А. А. Молчанов Санкт-Петербург


Применяемый комплекс исследований



страница15/33
Дата26.10.2016
Размер3.24 Mb.
ТипОтчет
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   33

3.2.Применяемый комплекс исследований


Параметры обязательного комплекса ГТИ показаны в табл. 3.1. При роторном бурении в обязательный комплекс вводятся параметры: оборо­ты ротора и момент на роторе через мощность (ток) приводного электродвигателя ротора.

Для общения всех задач, возникающих при бурении ГС и РГС, дат­чиков, входящих в обязательный комплекс ГТ1И, в целом ряде случаев может оказаться недостаточно. В этом случае производится доукомплектация станции дополнительными датчиками, перечисленными в табл. 3.2 «Параметры дополнительного комплекса ГТИ».

В частности весьма желательно в качестве таких дополнительных датчиков иметь «ПРОЛОГ» (позиция 2), интегральные значения парамет­ров вибрации через электромагнитную катушку (позиция 25) или трех­компонентную аппаратуру виброакустического каротажа (позиция 1), рН-и-еН-метры (позиции 16-17), определитель количества нефти в ПЖ ИК-методом (позиция 24) и т.д.

Для решения геологических задач по шламу (керну) необходимо иметь геологический комплекс ГТИ, параметры которого перечислены в табл. 3.3.

Характеристики параметров, получаемых непосредственно от дат­чиков и производных параметров реального времени, вычисляемых в станции ГТИ СГТ-К «Разрез-2»,указаны в табл. 3.4.

3.3.Современные компьютеризированные станции геолого-технологических исследований


Основные требования, предъявляемые к современным компьютеризи­рованным станциям ГТИ, заключаются в следующем:

- наличие первичных преобразователей информации (датчиков), в количестве, необходимом и достаточном для решения всех прикладных задач, связанных с проводкой ГС;

- наличие сетевой системы компьютеров нижнего и верхнего уров­ня (а также выносных), обеспечивающей взаимодействие оператора станции ГТИ с оператором-бурильщиком, руководителем буровых работ (супервайзером) на буровой, а в случае необходимости и с верхним уровнем управления буровыми работами;

- наличие технико-методических и программных средств для реализации технологии непрерывного литолого-стратиграфического и геохимического контроля положения скважины в разрезе, позволяющей с достаточной степенью точности определять положение забоя относительно кровли и подошвы пласта-коллектора, выделять в ном зоны замещения и т.п.;

- наличие расширения функциональных возможностей станции без какого-либо изменения ее конфигурации (только за счет подключения дополнительных датчиков), например проведение контроля за цементированием обсадных колонн, притом сигналов и выдача обработанной информации от забойных телеметрических систем и т.п.;

- создание комфортных условий роботы обслуживающего персонала станции (операторов) и компьютерного оборудования.

Из современных отечественных станций ГТИ, вышеперечисленным ус­ловиям наилучшим образом отвечает компьютеризированная станция ГТИ СГТ-К «Разрез-2», разработанная в ОАО НПЦ «Тверьгеофизика» и ЗАО НПК «Геоэлектроника сервис» (г.Тверь) и выпускаемая опытным производством ЗАО НПК «Геоэлектроника сервис» [43].

На рис. 3.9 показана схема информационного обмена станции СГТ-К «Разрез-2(3)», а особенности ее построения, технология проведения работ и получаемые результаты достаточно полно освещены в недавно вышедшей монографии [43].

Большие возможности по решению геолого-геохимических задач, возникающих при проводке ГС, открывает применение в станциях СГТ-К «Разрез-2(3)» экспрессных полевых масс-спектрометров, с помощью которых в непрерывном режиме газового каротажа определяется до 15-16 углеводородных (с изомерами) и неуглеводородных компонент газа из газовоздушной смеси, извлекаемой дегазатором промывочной жидкости, что позволяет совершенно иначе подходить к вопросам определения характера насыщения пласта-коллектора, выделения зон замещения и системы флюидонасыщения в пласте-коллекторе, вскрываемом ГС и т.д.

