Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Совершенствование геолого-геофизического контроля за эксплуатацией подземных хранилищ газа, сооружаемых на истощенных газовых месторождениях

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

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование геолого-геофизического контроля за эксплуатацией подземных хранилищ газа, сооружаемых на истощенных газовых месторождениях"

На правах рукописи

КЕРИМОВ Абдул-Гапур ГусейнсРв!и5 ОД

1 5 ДЕН 2003

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗА ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА, СООРУЖАЕМЫХ НА ИСТОЩЕННЫХ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

Специальность: 04.00.12 — геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ставрополь - 2000

Работа выполнена - в Северо-Кавказском научно-исследовательском проектном институте природных газов (ОАО СевКавНИПИгаз), г. Ставрополь

Научный руководитель:

• доктор геолого-минералогических наук Петренко Василий Иванович

Официальные оппоненты:

• доктор технических наук, профессор Неретин В. Д.

• кандидат геолого-минералогических наук Фридман М. Я.

Ведущая организация: АООТ "Ставропольнефтегеофизика"

Защита состоится 29 июня 2000 г. в 1300 на заседании Диссертационного совета Д169.13.01. в акционерном обществе открытого типа по геофизическим работам, строительству и заканчиванию скважин (АООТ НПП "ГЕРС") по адресу:

170034, г. Тверь, проспект Чайковского, дом 28/2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО НПЦ "Тверьгеофизика".

Автореферат разослан 27 мая 2000 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

А.И.Фионов

Л ее и- <кг^сг ¡=:Ы - Г?э - п Я О ^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Большинство исследователей, изучая проблемы создания и эксплуатации ПХГ, рассматривают только физическую сторону процессов, происходящих в пористой среде при фильтрации неоднородных газожидкостных систем. Должное внимание не уделяется надежности геофизической информации, получаемой при определении эксплуатационных характеристик пласта-коллектора с недостаточной изученностью ФЕС.

Поэтому решение проблемы по совершенствованию системы геолого-геофизического контроля за эффективной эксплуатацией ПХГ на данный момент является достаточно актуальным. Влияние множества факторов на характер записи геофизической информации предопределяет вероятностный характер достоверности геолого-геофизических построений. Повысить надежность выполняемых оценок позволяет комплексное проведение скважин-ных геофизических и газодинамических исследований, подкрепленных изучением петрофизических свойств пород.

Использование данных промысловой геофизики при построении геолого-промысловой модели диссертант увязывает с необходимостью получения достоверной информации о техническом состоянии колонн с помощью приборов серии КСП-Т.

Цель и задачи исследований. Целью данной диссертационной работы является повышение эффективности изучения эксплуатационных характеристик продуктивных отложений ПХГ, сооружаемых на истощенных газовых месторождениях путем разработки усовершенствованной системы комплексного геофизического контроля для построения реальной геолого-промысловой модели газового хранилища газа.

Для достижения поставленной цели определены следующие научно-исследовательские задачи:

• провести анализ состояния изученности вопроса по теме диссертации;

• усовершенствовать методику контроля за флюидодинамически-ми процессами на ПХГ, где отмечается низкая изученность ФЕС, а также отсутствие систематического контроля за эксплуатацией хранилища газа промыслово-геофизическими методами изначально;

• усовершенствовать приборы по контролю за техническим состоянием колонны электромагнитного принципа действия серии КСП-Т и доказать необходимость привлечения результатов исследований приборами данной серии для повышения достоверности построения геолого-промысловой модели хранилища газа;

• опробовать и внедрить основные результаты диссертационной работы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

¡.Усовершенствована методика комплексных газодинамических и промыслово-геофизических исследований с целью контроля за флюидодинамическими процессами в скважинах действующего фонда ПХГ. Разработанная методика применима даже для условий, когда подобные исследования не проводились изначально.

2. Усовершенствованы электромагнитные датчики для комплексных приборов серии КСП-Т.

3. Разработан и применен новый алгоритм обработки данных и новая технология калибровки в полевых условиях электромагнитных профилографов серии КСП-Т.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что используя результаты исследований скважин действующего фонда ПХГ, на основе усовершенствованной диссертантом методики контроля за флюидодинамическими процессами и анализа фондового геолого-геофизического материала, разработана тонкослойная геолого-промысловая модель одного из хранилищ газа.

На примере выполненных построений для повышения реального представления о хранилище газа, доказана практическая значимость сведений, объективно отражающих техническое состояние эксплуатационной колонны посредством использования результатов исследований скважин усовершенствованными профи-лографами серии КСП-Т.

В работе защищаются следующие основные научные результаты:

1. Комплексная методика контроля за флюидодинамическими процессами, позволяющая получать достоверную информацию об эксплуатационной характеристике газонасыщенной толщи даже с низкой изученностью ФЕС пород и в условиях, когда контроль за

эксплуатацией ПХГ методами промысловой геофизики не выполнялся изначально.

