Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка методики исследований акустическим телевизором в карбонатном разрезе

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики исследований акустическим телевизором в карбонатном разрезе"

РГБ ОД

2 5 СЕН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РВ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

ПЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ЖУЛАНОВ ИВАН НИКОЛАЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ АКУСТИЧЕСКИМ ТЕЛЕВИЗОРОМ В КАРБОНАТНОМ РАЗРЕЗЕ

Специальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г.Пермь, 1995г.

Работа выполнена в АООТ "Пермнефтегеофизика" и е ПГТУ.

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук,васл.деят. науки РФ.чл.-кор АЕН РФ, дейст.член МАНЭВ,профессор В. М. Новоселицкий.

Официальные оппоненты -

доктор технических наук М.С.Чадаев.

доктор технических наук В.А.Силаев.

Ведущая организация - НПФ'Теофизика",г.Уфа

Защита диссертации состоится ( °_ 1995 года

в часов на заседании специализированного Совета при

Пермском государственном техническом университете по адресу: 614600, г.Пермь, ГСП-45, Комсомольский проспект 29а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПГТУ

/С (З-Л? Автореферат разослан " / ' "_ 1995 года.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат геолого-минералогических наук,

.доцент

В. П. Наборщиков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. Литодогичэскиа характеристики карбонатных отложений изменчивы от площади к площади даже для пород одного возраста. Еще более изменчивы коллекторские свойства карбонатных пластов. Они могут отличаться даже в соседних скважинах. {Изменчивость их характеристик связана, очевидно, с тем,что в формировании коллектореких свойств карбонатных отложений главную роль играет широко распространенная тектоническая трещцноватость, которая способствовала развитию пустот вторичного происхождения. Таким образом, представляет интерес выявление зон трещиноватости и кавернозности.как структур, которые могут обеспечить притоки даже из низкопористой части разреза

Данные по керну не дают полного представления о структуре пород из-за неполного выноса керна при отборе и, именно, в интервалах трещиноватости и кавэрнозности и, кроме того, вероятность попадания в небольшой образец керна основных трещин весьма незначительна, поэтому значения проницаемости по керну оказываются заниженными в несколько раз в сравнение с данными промыслово-геофизических исследований / 3 /.

В этих условиях для успешного выделения низкопористых карбонатных коллекторов со сложной структурой пустотного пространства и во избежание пропусков продуктивных пластов неизбежно приходится расширять комплекс и вводить дополнительные методы для исследований каждой скважины. В частности, сейчас используется волновой акустический каротаж (ВАК),позволяющий выявлять зоны неоднородности,нарушений структуры пород по затуханию волнового сигнала.

Если пласты пород с высокой плотностью трещин или кавэрнозности в какой-то мере фиксируются комплексом ГШ и,особенно, по данным волнового АН,то одиночные, вертикальные и суб-вертикальнь» трещины, обеспечивающие проницаемость пород, могут быть пропущены. Шэтоиу ведущие западные фирмы, в частности Шлюмбержэ, уделяют так много внимания изучению сложных коллекторов и способам выявления а отложениях одиночных, группо-

вых и наклонных трещин. Используются различные методы: электрические, акустические и,в том числе, акустический телевизор.

Для изучения степени трещиноватости пород, их каверноз-ности представляют практический интерес методы, позволяющие визуально наблюдать строение пород в любых интервалах непосредственно в скважине. Одним из таких методов изучения разреза пород является скважинный акустический телевизор(CAT). В отличие от керновых данных снимки CAT дат возможность увидеть срез пород в их реальном положении в блоке - с раскрытыми макротрещинами и макрокавернами, прослоями. Благодаря высокой производительности работ, акустический телевизор мотнет быть использован при изучении перспективных интервалов всех буряшцхся скважин.

При изучении карбонатных отложений установлено, что интервалы вертикальных набуренных желобов (БНЙ) имеют ухудшенные коллекторекие свойства. Возникновение желобов связано с существованием полей горизонтальных напряжений в поро-дах(Кокс Джон У). Напряженность пород через деформации структуры пород и желоба влияет на показаны геофизических методов. Очевидно,что для построения работоспособных моделей залежей необходим учет областей распространения полей напряжений пород через выявление интервалов желобообразования.