На рис. 3.10 показан пример использования данных масс-спектрометрии для решения конкретных задач при проводке ГС на Федоровском месторождении (вместе с другими данными, полученными станцией ГТИ), в частности для выделения продуктивных интервалов во вскрытом ГС пласте-коллекторе.


3.4.Расширение функций геолого-технологических исследований при сопровождении строительства горизонтальных и разветвленно-горизонтальных скважин


Функции службы ГТИ при сопровождении строительства ГС и РГС по согласованию с Заказчиком могут быть расширены в части проведения работ, логически вытекающих из потребностей, наличия отработанных технологий и возможностей компьютеризированных станций ГТИ. Подобное расширение функций в первую очередь касается:

контроля процесса цементирования обсадных колонн;

определения траекторных параметров» ГС с помощью сбросовых инклинометров с памятью в процессе подъема бурового инструмента;

проведения ГИС в ГС системами, спускаемыми в скважину на буровом инструменте;

проведения работ с заборными телеметрическими системами в процессе бурения (MWD и LWD-системами).

При подобных расширениях функции станции ГТ'И она становится инженерным центром информационного обеспечения строительства ГС и РГС, что создает предпосылки для создания технологий комплексного геофизического сопровождения строительства ГС и РГС, о чем будет изложено далее.

Естественно, расширение функций ГТИ в том или ином направлении должно повлечь за собой переучивание персонала и его сертификацию, а также стандартизацию проводимых работ на уровне стандарта предприятия (СТП) или на федеральном уровне. В основу этого стандарта может быть положен стандарт предприятия по проведению ГТИ в ГС для ОАО «Сургутнефтегаз», выполненный ЗАО НПК «Геоэлектроника сервис» [78].

4. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН ПОСЛЕ БУРЕНИЯ

4.1. Особенности проведения проведения геофизических исследований в горизонтальных скважинах. Основные причины неудач при их строительстве


Обобщение достаточно большого объема фактического материала промыслово-геофизических исследований, проведенных в ГС широким комплексом методов (ИНК, БКЗ, БК, ПС, НГК, ГК, АК, ЭМК) более чем в 150 скважинах в различных нефтедобывающих районах (Западная Сибирь, Башкортостан, Оренбуржье, Самара, Саратов, Пермь, Коми), особенностей геотехнических условий объектов с горизонтальным окончанием, физических основ метода и зарубежного опыта позволяют выделить основные особенности проведения ГИС в подобных объектах [1, 12, 19, 23, 25, 26, 33-37, 41-45, 67-72].

Скважина с горизонтальным или условно горизонтальным окончанием с точки зрения проведения промыслово-геофизических исследований четко делится на два участка. Участок с углами наклона от вертикали менее 550 является разновидностью наклонно-направленной скважины и изучается традиционными средствами и методами. Участок с углами наклона от 55 до 1100 принято называть горизонтальным и именно его исследования требуют применения нетрадиционных специальных технологических комплексов и некоторых специальных технических средств, а интерпретация полученных данных – нового мышления и специального изучения идеоматических выражений каротажных данных.

Необходимыми условиями эффективности бурения горизонтальных участков являются повышенная точность, непрерывность и своевременность (в реальном масштабе времени) определения зенитных углов, азимута, положения отклонителя и некоторых других каротажных данных (ГК и БК), что определятся условиями и границами залегания продуктивного пласта, обеспечением оптимального удаления от водогазовых зон и т.п. Своевременное получение информации из горизонтального участка, особенно в сложных геологических условиях, является единственным способом эффективного осуществления процесса бурения, вскрытия сверхтонких пластов, нескольких, изолированных друг от друга, продуктивных пластов и др.