2. Усовершенствованный электромагнитный профилограф КСП-Т-7М.

Фактический материал и личный вклад соискателя. В основу диссертации положен фактический материал промысловых исследований, полученный автором при выполнении скважинных про-мыслово-геофизических и газодинамических исследований в скважинах Чиренского, Канчуринского, Елшано-Курдюмского, Севе-ро-Ставропольского ПХГ, а также в глубокой поисковой скважине № 2 Володарской пл.

По результатам выполненных исследований контроля за флюи-додинамическими процессами и анализа фондового геолого-геофизического материала автором разработана тонкослойная геолого-промысловая модель Чиренского хранилища газа и выполнена классификация пород-продуктивной толщи по совокупности пет-рофизических и геофизических параметров.

Диссертантом разработан и записан на специализированном алгоритмическом языке Р1СЬ алгоритм обработки данных электромагнитной профилеметрии в системе "ГИНТЕЛ". Использование предлагаемого алгоритма обработки данных позволяет преобразовать сложную конфигурацию кривых электромагнитной профилеметрии (вызванную поступательным и вращательным движением электромагнитных датчиков) в удобный для сравнения с другими каротажными диаграммами вид,-

Под руководством автора усовершенствованны электромагнитные датчики, с помощью которых значительно повышается разрешающая способность электромагнитных профилографов серии

ксп-т.

Автором разработана новая технология полевой калибровки для электромагнитных профилографов серии КСП-Т.

Реализация результатов работы. Основные результаты работы отражены в подготовленных автором научно-исследовательских отчетах, нормативных документах и рекомендациях на проведение следующих работ:

• геолого-техническое обоснование проекта расширения Канчуринского и Чиренского ПХГ с целью увеличения активного объема газа;

• повышение безаварийности бурильных работ при строительстве скважин в сложных геолого-технических условиях проходки; Электромагнитному профилографу КСП-Т-7М, совершенствование которого выполнялось диссертантом, на основании испытаний, выполненных в соответствии со стандартом CT ЕАГО-077-01, выдан сертификат качества регистрационный номер № ССГП.01.1.1.016.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований по теме диссертации докладывались на международных, всесоюзных и региональных научно-технических конференциях, совещаниях, семинарах по проблемам:

"Повышение эффективности подземных хранилищ газа в Единой системе газоснабжения СССР в честь 30-летия Московской СПХГ" (Москва, 1991); "Комплексное изучение продуктивности и технического состояния скважин Чиренского ПХГ (София, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996); "Проведение испытаний опытных образцов скважинного цифрового электромагнитного толщиномера ЭМДС" (Москва, 1997); "Прогрессивные методы капитального и текущего ремонтов скважин" (Анапа, 1997); "Обеспечение геофизическими исследованиями горизонтальных и наклонно-направленных скважин" (Тверь, 1998).

По теме диссертации опубликовано 17 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на 140 страницах текста, имеет 48 рисунков, 8 формул и 2 таблицы. Список использованных источников включает 124 наименования.

При работе над диссертацией автору давали полезные советы, консультации и оказывали практическую помощь: K.M. Тагиров -академик РАЕН, Ш.К. Гергедава - член-корреспондент Международной академии информатизации, Ю.К. Игнатенко - член-корреспондент УАЕН, С. С. Итенберг и В. П. Ильченко - доктора геол.-минералог. наук, Р. А. Гасумов - член-корреспондент РАЕН, В. И. Нифантов - канд. техн. наук, М. П. Голованов, С. А. Варягов, В. А. Гридин - канд. геол.-минералог, наук. Необходимую помощь и поддержку оказывали коллеги по работе: О. В. Керимова, А. А. Даутов, А. Н. Харламов, В. А. Гвоздецкая, Р. Ш Ахмадуллина, Е. П. Серебряков, Ю. В. Литвинов, М. Н. Пономаренко, Н. А. Сахно, Т. А. Черка-шина, Е. В. Дзагурова, С. Г. Снегирева, Н. В. Веревкин, Швец JI. В., а также сотрудники кафедры геологии нефти и газа Ставрополь-

ского Государственного технического университета. Всем вышеперечисленным диссертант выражает глубокую признательность. Особую благодарность автор выражает своему научному руководителю — докт. геол.-минералог, наук, профессору В.И. Петренко.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Состояние изученности вопроса. В этой главе дается краткий обзор причин низкоэффективной работы ПХГ, сооружаемых на истощенных газовых месторождениях.

Одной из причин низкой эффективности работы некоторых ПХГ следует считать проблемы, связанные с отсутствием данных, объективно отражающих эксплуатационную характеристику вскрытой части разреза и техническое состояние скважины.