Построения аффективных моделей залежей невозможны без детального расчленения разрезов. Яри этом решать задачи детализации тонкослоистых разрезов необходимо так,как это происходит при сплошном отборе керна,что невозможно выполнить комплексом геофизических исследований скважин (ГШ).

Актуальной проблемой также является оценка технического состояния обсадных колонн: поиск порывов, изучение интервалов негерштичности, определение местонахождения интервалов различного гида перфорации и расположения отверстий.

Как метод, ишвдий разрешающую способность достаточную для детального изучения элементов стенки скважины и высокую чувствительность к неконцентричности поверхности скважины, сквгжкшяй акустический телевизор может применяться для выявления ае только вертикальных ,но и других видов желобов, расчленения тонкослоистых разрезов и решать различные за-

- 5 -

дачи в обсаженных скважинах.

Целью диссертационной работы является изучение и реализация потенциальных возможностей метода CAT для исследования сложнопостроенных коллекторов, изучения желобообразных структур и их влияния на ГИС, дефектоскопии эксплуатационной колонны.

Основные задачи исследовании:

1. Отработка методики скважинных исследовании CAT и интерпретации получаемых данных в низкопористой части разреза.

2. Выявление возможностей метода по уточнению строения пористых по данным ГИС пластов, расчленению тонкослоистых разрезов.

3. Создание системы образов, элементов строения, выявленных по данным CAT при изучении карбонатных коллекторов.

4. Изучение предельных возможностей CAT по разрешению деталей разреза и элементов залегания пород.

5. Выявление вертикальных желобов и других видов нарушения геометрии ствола, их взаимосвязи с состоянием пород и показаниями различных геофизических методов.

6. Оценка возможностей CAT для выявления порывов, нарушений колонн,изучения интервалов перфорации.

7. Разработка устройств цифровой регистрации, вывода снимков и системы первичной обработки данных CAT.

Основные защищаемые положения.

1.Выявление интервалов возможного существования сложно-построенных зон на основе анализа данных бурения,результатов проведения ИПТ , данных волнового АК »затем уточнение их местонахождения и изучение строения пустотного пространства путем целенаправленного проведения исследовании CAT;

2. Выделение пористых по данным комплекса ГШ пластов и затем проведение исследований CAT для изучения и уточнения строения их пустотного пространства;

3. Установление для Пермского Прикамья существования жело-

Сообразных структур,оценка их влияния на показания некоторых методов комплекса ГИС и внесение соответствующей коррекции в результаты интерпретации данных комплекса ГИС;

4. Разработка методики для проведения исследований и решения задач по обнаружении мест негерметичности колонн обсаженных скважин.

5.Совершенствование технологии исследований, в том числе, путем разработки и внедрения цифровой регистрации снимков для повышения производительности,вертикальной разрешающей способности метода и исключения нетехнологичных операций обработки фотоматериалов.

6. Цифровая регистрация профиля с фиксацией радиуса скважины по более чем двумстам направлениям,позволяющая получить сведения о реальном профиле скважины в виде облака точек.

Научная новизна. Впервые для плопрдей Пермской области по материалам САГ проведено изучение сложнопостроенных коллекторов: систематизированы признаки, характеризующие карбонатные коллекторы, проведено детальное изучение влияния тонких чередований аргиллитов и известняков на показания геофизических методов.

Обнаружено соответствие интервалов уходов, притоков, выбросов в низкопористых карбонатных отложениях интервалам трещин, трещинно-кавернозных зон с макротрещинами и макрокавернами.

Выявлена приуроченность вертикальных желобов в скважинах Бер^эниковского нефтяного района к банкирским (кровле), ви-зейским и турвефаменским отложениям.

Оценены искажения, вносимые вертикальными и спиральными желобами в результаты ГИС.

Практическая ценность. Разработка и внедрение цифровой регистрации снимков CAT и их обработки позволило достичь предельной разрешающей способности и производительности метода и реализовать его на стандартном каротажном оборудовании, исключив при атом многие труда- и времяемкие операции на скважине и в базовых условиях.

В условиях возникшей в настоящее время ситуации по разработке и разведке новых месторождений вскрытые при анализе возможности CAT позволяют более уверенно выявлять низкопористые сложнопостроенные коллекторы, которые могут обеспечить промышленные притоки.

Оценка искажений, вносимых различными видами желобов на результаты ГИС позволит (ухе без измерений CAT) по поведению диаграмм каротажей устанавливать существование желобов и корректировать их влияние на измеряемые величины.