В свою очередь процесс получения информации из бурящейся ГС следует разделить на три фазы: измерения в процессе бурения с целью принятия оперативных решений и распознавания текущей геологической ситуации, измерения после бурения с целью детального изучения физических свойств вскрытого пласта (пористости, проницаемости, глинистости, нефтенасыщенности), его геометрии (протяженности, мощности, наклона) и, наконец, измерения в процессе освоения и эксплуатации объекта (профиля притока, продуктивности отдельных участков горизонтального ствола, его технического состояния). Эти фазы разделены определенным интервалом времени и требуют различных технических средств и технологических приемов.

Первая фаза исследований реализуется применением забойных комплексных телеметрических систем, содержащих как инклинометрические датчики, так и геофизические зонды. Каналом связи здесь могут служить или модулированные сигналы (гальванический канал связи), или колебания столба промывочной жидкости (гидравлический канал), или каротажный кабель (приводной канал). Так как современная отечественная промысловая геофизика пока не располагает комплексами с бескабельной связью (забойные системы ЗТС-155, ЭХО, находящиеся в опытной эксплуатации, измеряют лишь инклинометрические параметры), в ближайшее время можно ориентироваться на системы с проводным каналом связи, которые уже разработаны и эксплуатируются различными сервисными фирмами, и образцы их изготовлены и приняты ведомственными приемочными комиссиями.

На этом этапе, когда отечественные LWD-системы еще не готовы к эксплуатации, еще одним способом гарантированного попадания ствола в продуктивную часть пласта является периодическое применение промежуточных каротажей после бурения при помощи специального технологического оборудования (технологические приемы проведения корректирующих каротажей не отличаются от исследований, предусмотренных для второй фазы). Исследования первой фазы направлены на детализацию пласта. Главный интерес здесь обычно вызывает геометрия коллектора, его структура и связанные с этим вопросы: находится ли прибор в продуктивной зоне, вошел ли в непродуктивные породы, если прибор вышел из продуктивной толщи, то что он пересек – кровлю или подошву, какова форма и постоянство падения пласта, где расположен ВНК?

Ответы на эти вопросы позволяют оперативно управлять процессом бурения, своевременно корректировать его в зависимости от возможных непредвиденных обстоятельств, но, безусловно, не являются (в основном по объему) той исчерпывающей информацией, которую необходимо иметь для полного представления о протяженности пласта, изменении его коллекторских свойств по простиранию. Полную же информацию можно получить с использованием традиционных геофизических приборов, но поскольку они не могут попасть в горизонтальную часть скважины под собственной силой тяжести, то должны доставляться туда при помощи различных технологических устройств после окончания бурения. Исследования такого рода следует отнести ко второй фазе. Разработаны, изготовлены, прошли приемочные испытания и широко внедряются автономные комплексы типа АМК «Горизонт». Проведены исследования по технологической схеме АМК "«Обь"»и др.

Третью фазу исследований проводят сразу же после окончания бурения в процессе воздействия на дренированный пласт для вызова притока (смена раствора на воду, воды на нефть, аэрация, понижение уровня компрессором). Технологический комплекс «Горизонталь-5» (рис. 4.1, в) позволяет в этом случае доставлять соответствующие геофизические приборы (дебитометры, манометры, термометры, влагомеры и др.) на забой ГС со спущенными НКТ с воронкой. Это же оборудование может быть применено на объектах с ГС, находящихся в эксплуатации (в период капитального ремонта).

Вместе с тем, в условиях ГС (в сравнении с вертикальными и наклонно-направленными скважинами) меняется иерархия значимости и информативности отдельных методов, результаты анализа инклинометрических измерений практически необходимы на всех этапах получения информации, методы ЭК и ЭМК не несут однозначной информации о границах пластов, пересеченных ГС, вследствие их достаточной глубинности происходит «размывание» граничного эффекта. Причем степень «размыва» зависит от многих факторов: угла встречи ствола скважины и границ пласта, его удельного сопротивления, характеристик зондов и пр.