На стадии проектирования ПХГ, создаваемых на истощенных газовых месторождениях, трудно предусмотреть специфические условия их работы, особенно если контроль за эксплуатацией данных месторождений с использованием промыслово-геофизических методов вообще не выполнялся.

Если в вопросе информативности тип метода ГИС играет первоочередную роль, то при оценке достоверности полученных данных важное значение отводится дублированию измеряемых параметров. Исходя из этого, широкое распространение в последние годы получили комплексные технологии исследований скважин, основным элементом которых является скважинный прибор.

Из современных отечественных технологий, обладающих полным метрологическим, программно-методическим и интерпретационным обеспечением, нашли широкое применение (начиная с 1996 г) комплексы типа "ГРАНИТ-ОНИКС" (разработчик НПЦ "Тверьгеофизика"), "Контроль-2" (АО НПП "ВНИИГИС"), КР6 (ОАО "НПО Нефтегеофизприбор") и "ГИС-Контроль" (НПФ "Центр газгеофизика").

Однако для решения проблем, связанных с повышением эффективности эксплуатации ПХГ, результаты изучения эксплуатационной характеристики объекта, получаемые любым из вышеперечисленных комплексов, должны дополняться информацией геолого-промыслового характера с учетом корректировки их достоверности за счет срока давности и объективно отражающей техническое состояния эксплуатационной колонны.

Все вышеперечисленные комплексы многомодульные, каждый модуль имеет индивидуальное оригинальное решение. Однако модулю, позволяющему объективно оценивать техническое состояние фильтровой зоны, уделяется второстепенное значение. Практически во всех комплексах данный модуль имеет название "локатор муфт" и служит, в основном, для привязки получаемых данных потокометрических исследований к конструкции скважины (например, к башмаку НКТ).

В связи с этим, в последние годы широкое распространение получили дефектоскопы электромагнитного принципа действия для оценки технического состояния обсадных колонн.

Для оценки технического состояния колонн ПХГ, диагностирования их дефектов и выявления зон развития коррозии в отечественном приборостроении на стадии опробования находится магнитоимпульсный дефектоскоп МИД-Газпром, разработанный в АО "Дефектоскопы Сидорова". По результатам исследований аппаратурой МИД-Газпром в 24 скважинах ПХГ предварительные выводы указывают на хорошую эффективность данного прибора в определении местоположения элементов конструкций: колонн и НКТ, муфтовых соединений, пакеров, на качественном уровне фиксируется изменение толщины стенки колонны.

Вместе с тем, не во всех случаях достоверно выделяется интервал перфорации, отсутствует единая технология проведения замеров, включающая эталонировку прибора, оперативную настройку на конструкцию скважины, обработку и интерпретацию получаемых результатов.

Одним из представителей аппаратуры магнитоимпульсного принципа действия является ЭМДС-ТМ-42 (разработчик ОАО "НПП ВНИИГИС"). С помощью аппаратуры данного класса возможно вычислять толщину стенок первой и второй колонн, выделять муфтовые соединения в обеих колоннах, уточнять конструкцию скважины.

Результаты исследований аппаратурой магнитоимпульсного принципа действия определяют целесообразность перевода скважины на капитальный ремонт, т. к. с помощью данной аппаратуры, не производя глушения скважины через НКТ, можно выделять участки коррозии и механического истирания стенок эксплуатационной колонны.

Вместе с тем, определение толщины стенки колонны скважины с заданной точностью, оценка размеров дефектов, степени износа внутренней стенки колонны по всему периметру, определение отложений немагнитного характера, ориентации и типа повреждений (даже при извлеченных НКТ) приборами этого класса затруднительно, т. к. они основаны на одном методе исследовании -методе переходных процессов, когда для перехода от электрических сигналов к толщине стенки колонны применяются градуиро-вочные кривые зависимости только одного параметра - толщины. Поданным исследований А. П. Потапова, Л. Е. Кнеллера (АО НПП "ВНИИГИС") отсутствие алгоритмов, позволяющих автоматически учитывать изменения свойств металла (проводимости и магнитной проницаемости), делает проблематичным количественное определение толщины.

В связи с этим, для продолжения исследовательской работы по совершенствованию методик, направленных на повышение эффективности построения геолого-промысловых моделей, была поставлена следующая задача - усовершенствовать приборы по контролю за техническим состоянием колонны серии КСП-Т и обосновать эффективность использования результатов исследований приборами данной серии для повышения достоверности при построении геолого-промысловой модели ПХГ.

Решению данной задачи, а также совершенствованию методического и конструктивного сопровождения электромагнитных профилографов серии КСП-Т посвящена одна из глав данной работы.