Апробация и реализация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались на региональных научно-технических конференциях: "Изучение рифогенных структур геофизическими методами", г.Пермь,1981г. "Применение геофизических методов при решении инженерно-геологических и экологических задач". Пермь,1994г.

Аппаратура CAT демонстрировалась на выставке и отмечена золотой медалью ВДНХ /Москва,1979 г./ За участие в совершенствовании аппаратуры и разработке РД "Методическое руководство по применению скважинного акустического телевизора и интерпретации получаемых данных" автор награжден бронзовой медалью.

РД "Методические рекомендации по использованию пластовой накдонометрии и скважинного акустического телевизора САТ-2 для выделения трещинных коллекторов и определения элементов залегания пластов " демонстрировался на ВДНХ /Москва,1989г./

Диссертационная работа выполнена автором в период работы в Полазненском УТР А00Т"Пермнефтегеофизика", в том числе,в качестве руководителя опытно-методических работ по применению CAT с 1979 года по 1995 год по семи темам.

Результаты работ 0Ш1 по завершении каждой теш докладывались и обсуждались на Ученых советах ВНИИ нефтепромысловой гесфизики(сейчас. ШФ "Геофизика",г.Уфа),научно-технических совещаниях АООГ'Пермнефгегеофизика" г.Пермь. Отчеты о работах хранятся в Росгеолфонде(г.Москва),Уральском территориальном геологическом фонде(г.Екатеринбург),фондах АООТ "Пермнефтеге-офизика" и других организациях.

Основные результаты работ,представленные в диссертации, получены по материала)! сквалинных исследований, проведенных непосредственно автором.

Автором выполнены интерпретация, анализ и обобщение данных по исследованиям CAT ,проведенным опытно-методической партией в Шрмской области в период с 1979 по 1995 год.

Автором также проведена разработка:

- устройств цифровой регистрации снимков,профиля CAT,изготовление макета и основных углов рабочей системы для записи их на НМЛ "ТРИАС".

- программного обеспечения для обработки снимков CAT на PC-AT и их печати .

Публикации. По теме диссертации имеется 5 публикаций и 7 научно-технических отчетов.

Обьем и структура работы. Диссертационная работа содержит введение, восемь глав и заклшение - общим объемом 105 страниц, имеет 51 рисунок и 3 таблицы.

Работа выполнена под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора В. М. Еовоеелицкого и автор выражает ему искренно» признательность. Автор благодарен кандидату геолого-минералогических наук Сидорову Е К. за помощь и обсуждение результатов,сотрудникам 0МП45: Штуховой JLJL, Стариковой Ы. А. за помощь в проведении работ над диссертацией, Веснину О. Б., Кашреру Е.Э. га участие г разработке и внедрении цифровых устройств и проведение.скважинных исследований.

Содержание работы.

В главе 1 "Общие представления о методе скважинного акустического телевизора" изложены основы устройства и принцип работы аппаратуры CAT,ее характеристики и возможности в сравнении с зарубежными аналогами

CAT - один йз видов скважинных приборов, работающих на отраженных волнах и с его поыощьо можно получать изображение

сзеики окважшп* а раотаорах о маноиыальной плотностью до 1.38

г/см в кубе при условии отсутствия пузырьков газа и шламе.

Снимок представляет собой развертку изображения поверхности стенки скважины. Высота его зависит от длины изучаемого интервала скважины и определяется величиной масштаба,выбранного для записи. Масштаб снимка по ширине обычно в пределах от 1:5 до 1:10 ширины развертки стенки скважины. Плотность засветки деталей снимка определяется отражающей способностью стенки скважины,зависящей от ее состава: порода(плотная,рыхлая), металл(обсадная колонна) и т.д.

Запись данных САГ производится а масштабах 1:200 и более крупных вплоть до 1:15,что обеспечивает привязку изображений к кривым ГШ и максимальное разрешение по вертикали . Ввиду непрерывности снимков в интервале записи и выдержанности масштабов достигается их точная корелляция с геофизическими данными и разрезом пород.

