Акустические методы исследования скважин

Введение.

Для современного специалиста, работающего в области геофизических исследований скважин, необходимо знать методы, при помощи которых решаются геологические и технические задачи, и уметь применять их в своей деятельности.

Целями и задачами данной курсовой работы являются:

-ознакомление с ГИС;

-ознакомление с САТ;

-освоение основного принципа работы САТ.

Для каждого из методов геофизических исследований существует ряд приборов, оснащенных датчиками и детекторами, которые реагируют на различного рода воздействия.

В данной курсовой работе будет рассмотрен метод скважинного акустического телевидения, а также приборы, применяющиеся в этой области.

Геофизическое исследование скважин (ГИС).

Для того чтобы разобраться в том, что представляет собой метод скважинного акустического телевидения, необходимо знать что такое ГИС и что в него входит.

Геофизические исследования скважин (ГИС) - совокупность физических методов, предназначенных для изучения горных пород в околоскважинном и межскважинном пространствах. Традиционно к ГИС относят также изучение технического состояния скважин, опробование пластов и отбор проб из стенок скважин, перфорацию и торпедирование.

ГИС.

Методика исследований скважинным акустическим телевизором в обсаженной скважине до сих пор не разработана, хотя потребность в ней очевидна. Поэтому создание такой методики является актуальной задачей.

Для детальных геологических исследований, решения вопроса о наличии полезных ископаемых, а также для подсчетов их запасов бурят скважины, которые изучают с помощью геофизических методов исследования скважин (ГИС). ГИС необходимы также для надежной интерпретации результатов исследований полевыми геофизическими методами.

Задачи ГИС.

ГИС применяют для решения геологических и технических задач. К геологическим задачам, в первую очередь, относят литологическое расчленение разрезов, их корреляцию, выявление полезных ископаемых и определение параметров, необходимых для подсчета запасов. К техническим задачам относят изучение инженерно- геологических и гидрогеологических особенностей разрезов, изучение технического состояния скважин, контроль разработки месторождений нефти, газа и угля, проведение прострелочно-взрывных работ. Решение стоящих перед ГИС задач в сложных условиях скважинной геометрии требует всестороннего изучения физических свойств среды. В связи с этим существует большое число методов ГИС, которые объединяют в несколько групп. Основные из них - электрические, электромагнитные, ядерно-физические и акустические. Существуют также термические, магнитные, гравиметрические, механические и геохимические методы. Таким образом, ГИС — понятие собирательное, характеризующее не тот или иной физический метод, а объект исследования, каким являются скважина и околоскважинная среда.

Акустические методы исследования скважин.

Именно в акустические методы исследования скважин входит специальный метод скважинного акустического телевидения, о котором в дальнейшем пойдет речь. Чтобы понять всю суть САТ, необходимо знать, что такое АМ, а также где и как они применяются.

Скважинные акустические методы возникли в 50-х годах как средство решения относительно простых задач, таких как литологическое расчленение разреза, параметризация данных сейсмических исследований, контроля наличия цемента за колонной. Позднее с помощью акустических методов решался уже более широкий круг задач акустических исследований скважин (например, определение упругих свойств пород, выявление низкопористых кавернозно-трещинных коллекторов, контроль цементирования обсадных колонн и др.). Появились специальные методы (акустическое телевидение, акустический широкополосный каротаж и т. д.), обозначилась специализация направлений исследований.

Период 70-80 г.г. XX века характеризовался открытием в ряде районов страны (Восточное Предкавказье, Припятская впадина, Соликамская впадина, и др.) месторождений нефти и газа, приуроченных к низкопористым отложениям с коллекторами сложного строения. Стандартный комплекс геофизических исследований скважин не способен выделять низкопористые кавернозно-трещинные коллекторы. Работами Б.Н. Ивакина, Е.В. Каруса, П.В Краукли-са, О Л Кузнецова (1978), И П. Дзебаня (1981), Д В Белоконя, В Ф. Козяра (1985), Л.В Будыко, В.Д. Щербакова (1991) показана возможность решения этой задачи акустическими методами.

Максимальную эффективность добычи нефти и газа и экологическую безопасность разрабатываемых месторождений обеспечивает надёжная гидродинамическая изоляция затрубья нефтегазовых скважин, что достигается в первую очередь высоким качеством их цементирования. Работами П.А. Прямова (1978, 1988), Ю А Гуторова (1981,1984,1995), Б.И. Кирпиченко (1970, 1981, 1984) обоснована необходимость использования акустических методов для контроля качества цементирования нефтегазовых скважин.

Таким образом, повышение эффективности акустических методов для выявления низкопористых коллекторов и для контроля качества цементирования, их совершенствование и развитие являются важными задачами скважинных акустических исследований.

Для Пермского края изучение и совершенствование двух рассмотренных направлений акустических исследований актуально по двум причинам:

1) открытие ряда высокопродуктивных залежей нефти, приуроченных к низкопористым карбонатным отложениям со сложным строением коллекторов;

2) расположение ряда нефтяных месторождений на территории Верхнекамского месторождения калийных солей (ВКМКС);

При строительстве нефтяных скважин на ВКМКС применяется специальная двухколонная конструкция (техническая + эксплуатационная колонны) крепления ствола в интервалах солей и специальные технологии цементирования колонн. Это требует совершенствования техники и методики акустического контроля цементирования при строительстве скважин и обеспечения должного уровня акустического контроля состояния цементного кольца за двумя колоннами в ходе их эксплуатации.

Таким образом, выделяются, по крайней мере, два принципиально различных по строению объекта акустических исследований:

1) вскрытые скважиной низкопористые карбонатные потенциально продуктивные отложения с трещинными или сложнопостроенными коллекторами, отличающиеся разрывностью, неоднородностью свойств карбонатных пород как в радиальном направлении, так и вдоль оси скважины по всей её окружности;

2) обсаженные скважины (с одно- и двухколонными конструкциями крепления пород и др.), отличающиеся радиальной неоднородностью и имеющие при одноколонной конструкции три плотные среды (стальную или стеклопла-стиковую колонну, цементное кольцо, околоскважинную среду), а при двухколонной - пять плотных сред.

Объекты отличаются по содержанию и свойствам, и объединяет их только одно - гетерогенность (неоднородность) изучаемых сред. Для изучения и количественной оценки свойств этих объектов необходима разработка специальных акустических методов, приёмов и, в целом, современной технологии исследований Эта технология должна включать в себя цифровую регистрацию первичных данных (волновых сигналов, снимков CAT) и их обработку современными, легко адаптируемыми к решению новых задач акустических исследований, программными средствам.