2. Исследования и разработка усовершенствованной методики комплексных исследований скважин действующего фонда. Рассмотрены причины и последствия, вызванные отсутствием контроля за эксплуатацией, с использованием методов промысловой геофизики для одного из ПХГ, представленного коллектором трещинно-порового типа.

Для повышения достоверности получаемой информации о работе газонасыщенной толщи диссертантом разработан комплексный подход к исследованиям скважин. Методология таких исследований применима даже для таких условий, когда отмечается недостаточная изученность ФЕС коллектора, а исследования в действующем фонде скважин выполняются впервые. Сущность

предлагаемого подхода заключается в оценке достоверности геофизических параметров по результатам наземных газодинамических исследований. Результаты газодинамических исследований определяют также технологию выполнения отдельных операций во время промыслово-геофизических исследований.

Для ПХГ сооружаемого в истощенной газовой залежи и представленного карбонатным коллектором трещинно-порового типа уточнение ФЕС не всегда выполнимо. Например, когда отмечается скудность геофизического фондового материала, отсутствует возможность объективного анализа фильтрационных свойств керно-вого материала (т. к. при отборе керна в коллекторе данного типа извлекаются только плотные разности пород). В этом случае для решения задачи контроля за эксплуатацией ПХГ геофизические замеры необходимо дополнить наземными газодинамическими исследованиями. С помощью этих исследований можно охарактеризовать не только режим работы скважины (режим установившихся или неустановившихся отборов), но и учесть другие факторы, которые оказывают существенное влияние на достоверность получаемых результатов исследований эксплуатационной характеристики и проницаемость изучаемого объекта.

Например, применение предельных значений знакопеременных величин давления (депрессия и репрессия) на пласт в разные периоды работы хранилища газа, представленного карбонатными отложениями с широко развитой сетью трещин, может привести к значительным изменениям не только дебита газа, но и к процессам, иногда носящим необратимый характер - к остаточной деформации вторичных пустот, что установлено рядом ученых (В. Н. Майдебором, В. И. Антиповым идр).

При разработке тонкослойной геолого-промысловой модели хранилища газа в карбонатной толще с развитой сетью трещин, построение корреляционной зависимости между работающими интервалами, также не представляется возможным, даже в пределах одновозрастной литологической пачки, ввиду существования хаотичной сети трещинной среды. Поэтому важно иметь достоверную информацию о профилях притока и приемистости разреза в различные циклы работы хранилища, а также допустимых значениях депрессии на пласт.

Помимо перечисленных факторов, оказывающих влияние на точность скважинных исследований, при определении эксплуата-

ционной характеристики пласта, следует рассмотреть и такой фактор, как степень обводнения скважины.

Степень обводнения скважины. Для скважин ПХГ, где всегда существует вероятность прорыва подошвенных вод в конце периода отбора газа из хранилища, наиболее предпочтительно использовать прибор, который позволяет регулировать температуру нагрева спирали термодебитомера и одновременно измеряет влажность газа. В конце отборе газа из хранилища, когда в некоторых скважинах отмечается вынос жидкости на поверхность, вначале следует выполнять устьевые газодинамические исследования. По результатам выполненных исследований определяется причина обводнения скважины. В соответствии с выявленной причиной устанавливается последовательность выполнения отдельных операций при ГИС контроле за флюидодинамическими процессами.

Если причина поступления воды подход подошвенной воды к забою скважины, то изменение депрессии на пласт будет влиять только на количество выносимой пластовой воды. Исходя из этой информации, для установления объекта, несущего воды, следует выполнять временные замеры влажности газа по стволу скважины. Затем экспериментальным путем, опираясь на показания газодинамических исследований, определяется необходимое время установления стабильного флюидного потока. Геофизические исследования для достоверного определения работающих толщин следует выполнять в устоявшейся двухкомпонентной (влажный газ) среде.

Основной задачей изучения профилей притока и приемистости пласта является установление соответствия между возможным и фактическим дебитами скважины. Несоответствие между этими показателями свидетельствует о некачественном вскрытии пластов или о неправильно выбранном режиме эксплуатации. Полное решение поставленной задачи возможно, когда имеются точные сведения о профиле проницаемости, построенном по промысло-во-геофизическим и керновым данным.

Изучение отдающих и принимающих интервалов путем сопоставления профилей притока (приемистости) разнорежимных и разновременных исследований позволяет получить эксплуатационную характеристику коллектора и на основании этих данных планировать оптимальный режим работы скважины. В этом случае результаты газодинамических исследований определяют точность

сравнительной характеристики разнорежимных и разновременных исследований.

