Способ геофизического исследования скважин

 

Использование: для исследования скважин и количественной оценки петрофизических характеристик пород при наличии азимутальной асимметрии чувствительности приборов к исследуемым параметрам. Цель: повышение эффективности и точности оценок путем проведения измерений с максимальной разрешающей способностью. Сущность изобретения: предварительно для скважинного прибора устанавливают характер распределения радиальной чувствительности по его периметру, определяют направление максимальной чувствительности к измеряемому параметру. Непосредственно перед замером на корпусе прибора со стороны, противоположной направлению максимальной радиальной чувствительности, размещают и фиксируют отклонитель. 4 ил.

Изобретение относится к способам геофизического исследования скважин (ГИС) нефтегазовых месторождений, выполняемых с целью изучения и количественной оценки петрофизических характеристик пород геологического разреза.

Известен способ ГИС, включающий измерение глубинным прибором геофизического параметра и последующую оценку петрофизических характеристик пород геологического разреза [1] .

Недостатком способа является низкая точность оценки петрофизических характеристик пород, выполняемой без учета особенностей вклада скважины в показания глубинного прибора.

Известен способ ГИС, включающий измерение глубинным прибором геофизического параметра α и последующую оценку характеристик ω породы с учетом вклада α_o скважины в показания прибора в соответствии с соотношением [2] : α= α_o+K˙ω, где К - чувствительность прибора к изменению исследуемой характеристики горной породы.

Недостатком способа является низкая точность учета вклада скважины в показания прибора при наличии у последнего азимутальной асимметрии радиальной чувствительности к измеряемому параметру и неопределенности пространственного расположения прибора в стволе скважины во время замера.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ ГИС, в котором предварительно устанавливают характер распределения радиальной чувствительности по периметру прибора [K= f( ϕ)] и определяют направление максимальной радиальной чувствительности, а в скважине одновременно с основным геофизическим параметром дополнительно измеряют азимутальный угол между апсидальным направлением и направлением максимальной радиальной чувствительности прибора, с учетом которого и оценивают характеристики пород [3] .

Основным недостатком способа, принятого за прототип, является низкая эффективность и точность оценки петрофизических характеристик горных пород.

При выполнении скважинных замеров приборами с азимутальной асимметрией чувствительности к исследуемым характеристикам, замеры в отдельных интервалах из-за вращений прибора могут проводиться с недопустимо низкой разрешающей способностью (чувствительностью), что существенно снизит эффективность и точность оценок истинных характеристик породы.

Цель изобретения - повышение эффективности и точности оценок петрофизических характеристик горных пород путем проведения скважинных измерений с максимально возможной чувствительностью к исследуемому параметру.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу ГИС, включающему оценку характеристик породы по данным скважинных измерений прибором, для которого предварительно установлена азимутальная асимметрия его чувствительности к измеряемому параметру, а по периметру корпуса определено направление максимальной чувствительности, непосредственно перед замером на корпусе прибора со стороны, противоположной направлению максимальной чувствительности, размещают и фиксируют отклонитель.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ ГИС отличается от прототипа тем, что в нем скважинные измерения проводят с максимально возможной и постоянной чувствительностью прибора к исследуемой характеристике. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "Новизна".

Автору не известны технические решения, содержащие сходные признаки, отличающие его от прототипа, а именно отсутствие в них операций размещения и фиксирования непосредственно перед проведением замера на корпусе прибора со стороны противоположной направлению максимальной чувствительности отклонителя, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Существенные отличия".

Наличие отклонителя в новой совокупности признаков позволяет освободиться от необходимости дополнительных измерений азимутального угла между апсидальным направлением и направлением максимальной радиальной чувствительности прибора, а замер основного геофизического параметра проводить с максимально допускаемой прибором чувствительностью.

На фиг. 1 представлена модель скважины с относительно различным (а, б, в, г, д) азимутальным размещением в ней геофизического прибора; на фиг. 2 - рабочая характеристика двухзондового прибора нейтронного каротажа при наличии азимутальной асимметрии его чувствительности к измеряемому в скважине параметру; на фиг. 3 - характер распределения чувствительности (К) по периметру (ϕ ) прибора К= f( ϕ); на фиг. 4 - схема размещения на корпусе прибора отклонителя, фиксированного относительно азимутального направления максимальной чувствительности прибора.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Предварительно для скважинного прибора устанавливают характер распределения радиальной чувствительности по его периметру и определяют направление максимальной чувствительности к измеряемому параметру. Для этого размещают (фиг. 1) прибор 1 в модели 2 скважины, выполненной в блоке 3 имитатора породы, и регистрируют показания α прибора, причем показания α регистрируют при размещении прибора на стенке ствола скважины с последовательно-поочередным поворотом корпуса прибора вокруг оси на угол ϕ_i , например, на угол ϕ = 90^о, как показано на позициях "а", "б", "в", "г" и "д" фиг. 1. Таким образом, для прибора относительно его периметра ( ϕ) устанавливают (фиг. 3) характер распределения чувствительности К и определяют направление, в котором его радиальная чувствительность максимальна. Кроме того, полученные данные α= f(ϕ_i) используют для представления (фиг. 2) рабочих характеристик прибора - его показаний α в зависимости от изменения основного параметра (например, влажности породы ω , % ) и угла ϕ поворота корпуса прибора в стволе скважины. После указанной предварительной подготовки приступают к выполнению геофизических измерений в скважине. При этом непосредственно перед замером в скважине на корпусе прибора со стороны, противоположной направлению максимальной чувствительности (фиг. 4), устанавливают и фиксируют отклонитель 4. После этого приступают к проведению скважинных измерений с максимально допускаемой геофическим прибором разрешающей способностью к исследуемому петрофизическому параметру породы, т. е. с максимально допустимым для данного прибора значением чувствительности К, а по результатам выполненных измерений оценивают характеристики пород.