Разрешающая способность по вертикальным трещинам находится в пределах 3 и 5 мм,соответственно,для CAT и САТ-2 .По горизонтальным обьектам( трещинам,прослоям) разрешение определяется минимально достижимой скоростью протяжки сважинного прибора и типом аппаратуры и в предел^ не хуже 5мм. Характеристики по разрешении определены из данных,полученных в лаборатории акустического видеокаротажа,и результатов работ по выявлению отверстий керноотборника в открытом стволе скважин.

Аналог - прибор BHIV фирмы Штомберже обладает меньшей разрешающей способностью (6мм) и меньшей производительностью работ, чем описываемый отечественный прибор.

Вторая глава "Шсто CAT в комплексе промыслово-геофизических методов" посвящена анализу основных проблем, существующих при выявлении и изучении сложных коллекторов в низкопористой части карбонатных отложений и возникающих при разработке месторождений севера Парке ной области. Приведены примеры высокой продуктивности испытанных в колоннах низкопористых пластов'ряда скважин.

При отсутствии данных испытателя пластов на трубах(ИПГ) и керна выявляется явная недостаточность традиционного комплекса ГШ для выделения югакопористых коллекторов. Из числа

применяемых методов выявления сложнопостроенных зон и трещинных структур рассмотрены возможности наклономера НВД-1,волнового акустического каротажа,фотокаротажа,телеэондирования и CAT.

Наиболее оперативным и высокопроизводительным из упомянутых видов является CAT и как визуальный метод он существенно дополняет данные ЩЦ и волнового АК.

Данные CAT могут и должны привлекаться для интерпретации НИД, как элекрического метода, разрешатся способность которого по горизонтальным и наклонным трещинам сравнима с возможностями CAT /1/.

Акустический телевизор рекомендуется для уточнения строения приточных зон,выявленных по волновому АК и для самостоятельного выявления зон с вертикальной и наклонной трещинова-тостью.

Для определения интервалов испытаний низкопористых карбонатных отложений в колоннах для большей эффективности целесообразно коыплексировать акустический способ и метод CAT с электрическими методами.

CAT как визуальный метод изучения разреза вне конкуренции при выявлении вертикальной и наклонной-трещиноватости,расчленении тонкослоистого разреза,выделении интервалов желобообра-зования,изучении местоположения и качества отверстий керноот-борника.

Снимки CAT являются документом,фиксирующим качество и положение отверстий перфораций различных видов, характера и формы нарушений колонн.

Данные CAT должны интерпретироваться в комплексе с данными других методов и тем самым взаимно дополнять друг друга.

Для выбора интервала исследований CAT,, тем более детальных, необходимо изучение всего комплекса данных ГШ ,бурения о притоках,уходах и выбросах бурового раствора .результатах проведения Ш1Г. Но, учитывая высокуо производительность CAT в настоящее время,не исключается сашстоятельное пришнениэ метода для изучения заведомо перспективных отложений.

- 11 -

В третьей главе "Шявление и изучение сложнопостроенных коллекторов" рассматриваются результаты исследований CAT,проведенных по данным бурения и результатам испытаний открытого ствола.Данная методика работ оказалась весьма продуктивной для выявления сложнопостроенных и трещинных зон.

В частности, в интервале выброса газа скв. 154 Нраснови-шерской плоиэди обнаружена мощная трещинная зона с несколькими наклонными трещинами с раскрытием от 1 до 10см. В нее входит наклонная каверна раскрытием более метра, представляющая собой,вероятно,разлом в породах визейского яруса. Трещинные структуры как правило обнаруживались при исследовании интервалов ухода и притока ряда других скважин на площадях Пермской области.

Наиболее эффективны для выявления сложных зон были работы CAT по данным 11ГГГ, проведенные в турнефаменских отложениях скважин Уньвинской, Дур1Шской,Чусовской, Боровицкой, Ярино-Ка-менноложской и других- плопвдей.

В главе представлены снимки сложных зон, имеющих в своем составе наклонные и вертикальные трещины, распределенную ка-вернозность и участки повышенной плотности кавернозности.

Выявленные при исследованиях скважин Пермской области на снимках CAT элементы трешдноватости и кавернозности были классифицированы по 5-ти признакам:

1. Наклонная трещиноватость;

2. Вертикальная трещиноватость;

3. Трещиноватость с хаотическим направлением тревдга;

4. Распределенная кавернозность;

5. Зоны с высокой плотностью каверн;

Признаки, наблюдавшиеся на снимках CAT при изучении продуктивных интервалов, комбинировались между собой и отражали при атом содержание коллектора в традиционной форме: тревдгн-но-поровый, трещинно-кавернозно-поровый и кавернозно-поро-вый. Для описания действительного строения коллектора по данным CAT к традиционной форме его описания в характеристику коллектора добавляются соответствующие уточняющие признаки.