При разновременных исследованиях в коллекторах трещинного типа с помощью наземных газодинамических исследований следует контролировать: соблюдение тождественности депрессии (репрессии) на пласт, различия в температуре потока газа для разных циклов работы ПХГ, влажность газа, а также дебит газа. Только в этом случае геофизическими исследованиями объективно оценивается эксплуатационная характеристику вскрытой части разреза в различные периоды работы хранилища, т. к. бесконтрольность одного из вышеперечисленных факторов приводит к перераспределению работающих интервалов по толщине и соответственно к их неравномерной отработке. Данное положение усугубляется в случае фациаль-ного изменения коллектора по простиранию в пределах структуры или при вскрытии единым фильтром литологически неоднородного объекта. В этом случае будут отмечаться различные поведение скважин в зависимости от места их расположения на структуре:

• при изменениях депрессии или репрессии на пласт;

• в динамике обводнения;

• после выполнения работ по интенсификации пенокислотой. Для объективной определения причин такого поведения скважин, когда нет возможности по фондовым геофизическим и кер-новым материалам однозначно оценить ФЕС пород, возникает необходимость в геолого-геофизическом обобщении фондовых данных и результатов исследований контроля за флюидодинами-ческими процессами.

Для этого автор предлагает следующую схему:

• разделение коллекторов на группы со сходными ФЕС по результатам исследований контроля за флюидодинамическими процессами;

• установление корреляционных связей между характеристическими геофизическими и петрофизическими параметрами, наиболее тесно связанными с ФЕС пластов (показания нейтрон-гамма каротажа, гамма каротажа, кавернометрии и т.п.), выполнение классификации пород продуктивной толщи; Используя данную методологию, автор в диссертации дает

возможность ознакомится с практическими приемами решения задач по построению тонкослойной геолого-промысловой модели одного из хранилищ газа — Чиренского, представленного карбонатным

коллектором трещинно-порового типа, в котором единым фильтром вскрыты три литологические пачки.

3. Данная глава посвящена проблемам контроля за техническим состоянием колонн скважин, остановленных на капитальный ремонт, скважин действующего фонда и глубоких поисковых скважин.

Для выбора необходимых технических средств, обеспечивающих исследование технического состояния скважины, рассмотрены основные закономерности износа и повреждений обсадных колонн.

Опыт и практика диссертанта позволяют утверждать, что для количественной и качественной оценки нарушений герметичности колонны (по у.-азанным выше видам) наиболее оптимально использование приборов электромагнитного принципа измерения серии КСП-Т.

Авторами прототипа приборов серии КСП-Т являются Шоц М. Б., Кисельман М. Л. и др. (А. с. 261318, 787627) Северо-Кавказский нефтяной научно-исследовательский институт. Основным преимуществом приборов данной серии является возможность полного обследования внутренней поверхности колонны посредством вращения электромагнитных датчиков вокруг оси прибора.

Однако, для придания большей разрешающей способности приборам данной серии, возникала необходимость в их усовершенствовании. Были выбраны основные направления усовершенствования приборов серии КСП-Т: электромагнитные датчики, форма представления данных и метрологическое обеспечение.

Общие принципы разработки электромагнитных (индукционных) преобразователей на примере усовершенствования прибора КСП-Т-7 выглядят следующим образом.

Основное внимание при разработке прибора уделено получению максимально достоверной первичной информации. Два основных параметра - максимальная чувствительность и отношение "сигнал / помеха" определяют качество индукционных преобразователей и, следовательно, точность измерения профиля колонны, реакцию на дефекты, их локализацию, характер, размеры, протяженность и т.д. Для улучшения этих параметров исследования выполнялись в следующих направлениях:

• моделирование магнитной составляющей электромагнитного

поля излучающей катушки с целью создания наибольшей кон-

центрации линий магнитной индукции в зоне исследования колонны и уменьшения поля рассеяния в пространстве между полюсами;

• оптимизация конфигурации и расположения приемных катушек индукционных преобразователей.

При выборе конфигурации магнитопроводов исходили из следующего. Однополюсные магнитопроводы подлежат отбраковке, так как потребляемая мощность для создания оптимальной величины магнитной индукции для них велика, а это весьма существенный фактор при исследовании труб большого диаметра.

Трёхполюсные магнитопроводы отбраковываются по двум причинам: преобразователи, выполненные на трехполюсных магнито-проводах, по электрическим параметрам аналогичны двухполюсным (например, дифференциальный зонд, компенсационный преобразователь или двойной обратный Ш-образный дифференциальный зонд); интерпретацию кривых, отражающих дефекты, линейные размеры которых меньше или равны размерам самих преобразователей, проводить сложно.

Поэтому рассматривались двухполюсные магнитопроводы для электромагнитных датчиков, при этом акцентировано внимание на такие вопросы, как:

♦ косвенная оценка реактивной составляющей мощности излучения по падению напряжения на обмотках катушек (в результате определены оптимальные зависимости падения напряжения от ширины набора и толщины набора сердечника);

♦ наилучшие конфигурации генераторных и измерительных катушек (это позволило установить две разновидности датчиков, отличающихся друг от друга взаимным расположением генераторных и измерительных катушек);

♦ зависимость электродвижущей силы на приемных катушках от расстояния датчиков до внутренней стенки трубы.