В условиях ГС наиболее приоритетными при определении границ пластов и уточнении литологических особенностей объекта являются радиоактивные методы в силу их полной глубинности и отсутствия влияния на их показания структуры и текстуры горных пород.

Перечисленные особенности ПГИ в ГС не являются единственными: и в России и за рубежом продолжается интенсивное выяснение теоретических основ исследований, проведение опытно-экспериментальных работ в разнообразных геолого-технологических исследованиях.

Детально результаты данных работ освещены в публикациях [7, 10, 12, 13, 20, 21, 23-27, 31-35, 39, 52, 57, 61--72, 84,86, 101, 105, 108-110, 112, 117, 119-121 и др.], поэтому здесь приводятся лишь выводы, наиболее важные для нефтепромышленной практики.



  • По результатам комплексного анализа данных инклинометрии и ГИС можно определить пространственное положение стволов ГС относительно границ геологического разреза.

  • В терригенных отложениях по результатам ПГИ ГС и материалам по соседним скважинам путем детальной корреляции разреза можно провести геометризацию пласта-коллектора, определить фактические мощности, зоны выклинивания, углы падения пластов, т.е. решить одну из основных задач площадных исследований.

  • Независимо от типа пласта-коллектора, по каждой ГС можно оценить эксплуатационную систему пласт-скважина по следующим критериям:

  • коэффициент вскрытия (относительная протяженность ГС по пласту-коллектору);

  • расстояние до ВНК и наличие гидродинамических экранов между ВНК и ГС;

  • эксплуатационная технологичность вертикального профиля ствола (вероятность образования газовых или водяных затворов в процессе эксплуатации).

А теперь о самом главном: почему же, несмотря на то, что основные информационные средства и технологические приемы исследований в основном разработаны, процент неудач так высок?

Как показал анализ материалов исследований ГС по объектам, пробуренным в 1951-1997 гг., основными причинами низкой эффективности ГС в России являются недостатки, допускаемые при составлении проектов, несоответствие отечественного технологического бурового оборудования мировым стандартам, а главное, недооценка информации, которую могут предоставить буровикам и добытчикам специализированные сервисные службы.

Приведем несколько примеров. Так, почти в 100% индивидуальных или групповых проектов, разработанных территориальными НИПИ, объект с горизонтальным стволом принимается либо за скважину с большим углом наклона, либо горизонтальный ствол привязывается к готовым проектам на наклонно направленные скважины. При этом исследовательские работы в ГС или вообще не планируются, или планируются применение методов, традиционных для вертикальных и наклонно направленных скважин. В данном случае не учитываются многие факторы, присущие данной ГС, не проводятся детальное изучение нефтяных интервалов, оптимальных для добычи, скважинная и наземная сейсмика, петрофизическое картирование, компьютерная обработка данных по соседним скважинам и др. Тип заканчивания принимается без учета реальных геологических условий. В проектах не предусматривается долговременное поддержание объекта в рабочем состоянии. И, наконец, буровики, геологи, геофизики и добытчики работают разобщенно, часто забывая о проблемах друг друга. Все это неизбежно приводит к тому, что объект, построенный по такому проекту, изначально имеет большую вероятность попасть в разряд неудачных.

На рис. 4.2 показаны основные причины неудач, содержащихся в проектах и выявленные при их реализации с помощью информации, полученной по 54 объектам с ГС. Ошибки при бурении обусловлены отсутствием управляемых отклонителей, центраторов, стабилизаторов, а главное, непрерывной информации о текущих координатах ГС в их связи с геологическими реперами. Эта информация особенно необходима по мере приближения к точке вскрытия продуктивного пласта, которая точно никогда не известна. Бурильщик обязательно должен пользоваться инструментом, который предоставит ему надежную информацию о расстоянии долота до цели для того, чтобы удержать ствол в пределах тонкого пласта, либо на безопасном расстоянии от ВНК или ГНК.

На рис. 4.3а приведена ситуация по ГС 1633 Арланской площади, где первый ствол вскрыл водоносные отложения каширского горизонта (подтверждено ПГИ и ИПТ), а второй вовремя не скорректированный ствол повторил эту ошибку.