Коллекторы с признаками 1, 2, 3 из-за низкой пористости по нейтронным методам практически т выявляются.

- 12 -

Вертикальные трещины при исследованиях CAT выделяются реже. Выявлены в скв. 127 Голубятской пл. ,скв. 114 Уньвинской пл. и т. д.

Из результатов исследований следует, что коллекторы с признаками 1,2,3, и 4 эффективно выявляются по данным комплексов: ИПТ-САТ, бурения-САТ и гросто по данным CAT. Коллекторы с признаком 5 выявляются по данным ГИС и CAT. Данные CAT в этом случае необходимы для уточнения типа коллектора, поскольку поровый по данным комплекса коллектор может оказаться и трещинным и кавернозным.

В четвертой главе "Изучение пористых пластов и карбонат-но-глинистого разреза" показаны возможности CAT по детальному изучению гористых по ГИС пластов, определению строения их пустотного пространства и по расчленению тонкослоистых разрезов.

В тексте приведены результаты интерпретации снимков по скв. 86 Уньвинской площади. Из анализа данных CAT и ГИС по башкирским отложениям следует, что из девяти выделенных пористых пластов три представлены тонким чередованием аргиллитов и известняков. Остальные содержат в своем составе кроме

поровой в той или иной степени еще и кавернозную составляю/

щую.

Пласты с глинистыми прослоями ошибочно отнесены интерпретаторами к пористым. Выделенные чередования прослоев являются демонстрацией возможностей CAT по расчленению тонкослоистого разреза. Мощности прослоев аргиллитов находятся в пределах 3-lQcM.

При анализе снимков в пористой по ГИС части фаменскях отложений 13-PF Григорьевской пл. установлено ,что кавернозный по предположению интерпретаторов коллектор оказался трещин-но-кавернозным с наклонными трещинами. Параллельные трещины заполняют интервал длиной 21 и и имеют наклон 75 градусов.

Такиу образом,данные CAT позволяют при исследованиях про-ДУККШЕОЙ тощ! карбонатных отложений уточнить тип коллекторов, выявляемых по комплексу ГИС и провести детальное расчленение тонкослоистого разреза.

В главе Б "Определение элементов залегания пластов и тре-

щин" анализируются возможности САГ для определения углов и азимутов падения, выявленных на снимках пластов и трещин. Знание этих данных позволяет прогнозировать распространение наклонных пластов и трещин по площади и строить Солее наделаю геологические додали залежей.

В тексте приведены примеры определения углов падения тре-пцта и пластов по скважинам 85,89; 91 Уньвинской площади,причем, в скв. 91 определения проведены для наклонных пластов в солевых отложениях.

Наименьшие углы наклона, поддающиеся ручному измерению на снимке, зависят от ряда факгоров(диаметра скважины,разрушенности краев объекта и т. д.) и для скваяин диаметром 219 мм имеют значение около 5 градусов. Все измерения углов носят оценочный характер.

Точность определения азимутов падения наклонных пластов и трещин ограничивается отсутствием метрологических устройств для установки системы ориентации акустического телевизора и абсолютная погрешность измерения азимутов оказывается не лучше ±10 градусов.

Таким образом, данные CAT при ручной обработке снимков могут использоваться как дополняющие данные аналоговых методов, использующих ЭВМ для определения элементов залегания (аппаратура ЩЦ,в частности). Но, в итоге ничто не может заменить той, обобщенной, интегральной картины изображения стенки скважины, которую дают снимки САГ.

С разработкой программ для определения элементов залегания пластов и трещин по цифровым данным CAT и при применении метрологических устройств для настройки системы ориентации точность определения элементов залегания по CAT может сравняться с точностью НИД.

В главе 8 "О желобообразных структурах выявляющихся на снимках CAT" описаны результаты изучения различных видов нарушений геометрии ствола и оценено их влияние ва показания методов .ГИС.

По данным CAT выявлены еле дутаре основные виды желобов:

- вертикальные ;

- спиральные ;

- 14 -

- гребенчатые (микрожелоба).