В результате выполненных исследований по усовершенствованию приборов серии КСП-Т:

• разработаны и испытаны электромагнитные датчики — оптимальные по основным параметрам и экономичные по потребляемой мощности;

• исследованы и получены данные о наилучшей конфигурации и ориентации генераторных и приемных катушек электромагнитных датчиков;

• выполнены работы по определению предельно допустимого расстояния между стенкой колонны и измерительными датчиками.

Для выполнения детальной обработки кривых электромагнитной профилеметрии с помощью ЭВМ и получения количественных значений величины внутреннего износа колонны диссертантом разработан алгоритм обработки данных электромагнитной профилеметрии в системе "ГИНТЕЛ" с помощью программы функционально-логических преобразований данных ГИС - С15САЬ. Использование предлагаемого алгоритма обработки данных позволило преобразовать сложную конфигурацию кривых электромагнитной профилеметрии (вызванную поступательным и вращательным движением электромагнитных датчиков) в удобный для сравнения с другими каротажными диаграммами вид. Достигнуто это было путем сложения преобразованных в миллиметры (посредством эталонировочного графика) кривых отражающих внутренний профиль колонны, показания от вращающихся датчиков Д1 и Д2, с учетом размера охранного кожуха в месте расположения электромагнитных датчиков.

Диссертантом разработана новая технология калибровки приборов серии КСП-Т в полевых условиях: отдельно для микрокаверномера и электромагнитного профилемера (датчиков износа).

Поверка микрокаверномера выполняется по стандартной схеме: по данным о размере внутреннего диаметра эталонировочного патрубка рассчитывается коэффициент перевода условных единиц в миллиметры. Полученная величина используется для перевода результатов исследований из условных единиц в миллиметры.

Для определения функциональной зависимости изменения расстояния от электромагнитного датчиков износа (Д1 или Д2) до внутренней поверхности эталонировочного патрубка, было решено квадратное уравнение и получена следующая формула:

/= Юл/соэ2 |3 +55,25 - Юсоэр - 65,

где, / - расстояние от датчика до внутренней поверхности эталонировочного патрубка, мм; р - угол поворота датчика.

Результаты исследований колонн скважин разных категорий, представленные в работе, позволяют оценить эффективность по-

лучаемой информации с помощью электромагнитных профило-графов серии КСП-Т.

На основе результатов исследований технического состояния обсадной колонны скв. № 2 Володарской пл. (Астраханская обл.) усовершенствованным профилографом КСП-Т-7М были выделены участки деформации колонны. Цель выполнения исследований в глубокой поисковой скважине - промысловые испытания для получения сертификата качества и обеспечения безаварийного бурения глубоких скважин при наличии неравномерного горного давления.

Для восстановления скважины, где была отмечена деформация колонны, и выполнялись ремонтные работы, по результатам повторных исследований с помощью электромагнитной профилемет-рии оценивалось качество ремонтных работ, что позволило сделать следующие выводы:

1. Различная способность колонн противостоять горному давлению, зависящая от марки стали колонн и ее размеров, приводит к различным формам деформации в однотипных местах залегания пластичных пород.

2. Результаты систематического контроля за износом внутренней стенки колонны являются одним из основных показателей безаварийной проходки скважины в местах действия пластичных пород.

3. Уровень подготовки ствола скважины оказывает существенное влияние на процесс ее деформации в местах действия пластичных пород.

4. С помощью приборов серии КСП-Т можно эффективно контролировать техническое состояние колонны и оценивать качество ремонтных работ.

Таким образом, промысловые испытания, выполненные усовершенствованным электромагнитным профилографом КСП-Т-7М, показали не только высокую его надежность (исследования выполнялись в течении 10 часов, при забое 5270 м, температуре - 125°С и давлении 85 МПа), но и позволили достоверно определить внутренний профиль колонны в интервале деформации, отметить места порывов колонны, а также определить эффективность выполненных ремонтно-восстановительных работ.

Информация, подтверждающая высокую эффективность усовершенствованного профилографа КСП-Т-7М, представлена на

примерах его сравнения с результатами исследований дефектоме-рами-толщиномерами различных принципов действия (ПТС-4, МИД-Газпромом, ДРСТ-3, ЭМДС) в скважинах ПХГ Башкортостана, Саратовской обл. и Ставропольского края.

Таким образом, результаты исследований колонн скважин разных категорий, представленные в работе, позволяют оценить эффективность получаемой информации с помощью электромагнитных профилографов серии КСП-Т.

4. Заключение.

