Введение к работе
Актуальность проблемы
Электрический каротаж через стальную колонну становится важной составной частью комплекса геофизических методов для исследования обсаженных скважин, проводимого с целью изучения характера насыщения продуктивных пластов и мониторинга разработки месторождений углеводородов (УВ). В настоящее время на рынке промыслово-геофизических услуг сервисными компаниями предлагаются несколько вариантов технологий для каротажа через стальную колонну. Несмотря на различия в способе определения электрического сопротивления пород и конструкции зондов, все они имеют одни и те же граничные условия применения, которые, впрочем, и являются факторами, определяющими необходимость дальнейшего совершенствования технологии электрического каротажа через колонну. Эти ограничения обусловлены высокой температурой в скважине, диаметром обсадных колонн и их техническим состоянием, электрическим сопротивлением разреза и пластовых вод. Многолетний зарубежный и отечественный опыт применения технологии электрокаротажа обсаженных скважин позволяет обобщить, проанализировать и определить возможные направления ее совершенствования с целью расширения области применения и повышения достоверности получаемых результатов. В связи с этим научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, направленные на дальнейшее совершенствование существующей технологии электрического каротажа обсаженных скважин на базе аппаратуры ЭКОС-31-7 (в дальнейшем технология ЭКОС-31-7) с целью повышения точности измерения и достоверности определения характера насыщения коллекторов, а также для мониторинга выработки месторождений УВ и положения контактов между пластовыми флюидами, несомненно, являются актуальной научно-технической задачей.
Цель работы
Совершенствование технологии ЭКОС-31-7 с целью получения информации об удельном электрическом сопротивлении в разрезах с высоким (до 200 Омм) сопротивлением горных пород и повышения достоверности определения характера насыщения коллекторов.
Основные задачи исследования
1.Обобщение и анализ условий и результатов применения технологии ЭКОС-31-7 в различных геолого-технических условиях.
2.Исследование возможности и определение направлений совершенствования технологии ЭКОС-31-7.
3.Обоснование необходимости модернизации:
- конструкции гидропривода скважинного прибора с целью повышения качества контакта измерительных электродов и расширения рабочего диапазона температур;
- телеизмерительной системы (ТИС) и электрических схем скважинного прибора, а также наземной аппаратуры с целью повышения помехоустойчивости, точности измерения и термостойкости.
4.Адаптация методики измерения к новым техническим возможностям усовершенствованной аппаратуры ЭКОС-31-7 с целью сокращения времени измерения и повышения достоверности результатов исследования.
5.Совершенствование программного обеспечения (ПО) технологии ЭКОС-31-7 для оптимизации объема данных и времени измерения удельного электрического сопротивления пород в скважине.
Методы исследования
Проверка усовершенствованных образцов аппаратуры и методики измерения технологии ЭКОС-31-7М проводилась в поверочной установке, контрольно-поверочных и наблюдательных скважинах. Производственные испытания аппаратуры были выполнены в различных геолого-технических условиях нефтегазовых месторождений России и Китая в рамках договора о сотрудничестве в создании и развитии технологий для мониторинга разработки нефтегазовых месторождений.
Результаты оценивались путем сопоставления с данными электрических методов в открытом стволе и с данными каротажа через колонну, полученными аппаратурой ЭКОС-31-7.
Научная новизна
1. На базе новых технических, методических и программных разработок существующий верхний предел измерения (до 100 Омм) удельного электрического сопротивления горных пород для электрического каротажа через стальную колонну расширен до 200 Омм, что подтверждено результатами стендовых испытаний.
2. На основе реализации комплекса технико-технологических решений усовершенствована технология электрического каротажа обсаженных скважин, обеспечивающая при промысловых исследованиях:
- измерения УЭС с погрешностью не более 4 % (против 40 %) в диапазоне удельных электрических сопротивлений от 28 до 80 Омм;
- среднее время измерения на точке не более 100 сек. (против 210 сек.) во всем диапазоне измеряемых значений УЭС при температуре 128С (против 95С);
- высокую достоверность определения характера насыщения коллекторов, подтвержденную результатами промыслово-геофизических исследований.