Наиболее объемные нарушения геометрии ствола скважины связаны с вертикальным желобообразованием. Причем, имеется два вида вертикальных желобов:

- накатанные при спуско-подъемных операциях (ствол в сечении каплевидный,встречаются редко);

- набуренные (ствол в сечении элипсовидный,встречаются на севере Пермской области в каждой глубокой скважине).

Эллипсовидные расширения ствола скважин(ЕНй) были зафиксированы при бурении скважин в разных районах мира. В частности, американским геофизиком Джоном У. Коксом желоба выявлены по данным наклономера Установлена взаимосвязь их направленности с горизонтальной напряженностью пород. Определено,что направление расширения ствола скважины перпендикулярно направлению вектора напряжения пород. Для севера Пермской области работами Губиной А. И. с помощью НИД-1,а также по данным САТ-2 установлена преимущественная ориентация ВНЖ север - юг.

Выявлено влияние эллипсовидных желобов на методы,показания которых зависят от формы и расширений ствола. В частности, занижаются в степени пропорциональной увеличению диаметра показания нейтронных методов пористости. В желобах показания методов,использующих при измерениях прижимные башмаки (НВД.ЫБК , плотностной каротаж и т.д.),в связи с неплотным иг прижатием к стенке скважины,как правило,не отражают разрез /1/. Искажаются амплитудные параметры метода АН.

В интервалах с ВНЕ сопротивления пород в сравнении с соседними участками с такими т характеристиками, как правило, существенно выше. Это указывает на перемятость массивов в интервале желобов - она могла возникнуть вследствие скольжения (при тектонических процессах или под действием постоянных смещапщп напряжений) одной части блока пород по другой - и на отсутствие вследствие этого каналов проводимости для электрического тока. Испытания интервалов желобов,как правило, нз даст притоков.

Су- щэствованиэ зон с ЕНЗ характерно для толщи турне-фа-менских,визейских отложений практически всех скважин,пробуренных на севере Перья:кой области и для кровли башкирских от-

ложений в скважинах района Верхне-Каыского месторождения солей .

Спиральное желобообразование встречается повсеместно и именно в карбонатных отложениях и приурочено большей частью к породам повышенной пористости (от 77. и выше). Причины появления спиральных желобов неизвестны. Можно лишь предполагать,что появление их связано с режимами бурения (избыточным давлением колонны бурильных труб и возникающих в результате этого круговых биений бурового инструмента и т. д.) или др.. Спиральные желоба увеличивают диаметр скважины на доли и единицы см и, фактически,по каверномеру не выделяются. Выявлены впервые по данным CAT.

Из-за своей малой глубины(доли и единицы см) спиральные желоба на показания большинства методов почти не влияют. Исключением является акустический каротаж , где ато влияние весьма ощутимо - искажения значений затуханий из-за желобов достигают 100 процентов. Показания интервального времени ДГ искажаются в меньшей степени - до 207. реальных значений.

Гребенчатые желоба или микрожелоба - результат воздействия шарошек на стенку скважины при спуске и подъеме инструмента. Влияние микрожелобов сказывается только на разрешающей способности снимков CAT,поскольку затрудняет выделение трещин и кавернозности стенки скважины.

Глава 7 "Исследование обсаженных скважин" посвящена оценке возможностей CAT при исследовании состояния обсадных колонн, выявлении их нарушений,определении местонахождения интервалов и качества перфорации.

На снимках CAT, в отличие от других методов, уверенно выделяются интервалы перфорации при применении любого типа зарядов, определяется местоположение щэлевой пескоструйной перфорации. По снимкам CAT можно также оценить качество и характер размещения перфорационных отверстий и оценить деформации колонн в результате воздействия перфорационных работ. П&иведен пример выявления интервала перфорации и связанной с ее воздействием деформации колонны по скв. 259 Ольховской пл. /4/.

CAT успешно применяется для выявления нарушений, которые вызывают негермэтичность кшонн(скв. 45 Крчукской пл.), одна-

ко,при атом необходима предварительная локализация дефекта другими методами:термометрии,шумометрии и т.д..

Преимущества метода при решении задач в обсаленных скважинах - в визуальном представлении изображения стенки скважины и более высокой разрешавшей способности CAT в сравнении с другими методами.