Геолого-геофизический контроль (за эксплуатацией ПХГ, сооружаемых на истощенных газовых месторождениях) должен включать в себя четкие рекомендации по выполнению комплексных геофизических и наземных газодинамических измерений в скважинах действующего фонда по вышеописанной методике, в сочетании с полноценным контролем за техническим состоянием колонны. Практический опыт применения подобных комплексных работ пока невелик, и в данной работе представлен как для единого объекта исследования, хотя примеры взяты со скважин четырех ПХГ и двух месторождений.

В действующих скважинах ПХГ, сооружаемых на истощенных газовых залежах (где отмечается недостаточная изученность ФЭС пород, а геофизические исследования контроля за эксплуатацией выполняются впервые после многолетней разработки ПХГ) обеспечивается возможность:

• надежно выделять эксплуатационные объекты;

• выявлять интервалы опережающего обводнения пласта и на основании полученного материала регулировать равномерную отработку пласта;

• обосновывать направление работ по повышению продуктивности эксплуатационных скважин;

• определять режим работы скважины, обеспечивающий максимальную производительность и наиболее долгую ее работу без обводнения;

• прогнозировать интервалы обводнения продуктивного горизонта;

• надежно выделять интервалы вскрытия пласта перфорацией. В бурящихся или в скважинах, остановленных на капитальный

ремонт, с высокой эффективностью гарантируется:

• проведение контроля за техническим состоянием колонн;

♦ определение величины износа колонны и типа ее повреждения;

♦ выполнение анализа для установления причины изменения внутреннего диаметра колонны;

♦ использование безопасного (с точки зрения радиационного облучения) метода исследования технического состояния обсадных колонн без снижения точности измерений;

♦ своевременная выдача обоснованных рекомендаций по обеспечению безаварийного строительства скважины. Приведенные в диссертации результаты исследований и практическое использование разработанных методик и способов проведения контроля, дают возможность ознакомиться с практическими приемами решения задач по геолого-геофизическому контролю на базе использования геологической информации и комплекса методов промысловой геофизики и газодинамики.

Итогом выполненных диссертантом исследований стала усовершенствованная система контроля за эксплуатацией ПХГ для условий, когда слабо изучена литология, отсутствует надлежащий контроль за эксплуатацией, а техническое состояние стареющих скважин требует эффективного контроля:

♦ для повышения надежности получаемой информации о работе газонасыщенной толщи усовершенствован комплексный подход к исследованиям скважин на объектах контроля с недостаточной изученностью литологии и флюидонасыщенности разреза;

♦ на основе анализа результатов измерений, выполненных в обводняющихся скважинах, выявлен подход к выяснению причин обводнения скважины для условий, когда исследования в действующей скважине выполняются впервые;

♦ на основе изучения отдающих и принимающих интервалов путем сопоставления профилей притока (приемистости) разнорежим-ных и разновременных исследований определены эксплуатационные характеристики коллектора с разбивкой по литологичес-ким пачкам.

В качестве базового прибора для решения проблемы качественного определения технического состояния колонны выбраны электромагнитные приборы серии КСП-Т, основные элементы которых — электромагнитные датчики были модернизированы. Апробация модернизированных приборов серии КСП-Т выполнялась в скважинах ПХГ Башкортостана, Саратовской обл., Ставропольского края, а также в глубокой разведочной скв. № 2 Володарской

пл. (Астраханский регион), где отмечаются наиболее сложные геолого-технические условия эксплуатации и поэтому проблема контроля за техническим состоянием обсадных колонн весьма актуальна.

Для повышения эффективности оценки технического состояния колонны с использованием приборов серии КСП-Т:

♦ разработаны и испытаны электромагнитные датчики — оптимальные по основным параметрам и экономичные по потребляемой мощности;

♦ исследованы и получены данные о наилучшей конфигурации и ориентации генераторных и приемных катушек электромагнитных датчиков;

♦ выполнены работы по определению предельно допустимого расстояния между стенкой колонны и измерительными датчиками;

♦ разработана технология полевой калибровки для приборов серии КСП-Т.

Разработаны и применены новые алгоритмы обработки данных электромагнитной профилеметрии.

На основании выполненных разработок по усовершенствованию приемных и генераторных катушек электромагнитных датчиков, а также благодаря новой форме представления материалов исследований, приборы серии КСП-Т приобрели новое положительное качество.

Разработанные методики геолого-геофизического контроля за эксплуатацией ПХГ опробованы с получением положительных результатов на ряде ПХГ России и Болгарии.

Электромагнитному профилографу КСП-Т-7М (заводской № 1), совершенствование которого выполнялось диссертантом, на основании испытаний выполненных в соответствии со стандартом СТ ЕАГО-077-01 выдан сертификат качества регистрационный номер № ССГП.01.1.1.016.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Возможности выявления мест негерметичности обсадных колонн на Северо-Ставропольской площади / А-Г.Г. Керимов, В.Д. Ярмола // Технология строительства газовых и газоконденсатных скважин: Сб.научн.тр. ВНИИГАЗа. - М., 1990.

