызывающих возникновение затрубной циркуляции жидкости.
К ГИС также принято относить прострелочно-взрывные работы, опробование пластов приборами на кабеле, отбор керна боковыми грунтоносами, перфорацию колонн при вскрытии пластов, обсажен ных трубами, торпедирование. Связь этих работ с геофизическими исследованиями определяется тем, что для их выполнения применя ется то же оборудование, что и при ГИС. В эксплуатационных и на гнетательных скважинах с открытым забоем с помощью пороховых генераторов давления и торпедирования производят разрыв пласта и тем самым повышают их отдачу или приемистость. Поэтому ГИС в настоящее время являются неотъемлемой частью геологических, буровых и эксплуатационных работ, проводимых при разведке и раз работке нефтегазовых месторождений.
Изучение разреза возможно производить путем отбора керна. Однако керн не всегда удается извлечь из нужного интервала (непол ный вынос керна) [30, 52], а при его отборе и выносе на поверхность свойства породы и насыщающей ее жидкости заметно изменяются, поэтому результаты анализа керна и шлама не дают полного представ ления о геологическом разрезе (рис. 1). Вместе с тем некоторые физи ко-химические свойства пород (электропроводность, электрохимиче ская активность, радиоактивность, температуропроводность, упругость и др.) поддаются изучению непосредственно в скважине в условиях их
Скв. 66 |
Скв. 61 |
Скв. 64 |
Скв. 65 |
Рис. 1. Пример фрагментарного описания разрезов скважин
по промыслово-геологическим данным (керн, испытания пластов)
естественного залегания путем проведения в ней соответствующих геофизических исследований. Такие исследования, заменяющие час тично или полностью отбор керна, названы каротажем. Их результаты изображаются в виде диаграммы изменения физических свойств пород вдоль скважин - каротажных диаграмм. Отбор керна осуществляется в основном на первых разведочных скважинах изучаемого месторож дения и доводится до оптимального минимума, а в тех случаях, когда разрез месторождения хорошо изучен, бурение, как правило, ведется без отбора керна. Однако полный отказ от отбора керна нецелесообра зен, т. к. данные о пористости, проницаемости, нефтегазонасьпценности и других свойствах горных пород, полученных при анализе керна, являются исходными для обоснования количественной геологической интерпретации данных ГИС.
Поэтому результаты комплексного анализа керновых данных и материалов геофизических и гидродинамических исследований яв ляются надежной основой эффективного использования промысло вой геофизики для подсчета запасов и разработки месторождений.
В зависимости от изучаемых свойств горных пород известны следующие виды каротажа: электрический, радиоактивный, тер мический, акустический и др.
Итак, результаты каротажа дают возможность сделать геологи ческое описание разреза скважины, они являются исходными для изучения геологического строения всего месторождения и региона в целом, а также для подсчета запасов и проектирования рациональ ной системы разработки нефтегазовой залежи. Поэтому данные ГИС являются в настоящее время основными и служат для оценки коллекторских свойств пород и степени их насыщения нефтью, га зом или водой.
Данное учебное пособие по дисциплине «Геофизические ис следования скважин» подготовлено в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта и предназначено для студентов геологических специальностей вузов. Для успешно го освоения учебного материала дисциплины студенты должны обладать знаниями, умениями и практическими навыками по дис
циплинам «Литология», «Петрофизика», «Геология нефти и газа», «Бурение нефтяных скважин», «Физика пласта».
Пособие содержит цели, задачи, структурированное содержание дисциплины, рекомендуемую основную и дополнительную литера туру, вопросы для проверки знаний при самостоятельной подготовке студентов, а также методические рекомендации с учетом использо вания информационно-коммуникационных технологий в процес се изучения дисциплины. Освоение данной дисциплины позволяет обучающимся студентам углубить и закрепить теоретические зна ния и приобрести практические навыки по обработке данных ГИС.
Настоящая работа состоит из шести частей и 16 глав.
В первой части (главы 1-2) изложены основы петрофизики гор ных пород. Приведены сведения о коллекторских, электрических, радиоактивных, акустических и других свойствах горных пород.
Во второй части (главы 3-6) даны теоретические основы ме тодов ГИС, описаны области их применения, решаемые геологи ческие задачи.
Втретьей части (главы 7-8) изложены сведения о геологиче ском истолковании результатов интерпретации данных ГИС и ком плексной обработке промыслово-геофизических материалов тради ционными методами.
Вчетвертой части (главы 9-10) изложены сведения о реше нии некоторых геологических задач по данным ГИС традицион ными методами и с помощью ЭВМ, персональных компьютеров
ипрограммных технологий.
Впятой части (главы 11-14) изложены сведения о методах ГИС по контролю разработки нефтегазовых месторождений, изу чению технического состояния скважин и промыслово-геофизи ческому оборудованию.
Вконце учебного пособия приведены рекомендации по вы полнению лабораторных, контрольных и курсовых работ и требо вания к их оформлению.