В главе 8 "Совершенствование технологии и аппаратуры для исследований CAT" описаны развитие скважинного акустического телевидения и возможностей метода в период с 1977 года по 1990 год.Конечным результатом работ явилось повышение, производительности метода в 5 раз и разрешающей способности в 3.3 раза

Средством наиболее существенно повысившим технологичность работ, производительность и разрешающую способность метода явился переход к цифровой регистрации данных CAT. Для реализации ее были изучены возможные варианты оцифровки сигнала телевизора и выбран оптимальный,пригодный для одновременной записи изображения на накопитель на магнитной ленте(НМЛ) и для вывода на печатающем устройстве типа ЭСПУ. К 1990 году разработано соответствующее устройство для оцифровки сигнала CAT и ввода его в применяемые в стандартной каротажной станции НМЛ и ЭСПУ. Это обеспечило высокую надежность и качество регистрируемых данных,возможность тиражирования снимков прямо в каротажной станции. При внедрении цифровой регистрации были исключены нетехнологичные операции обработки фотоматериалов на скважине и в базовых условиях и путем использования PC-AT расширены возможности для первичной обработки сигналов САТ(тиражирования,увеличения для выявления необходимых деталей снимка и т. д.)

Разработан блок .возводящий регистрировать круговой профиль скважины в. цифровом виде с числом точек профиля равным числу посылок и выводить его в виде облака точек. Блок является составной частью цифрового регистратора данных CAT.

Устройства внедрены в производство и эксплуатируются в течение пяти лет.

Даны примеры успешного применения цифровой регистрации

для:

- 17 -

- изучения качества щелевой и выявления отверстий сверлящей перфорации в обсаженных скважинах;

- выделения трещинных зон (скв. 9529 Александровской пл.) и кавернозных зон(скв. 909 Ярино- Каме нно ложе кой пл.) в открытом стволе /5/.

Приведены снимки кавернозной зоны,полученные с применением компьютерной обработки по скв. 148 Сибирской пл.,без и с 3-кратным увеличением изображения,что позволило детализировать элементы кавернозности.

Показаны возможности круговой профилеметрии CAT по данным скв. 9529 Александровской пл.

Таким образом, работы по совершенствованию технологии и аппаратуры для исследований,в том числе, путем разработки и внедрения цифровой регистрации снимков и профиля скважины позволили существенно поднять производительность метода (до 6 раз) , его разрешающую способность по вертикали(до 3.3 раз) и исключить нетехнологичные и времяемкие операции из процесса обработки получаемых данных и дают возможность решать задачи безынерционной профилеметрии ствола скважин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Работы проведены в соответствии поставленными задачами и получены следующие основные результаты :

1. Отработана методика скважинных исследований CAT и интерпретации получаемых данных в низкопористых частях разреза. Основой ее является анализ данных бурения,результатов проведения ИПГ,данных волнового АК и определение , таким образом, интервалов возможного существования сложнопостроенных зон, затем уточнение их местонахождения и изучение строения пустотного пространства путем целенаправленного проведения CAT. Для Березниковского нефтяного района установлена приуроченность выявленных трещинных гон к турне-фаменскиы отложениям.

2. Показаны возможности метода по изучению пористых по данным ГИС пластов,расчленению тонкослоистых разрезов.Применение CAT позволяет уточнять, в пределах его разрешающей способ-

ности,строение пористых зон при наличии в них элементов трещи-новатости и кавернозности. CAT,в отличие от других методов ГИС, дает возможность детально расчленять тонкослоистые разрезы и. выявить отдельные тонкие глинистые прослои мощностью до 5 мм на фоне плотных известняков.

3. Создана система описания сложнопостроенных зон, основанная на некоторых их характерных признаках :

- наклонная трещиноватость;

- вертикальная трещинрватость;

- зоны с хаотически направленной интенсивной трещинова-тостью;

- зоны с распределенной кавернозностью;

- зоны с повышенной плотностью каверн.