Основные защищаемые положения
1. Комплекс технических и программно-методических решений, обеспечивающих высокую эффективность работы усовершенствованной технологии электрического каротажа обсаженных скважин ЭКОС-31-7М и включающий в себя:
- модернизацию скважинной и наземной аппаратуры;
- адаптацию методики измерения;
- совершенствование программного обеспечения.
2. Усовершенствованная технология ЭКОС-31-7М, позволяющая повысить точность и достоверность определения удельного электрического сопротивления горных пород через стальную колонну в расширенном диапазоне измерения.
Практическая ценность и реализация работы
Диссертационная работа выполнена в период с 2005 по 2010г.г. в научно-исследовательской геофизической экспедиции ООО «Научно-производственное предприятие геофизической техники «Геофизика» (г. Пятигорск). Автор является инициатором, руководителем и соисполнителем работ по совершенствованию аппаратуры и методики измерения и созданию усовершенствованной технологии ЭКОС-31-7М в целом.
К настоящему времени в ООО НПП ГТ «Геофизика» выпущено более 10 комплектов усовершенствованной аппаратуры ЭКОС-31-7М, которые используются в Китае. Производственные испытания и внедрение усовершенствованной технологии ЭКОС-31-7М прошли на предприятиях компаний CNPC и CINOPEC (КНР), о чем имеются соответствующие акты о результатах испытаний и отзывы о внедрении.
Отдельные измерения проводились в России в скважинах компаний ОАО «НК ЛУКОЙЛ», ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз». С результатами и заключениями по испытаниям усовершенствованной технологии были ознакомлены специалисты ОАО «НК Роснефть», ОАО «ТНК-ВР Холдинг», ОАО «Краснодарнефтегеофизика», ПФ «Ставропольгазгеофизика», ООО «Кубаньгазпром», ООО «Газпромгеофизика» и другие.
Апробация работы
Результаты исследований по теме диссертации докладывались на ежегодных научно-практических конференциях по геофизической технике и технологиям в рамках нефтяного конгресса «Газ – Нефть» в г. Уфе в 2009- 2010г.г., на V Российско-Китайском симпозиуме по геофизическим технологиям в г. Москве в 2008 г.
Результаты работ по исследованию скважин обсуждались на НТС ООО НПП ГТ «Геофизика», ОАО «Роснефть–Краснодарнефтегаз» в 2005г., на совещании в ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» в 2007г., а также на совещаниях в компаниях CNPC и CINOPEC (КНР) в 2008 и 2010г.г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК, - 2 работы. В публикациях в соавторстве автору принадлежат постановка задач, экспериментальные, методические и промысловые исследования, описывающие методику измерения и поверки аппаратуры, обработка и геологическая интерпретация их результатов.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и основных выводов. Текст изложен на 117 страницах, включая 27 рисунков и 5 таблиц. Список использованных источников включает 107 наименований.
Работа выполнена под руководством кандидата геолого-минералогических наук Кривоносова Р. И., которому автор выражает глубокую благодарность за помощь, внимание и поддержку.
Автор благодарит сотрудников предприятия ООО НПП ГТ «Геофизика» Андрейченко А.В., Апришко В.Ф., Естина Ю.А., Сидельникову Л.А., Степанова А.С., Трифонова Ю.В., Федорова В.В. за творческое сотрудничество при совершенствовании аппаратуры, проведении скважинных испытаний и создании технологии, а также доктора технических наук Кашика А.С., доктора геолого-минералогических наук Гридина В.А, кандидата технических наук Служаева В.Н., кандидата геолого-минералогических наук, доцента Шароварина В.Д., Крючатова Д.Н. за внимание и поддержку.