П р и м е р. Перед скважинными измерениями для прибора нейтронного каротажа (НК) предварительно изучают характер распределения по его периметру (ϕ ) чувствительности К= f( ϕ) к изменению влажности (ω ) пород и определяют азимутальное направление ( ϕ_* ) максимальной чувствительности (К_mаx) прибора к измеряемому параметру (ω ). Для этого размещают прибор к модели скважины (с заданными условиями измерения: диаметр ствола скважины d_c= 200 мм; в стволе скважины "соленый" раствор) и регистрируют показания α прибора НК в зависимости от изменения влажности (ω ) породы. При этом показания α= f(ω) регистрируют при размещении прибора на стенке ствола скважины с последовательно-поочередным поворотом корпуса прибора вокруг оси на угол ϕ = 90^о, как показано на позициях "а", "б", "в", "г" и "д" фиг. 1.

Полученные в модели скважины результаты измерений α= f(ω) представляют с учетом α_oi и К_i в виде рабочих характеристик α= α_oi+K_iω (фиг. 2). Эти же данные используют для представления характера изменения радиальной чувствительности (К_i) по периметру (ϕ_i ) прибора (фиг. 3). В результате предварительно выполненной описанным образом работы на корпусе прибора отмечают направление ( ϕ_* = 0), в котором радиальная чувствительность прибора максимальна (К_max). Непосредственно перед скважинным замером на корпусе прибора со стороны, противоположной предварительно установленному направлению максимальной чувствительности, размещают (фиг. 4) и фиксируют отклонитель 4. Причем отклонитель 4 фиксируют на корпусе прибора защелкой 5 для предотвращения вращений отклонителя относительно (вокруг) корпуса и выполняют скважинные замеры с максимальной чувствительностью Кmax.

Выполненные экспериментальные и промысловые исследования показали, что проведение скважинных измерений приборами с азимутальной асимметрией чувствительности, у которых на корпусе со стороны противоположной направлению максимальной чувствительности размещен и зафиксирован отклонитель, обеспечивает наличие положительного эффекта и достижение поставленной цели изобретения, а именно повышение эффективности и точности оценки петрофизических характеристик горных пород за счет проведения скважинных измерений с максимально возможной и неизменяющейся чувствительностью к исследуемому параметру.

Таким образом, отличительными и преимущественными особенностями использования предлагаемого способа в сравнении с известными техническими решениями, в том числе и с прототипом, являются: - повышение эффективности и точности определения петрофизических характеристик горных пород; - возможность использования для скважинных измерений геофизических приборов с индивидуальными отличительными особенностями метрологических характеристик, в частности, приборов с азимутальной асимметрией чувствительности к измеряемому параметру; - экономия материальных и трудовых затрат за счет возможности эффективного использования приборов с азимутальной асимметрией чувствительности к измеряемому параметру. (56) Теория нейтронных методов исследования скважин С. А. Кантор, Д. А. Кожевников, А. П. Поляченко, Ю. С. Шимелевич - М. : Недра, 1985, с. 85.

Стандартизация двухзондовой аппаратуры нейтронного каротажа со шкалой пористости (Е. В. Семенов, Т. Е. Крутова, Н. В. Лаптев, Л. А. Кузнецова - В кн. : Оценка выработки и качества вскрытия пластов методами ГИС. Тр. ВНИИнефтепромгеофизика - Уфа, 1988, вып. 18, с. 61-68. ).

Автоpское свидетельство СССР N 1686139, кл. Е 21 В 47/00, 1989.

Формула изобретения

СПОСОБ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН, включающий измерение глубинным прибором геофизического параметра, оценку характеристик породы по данным измерений с учетом расположения прибора в скважине, для которого предварительно определяют по периметру корпуса направление его максимальной радиальной чувствительности к измеряемому параметру, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и точности оценок путем проведения измерений с максимальной разрешающей способностью, непосредственно перед измерениями геофизического параметра на корпусе прибора со стороны, противоположной направлению его максимальной чувствительности, устанавливают и фиксируют отклонитель.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4