4. Оценены характеристики CAT по разрешению деталей разреза и элементов залегания пород при ручной обработке снимков. Разрешайся способность составляет при определении:

- раскрытия вертикальных трещин - 3 и 5 мм ,соответственно, для CAT и CAT-2 ;

- мощности чередующихся и отдельных прослоев пород - до 5 мм при условии записи снимка в масштабе близком к Ml: 15;

- углов наклона трещин и пластов - около 5 градусов,причем, определения углов носят оценочный характер;

Разрешающая способность САТ-2 по определению азимутов падения наклонных пластов и трещин ограничивается отсутствием метрологических средств для установки системы ориентации САТ-2 и носят оценочный характер. Абсолютная погрешность измерений может быть не лучше ±10 градусов ;

5.Ш результатам изучения желобообразных структур, выявленных в открытом стволе, можно сделать следующие выводы:

- CAT позволяет идентифицировать виды желобов по их характерным признакам на : вертикальные (набуренные и накатанные), спиральные и микрожелоба;

- оценено влияние желобов на показания геофизических методов. Наибольшее искажающее влияние оказывают вертикальные набуренные желоба на прижимные методы (НИД, ДОС, и т. д.) и методы пористости (РК, ННКТ);

- в участках ВНЖ сопротивления по ЕК повышены и породы

- 19 -

имеют как правило ухудшенные кодлекторские свойства.

Установлено существование искажений параметров АК в интервалах спиральных желобов.Причем,максимальные искажения составляют для -интервальных времен DT и затуханий а;соответственно, 202 и 100% их реальных значений.

Для района верхнего Прикамья фиксируется приуроченность интервалов желобобразования к турне-фаменским отложениям, карбонатно-глинистой части визейских и башкирских (кровли) отложений.

6. По данным исследований обсаженных скважин установлена эффективность использования снимков для выявления:

- зон нарушений колонн (порывов, прорывов);

- местоположения интервалов перфорации (кумулятивной, пулевой, сверлящей, пескоструйной);'

- зон нарушения колонны в результате воздействия'перфорации.

Для поиска нарушений, вызывающих негерметичность колонны, необходима предварительная локализация дефекта методами: расходометрия,термометрия,шумометрия и т.д.

7.Проведено совершенствование аппаратуры, технологии исследований CAT, в том числе,за счет внедрения цифровой регистрации данных CAT. В результате улучшены характеристики аппаратуры, повышена производительность работ в среднем в 6 раз. Повышена разрешающая способность CAT до предельно возможной. Исключены нетехнологичные и времяемкие операции обработки получаемых данных.

Разработанные устройства цифровой регистрации снимков и профиля скважины позволяют параллельно с записью данных на НМЛ "Триас" производить печать снимков и профиля на печатающем устройстве ЭСПУ. Реализованы обработка снимков CAT на РС-АТ и вывод изображений с необходимым коэффициентом увеличения и контрастностью на печатающем устройстве. Испытания в .течении 5 лет показали надежность устройств цифровой регистрации. Успешно решаются задачи исследований в открытом стволе и в обсаженных скважинах.

Таким образом,поставленные перед исследованиями задачи выполнены и защищаемые положения обоснованы.

1Ь теш диссертации опубликованы следующие работы:

1. ГуСгаа А. И., Воланов И. Е , Гиниятов Г. Э. "Определение характера строения порового пространства карбонатных коллекторов по данным наклонометрии и скважинного телевизора в разрезах Пермского Прикамья. Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений". Шрт. Шрмский государственный технический университет. 1989г. с. 175-180.

2. Деревянко А. Г., Воланов И. Е и др. "Выявление коллекторов сложного типа в верхне-девонских нефтегазонасыщэнных рифовых массивах" Материалы 2-го семинара "Изучение рифогенных структур геофизическими методами". Шрмь. 1981г.

3. Деревянко А. Г., Жуланов И. Е и др. "Геофизическая характеристика коллекторов ряфогенного массива на Уньвинском поднятии" Материалы 2-го семинара "Изучение рифогенных структур геофизическими методами". Пермь. 1981г.

4. Чуланов И. Е , Ишмухаметов А. У., Черенюк Е П. "Применение скважинного акустического телевизора для' исследований обсадных колонн" - Труды, выпуск II, Шй, Нефггегеофизика, г. Уфа, 1981г., стр. 72 - 77.

5. Воланов И. Е "Новые аспекты использования скважинного акустического телевизора". Материалы научно-технической конференции "Применение геофизических методов при решении инженерно-геологических и экологических задач". Пэрмь, 1994г.

Сдано в печать 07.09.95 г. Формат 60x84/16. Об%ем 1,25 п.л. Тираж 100. Заказ 1396. Ротапринт ПГТУ.