2. Оценка состояния заколонной крепи действующих скважин СевероСтавропольского ПХГ / А-Г.Г. Керимов, В.Г. Кузнецов, В.Д. Ярмола // Сб.научн.тр. ВНИИГАЗа. - M., 1990.

3. Некоторые результаты выявления путей миграции газа в межколонных пространствах в действующих скважинах Северо-Ставропольского ПХГ/А-Г.Г. Керимов, В.Д. Ярмола// Сб.научн.тр. ВНИИГАЗа. -М., 1991.

4. Разработать и внедрить комплекс методов обнаружения утечек газа в межколонном и заколонном пространстве / А-Г.Г. Керимов, В.Д. Ярмола // Сб.научн.тр. СевКавНИИгаза. - Ставрополь, 1991.

5. Опыт выделения эксплуатационных объектов методами промысловой геофизики в залежи сложного строения на примере Чиренского ПХГ / Р. Иванов, А-Г.Г. Керимов, К. Петков, Г.Н. Рубан // Минно дело и геология. - София, 1993. - № 6.

6. Опыт работы по контролю за эксплуатацией Чиренского ПХГ про-мыслово-геофизическими методами / Р. Иванов, А-Г.Г. Керимов, О.В. Керимова, К. Петков // Минно дело и геология. - София, 1995. - № 5.

7. Выбор объектов интенсификации в скважинах газохранилища ЧИ-РЕН / Р. Иванов, А-Г.Г. Керимов, О.В. Керимова, С.Б. Бекетов, Р. Ко-лагбуди // Геология и минерални ресурси. - София, 1996. - № 2.

8. Геофизические методы исследований при ремонте скважин подземного хранилища газа с АНПД / Р. Иванов, А-Г.Г. Керимов, О.В. Керимова, К. Петков, O.K. Тагиров // Геология и минерални ресурси. - София, 1996. -№ 3.

9. Влияние циклической работы ПХГ на обводненность газовых скважин в условиях активного упруговодонапорного режима / C.B. Долгов, С.Б. Бекетов, А-Г.Г. Керимов // Тез. докладов XXVI научно-техн. конф. по результатам НИР за 1995 г., посвященной 25-летию создания СГТУ. -Ставрополь, 1996.

10. Задачи, решаемые геофизическими методами при проведении КРС на газовых месторождениях и ПХГ с АНПД / А-Г.Г. Керимов, P.A. Га-сумов, О.В. Керимова, С.Б. Бекетов // Тез. докладов XXVI научно-техн. конф. по результатам НИР за 1995 г., посвященной 25-летию создания СгТУ. - Ставрополь, 1996.

11. Геофизический контроль за эксплуатацией ПХГ ЧИРЕН / А-Г.Г. Керимов, О.В. Керимова // Тез. докладов XXVI научно-техн. конф. по

результатам НИР за 1995 г., посвященной 25-летию создания СГТУ. -Ставрополь, 1996.

12. Комплекс геофизических исследований, рекомендуемых для определения технического состояния скважин / А-Г.Г. Керимов, О.В. Кери-мова, Р.А. Гасумов, С.Б. Бекетов // Сб.научн.ст. ВНИИГАЗа. - М., 1996.

13. Оценка технического состояния колонны / А-Г.Г. Керимов // Тез. докладов первой региональной научно-технической конференции "ВУЗовская наука — Северо-Кавказскому региону". - Ставрополь, 1997.

14! Выбор оптимального режима работы скважины / А-Г.Г. Керимов, О.В. Керимова // Тез. докладов первой региональной научно-технической конференции "ВУЗовская наука — Северо-Кавказскому региону". - Ставрополь, 1997.

15. Эффективность геофизических исследований скважин в пенной среде / А-Г. Г. Керимов, А. А. Даутов, В. И. Нифантов, О. В. Керимова // Об обеспечении геофизическими исследованиями горизонтальных и наклонно-направленных скважин: Материалы НТС РАО "Газпром". - Москва, 1998.

16. Комплексные промыслово-геофизические исследования технического состояния скважин с межколонными газоскоплениями //А-Г. Г. Керимов, Е. П. Серебряков. // Сборник тезисов Международной конференции геофизических исследований скважин. - Москва, 1998 г.

17. Технология временного блокирования продуктивных пластов в горизонтальной скважине для проведения ГИС // Н. И. Нифантов, В. И. Шамшин, А-Г. Г. Керимов и др. // "Об обеспечении геофизическими исследованиями горизонтальных и наклонно-направленных скважин". Материалы НТС РАО "Газпром". - Москва, 1998.