Об ошибке, допущенной при бурении скв. 1409 Михайловского месторождения, следует сказать особо. Здесь, с целью увеличения коэффициента вскрытия, было сделано два промежуточных каротажа, в результате которых четко отбита точка входа в продуктивный пласт и дана рекомендация буровикам с глубины 1500 м увеличить угол наклона ствола (40/10 м). Однако из-за инерционности отклоняющей системы на набор этого угла понадобилось более 100 м, и все эти 100 м ствол шел по плотным породам (рис. 4.3б).

Более 45% неудач происходит из-за того, что конкретное межскважинное пространство, где проектируется строительство ГС, даже для опытного геолога является неизвестным. Это обусловливает ошибки как в проектах, так и при их реализации. Из множества примеров приведем лишь наиболее характерные.

Скв. 482 Неприковского месторождения (Самара). Объектом бурения здесь являлась кровля башкирских отложений (рис. 4.3, в). Вследствие неучета угла падения пластов были вскрыты водоносные отложения верейского горизонта. Кроме того, второй (окончательный) ствол пересек первый (ликвидированный), который вскрыл зону ВНК в отложениях башкирского яруса.

В скв. 644 Уньвинского месторождения (Пермь) – вследствие недоучета угла восстания пластов ствол ГС в большей своей части прошел оп плотным непроницаемым разностям (рис. 4.3, г).

Скв. 5254 Новоузыбашской площади из-за отсутствия методического руководства работам пересечен ВНК (рис. 4.4, а).

Приведем еще причины, обусловившие неудачи.

Горизонтальная скв. 1409 Михайловская проведена в основном в кровле продуктивного пласта (рис. 4.4, в). Практически весь ствол скв. 29299 Самотлорская проведен по аргилитам и глинистым алевролитам (квскр=0,04) (рис. 4.4, г).

В скв. 29296 Самотлорская горизонтальный ствол вскрыл зону ВНК, забойная половина ствола – круто восходящая (рис. 4.4, б).

Скв. 54 Ириновская – горизонтальный ствол подошел близко к зоне ВНК и появилась высокая вероятность образования газового затвора (рис. 4.4, д).

Почти во всех случаях ошибок можно было бы избежать, если бы не позиция производителя работ, который в целях экономии средств обходился минимумом информации, пренебрегая проведениями привязочных и промежуточных каротажей, измерениями в процессе бурения, услугами опытных интерпретаторов, т.е. тем, что определяет успех горизонтального бурения во всем мире.

Конкретно подобные ситуации можно предотвращать:



  1. тщательным анализом возможных вариантов особенностей геологического строения объекта на стадии проектирования;

  2. проведением исследований в реальном масштабе времени;

  3. выполнением периодических корректирующих каротажей.

Проведенный анализ позволил лучше понять, почему более 50% всех эксплуатационных объектов с ГС, пробуренных ранее и вообще не исследованных, не дали ожидаемого эффекта. Исследования после бурения не сделали это процентное соотношение лучше. Нельзя ожидать другого результата, когда получение одной лишь кривой ГК дает основание считать объект исследованным (скважины, пробуренные НПК «Тобус»), или когда объект исследуется людьми, не имеющими соответствующего опыта, или когда измерения проводятся техническими средствами, не обеспеченными ни методически, ни метрологически. Все более среди производителей работ распространяется мнение, что при рыночных отношениях не может быть никаких документов, регламентирующих обязательный комплекс исследований, и что все должно зависеть от экономической состоятельности заказчика. Неправомерность этого мнения очевидна хотя бы потому, что тот же заказчик из-за экономии на информационном обеспечении уже понес огромные материальные затраты, а также потому, что без необходимой и достаточной геологической документации рациональная эксплуатация ГС является весьма проблематичной.


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   11   12   13   14   15   16   17   18   ...   33


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал