Виды методов и применение каротажа

Каротаж скважин – что это такое?

Виды методов и применение каротажа

Для того чтобы оценить эффективность и работоспособность нефтяного месторождения, чаще всего используют каротаж скважин, который является одним из самых популярных способов разведки.

Каротаж включает разные методы геологического исследования скважин; как правило, процедура сопровождается составлением необходимой документации, необходимой для детального изучения скважин.

Такое исследование обычно основывается на изучении геофизических полей.

Что такое каротаж и когда он применяется?

Каротаж скважин применяется при разработке нефтяных и газовых месторождений, а также при ремонте ствола самой скважины. Он необходим и при обычной эксплуатации для того, чтобы осуществлять контроль над техническим состоянием скважины. Каротаж применяется в нефте- и газодобывающей промышленности; также некоторые методы могут быть использованы для водяных скважин.

Каротаж скважин нефти и газа помогает держать под контролем их техническое состояние. Поскольку при неисправности скважины может возникнуть не только убыточная, но и опасная для жизни и здоровья рабочих нефтедобывающего предприятия ситуация, то с помощью каротажа можно предупредить ее возникновение.

Для изучения физических резервов скважин проводят каротаж скважин при помощи различных методов, которые имеют разную эффективность не только в зависимости от местности и поставленных перед каротажем задач, но и многих других факторов.

Каротаж скважин осуществляется различными способами, но все они объединены одной общей задачей: изучение искусственных и естественных физических полей, которые имеют разную природу. Интенсивность каротажа зависит от свойств грунта.

Основные методы каротажа

Чаще всего для геофизического исследования нефтяных и газовых скважин используются следующие методы каротажа:

Способы электрического исследования. Этот метод основан на изменении магнитного поля грунтового пласта, которое создается искусственно или возникает без дополнительных стимулирующих действий. Данный способ исследования часто используется для проверки технического состояния ствола.

Различные горные породы отличаются по характеристикам проводимости электроразряда. Для того чтобы пользоваться данным методом, нужно знать способность электросопротивления породы, с которой предстоит иметь дело. Принцип работы заключается в следующем: при помощи специального зонда в шахте делают измерения электрического поля.

После этого благодаря математическому и физическому анализу можно будет рассчитать основные характеристики месторождения.

Способы ядерно-геофизического исследования. При помощи этого метода каротажа выясняют, какова плотность скважины, ее пористость, количество угля, есть ли в грунте водород или другие газы. Существуют следующие подвиды этого способа исследования:

  • Гамма-каротаж: этот метод применяется для измерения гамма-излучения пласта, и зонд, используемый для работы, оснащается специальным детектором, который улавливает гамма-квантовые волны, трансформирует их в электроимпульс и посылает на оборудование для получения показателей. Такой метод каротажа особенно хорош для исследования закрытых скважин, т.е. внутри обсадной трубы, где нельзя применять, например, способы электрического исследования.
  • Гамма-гамма каротаж. Этот метод используется при проверке радиоактивности пласта, имеющей искусственное происхождение, и скважина проходит гамма-облучение, после которого приборы отмечают воздействие ответных волн. Метод позволяет узнать о наличии излучений, которые не проявились бы без искусственного стимулирования.
  • Нейтронный. Этот способ работает по схожему принципу, но облучение производится при помощи нейтронных волн.

Методы газового каротажа. При помощи этой группы способов выявляют количество углерода в скважине. Благодаря этому можно вычислить наиболее продуктивный слой грунта, насыщенный газом.

Для осуществления этого метода каротажа скважин необходимы чувствительные газоанализаторы.

Точность полученных результатов зависит от разновидности применяемого раствора, интенсивности циркуляции, скорости создания скважины и других факторов.

Кавернометрия. Такой метод основан на данных получаемых при замере поперечного диаметра скважин. Эти данные необходимы для вычисления размера обсадной трубы. Также способ позволяет обнаружить повреждения стенок скважины, если такие имеются.

Акустический каротаж. При этом способе измеряют скорость звукового сигнала, которая требуется ему для того, чтобы пройти грунты в пространстве возле скважины.

Основан метод на том, что разные породы имеют разную плотность, из-за которой у звукового сигнала разнится время прохождения через слои грунта или породы. Таким образом, можно узнать, через какие слои проходит скважина.

Для работы может быть использовано звуковое или ультразвуковое специальное оборудование, и оно состоит из двух типов устройств – датчика, который опускается непосредственно вниз, и аппарата для получения и преобразования результата исследования.

Термокаротаж. Такой метод используется исключительно для контроля работы уже имеющихся скважин. Для проверки состояния скважины в нее опускают специальный термометр.

При помощи этого прибора выясняют, имеет ли обсадная колонна скважины целостную структуру и где в ней находятся дефекты, так как температура в поврежденном месте отличается от показателя для всей скважины.

Процедура может быть осуществлена посредством определения природного теплового либо искусственного поля, а также методом охлаждения.

Возможности и преимущества каротажа скважин

Каротаж скважин – это достаточно сложный процесс, способ проведения которого зависит от функциональных возможностей, типа месторождения, грунтовых особенностей и других факторов. Полученные результаты могут быть полезны как при ремонте оборудования, так и в процессе разработки обнаруженного нефтяного или газового месторождения.

Видео: Каротаж скважин

Источник: http://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/karotazh-skvazhin-chto-eto-takoe/

Каротаж – «Энциклопедия»

КАРОТАЖ  [французский carottage – отбор бурового керна, от carotte – морковь; керн (по форме моркови)], комплекс методов, основанных на измерении физических полей в буровых скважинах с целью изучения горных пород, вскрытых скважиной и расположенных вблизи неё.

К основным задачам каротажа относятся изучение геологического разреза скважины, выделение пластов полезного ископаемого и оценка содержания в них полезных компонентов. Геофизические исследования скважин, существенной частью которых является каротаж, позволяют проводить эти работы, значительно сократив объём отбираемого керна.

Комплекс каротажных методов, применяемых в нефтяных и газовых скважинах, называют промысловой геофизикой.

Первые температурные измерения в нефтяных скважинах Азербайджана и Дагестана были выполнены в 1906-16 годах Д. В. Голубятниковым. Широкое применение каротажа связано с деятельностью французских учёных К. и М.

Шлюмберже, которые в 1926-31 провели измерения электрического сопротивления и самопроизвольной поляризации пород в нефтяных скважинах методами электрического каротажа. В 1933 В. А. Фок решил задачу о распределении электрического поля в скважине; опираясь на это решение, российский геофизик Л. М.

Альпин рассчитал палетки (собранные на одном листе кривые измеряемых параметров в зависимости от электрических свойств пород), которые легли в основу метода бокового каротажного зондирования (БКЗ). Дальнейшее развитие теории электрического каротажа и разработка способов практического применения метода БКЗ были выполнены российскими геофизиками С. Г.

Комаровым и В. Н. Дахновым. В 1933-1934 годах группа российских геофизиков (Г. В. Горшков и др.) разработала гамма-каротаж, основанный на измерении естественной радиоактивности горных пород. В 1941 Б. М. Понтекорво предложил нейтронный каротаж. В 1946-48 американский геофизик Х. Г.

Долль предложил электрический каротаж с фокусировкой тока (боковой каротаж), индукционный каротаж и зонды для микроэлектрических исследований скважин. В 1938-39 американский геофизик Г. Арчи и Дахнов установили зависимость электрических свойств пород от их пористости (закон Арчи – Дахнова).

Реклама

Методика проведения каротажа. При каротажных исследованиях в скважину спускают на лебёдке скважинный прибор, оборудованный датчиками физических параметров.

Скважинный прибор соединён с регистрирующей аппаратурой, расположенной на поверхности, специальным каротажным кабелем, обеспечивающим электроснабжение прибора и передачу сигналов датчиков. Средства телеметрии позволяют одновременно передавать на поверхность большое количество сигналов по одной жиле кабеля.

Технические средства проведения каротажа (лебёдка с кабелем, контрольно-измерительная аппаратура, скважинные приборы и зонды), размещённые на автомобиле, вездеходе и др., называют каротажной станцией. При измерениях в горизонтальных скважинах скважинный прибор крепится на бурильных трубах и перемещается вдоль скважины с их помощью.

В этом случае скважинный прибор действует автономно (без каротажного кабеля) и снабжается не только датчиками физических параметров, но также источниками питания и регистрирующим устройством.

При каротаже буровых скважин измеряются такие физические параметры горных пород, как удельное электрическое сопротивление, естественная радиоактивность, скорости распространения упругих волн, магнитные свойства, температура и др. Соответственно различают электрический каротаж, радиоактивный каротаж (ядерно-физические методы каротажа), акустический каротаж, каротаж магнитной восприимчивости, термокаротаж и др.

Электрический каротаж подразделяют на несколько основных модификаций, в которых определяют различные характеристики электрического поля. В методе самопроизвольной поляризации измеряют электрические потенциалы, самопроизвольно возникающие в скважине; в методе сопротивлений определяют удельное электрическое сопротивление горных пород.

При проведении работ применяют зонды электрического каротажа, содержащие токовые и измерительные электроды: первые служат для пропускания электрического тока в горные породы, пересечённые скважиной, вторые – для измерения потенциала или напряжённости электрического поля.

В методе бокового каротажа используют зонды с фокусировкой тока в направлении пластов, пересечённых скважиной.

В индукционном каротаже электрические токи в горных породах возбуждают при помощи генераторной катушки, питаемой переменным током (без гальванического контакта электродов с горными породами). При помощи измерительной катушки, соосной с генераторной, измеряется напряжённость магнитного поля токов в породе, величина которой определяется электропроводностью горных пород.

В диэлектрическом каротаже поле в скважине возбуждается генераторной катушкой, питаемой переменным током значительно более высокой частоты. В этом случае измеряется разность фаз между двумя точками на оси скважины, определяемая диэлектрической проницаемостью горных пород.

В каротаже магнитной восприимчивости измеряется возникающая в катушке эдс, величина которой зависит от магнитной восприимчивости горных пород.

Ядерно-физические методы каротажа сводятся либо к измерению естественной радиоактивности горных пород (гамма-каротаж), либо к определению интенсивности воздействия на горные породы потоков гамма-квантов (гамма-гамма-каротаж) или нейтронов (нейтронный каротаж).

Интенсивность естественного гамма-излучения горных пород измеряется с помощью скважинных радиометров. При гамма-гамма-каротаже в корпус скважинного прибора помещают зонд, состоящий из источника гамма-квантов и детектора, разнесённых по оси скважины.

Изучается рассеянное горными породами гамма-излучение, интенсивность которого зависит от плотности пород. Зонд нейтронного каротажа включает источник быстрых нейтронов и детектор (гамма-квантов или медленных нейтронов).

Нейтроны, испускаемые источником, бомбардируют стенку скважины, замедляются при соударениях и захватываются ядрами атомов. Захват нейтрона сопровождается испусканием гамма-излучения. Наиболее интенсивно нейтрон замедляется в среде с большим содержанием водорода.

Поскольку водород содержится в пластовой воде и углеводородах, заполняющих пустотное пространство горной породы, нейтронный каротаж является одним из основных методов определения пористости пород-коллекторов.

Пористость горных пород оценивают также при помощи акустического каротажа. Зонд акустического каротажа содержит источники и приёмники упругих колебаний, расположенные на корпусе скважинного прибора и разнесённые по оси скважины. Измеряется время пробега упругой волны от источника до приёмника (в буровом растворе и по стенке скважины), а также амплитуда волны.

Время пробега определяется скоростью распространения упругих колебаний в горных породах. Характер изменения амплитуд с удалением от источника позволяет оценить степень затухания упругих волн при их распространении в горных породах. Скорости упругих волн определяет и сейсмический каротаж.

Читайте также:  Особенности фильтров для воды с керамическим наполнением

В этом случае источник упругих колебаний располагается на поверхности, а сейсмоприёмники – на различной глубине в скважине.

В нефтяных и угольных скважинах проводят газовый каротаж для определения нефтегазоносности пласта или оценки загазованности угольного пласта. Определяется количество и состав газа, попавшего в промывочную жидкость (буровой раствор) при разбуривании пласта.

Для литологической характеристики пород, пройденных скважиной, при газовом каротаже также изучают шлам.

Проведение механического каротажа (регистрации зависимости ряда параметров, характеризующих режим бурения скважины, от глубины скважины) позволяет интерпретировать данные газового каротажа и изучить геологический разрез скважины.

К каротажу скважин относится также регистрация падения пластов (смотри Наклонометрия), диаметра и искривления скважины (смотри Кавернометрия и Инклинометрия) и другие виды контроля технического состояния скважины. Скважинные приборы на каротажном кабеле используются для различных технологических операций: отбора образцов горных пород и пластового флюида из стенок скважины, перфорации обсадных колонн и др.

Результаты измерений в скважине представляются в виде каротажных диаграмм, отражающих зависимость различных физических параметров от глубины скважины. Обработка и интерпретация каротажных диаграмм проводится либо непосредственно при записи каротажных кривых, либо в обрабатывающем центре после проведения каротажа.

Выбор того или иного метода каротажа определяется поставленной задачей, характером геологического разреза (терригенный, карбонатный или гидрохимический), наличием обсадной колонны и типом скважины (разведочная или эксплуатационная).

Использование каротажа. На угольных месторождениях методы каротажа применяются для литологического изучения разрезов скважин, выделения пластов углей, оценки их зольности (несгораемого остатка), определения мощности и строения пластов.

Мощность угольных пластов мала, поэтому используются микрометоды каротажа и электрический каротаж с фокусировкой тока.

Особенно эффективно угольные пласты выделяют по данным плотностного гамма-гамма-каротажа и акустического каротажа, так как плотность углей существенно меньше плотности окружающих пород.

На рудных месторождениях выявление руд и их количественная оценка проводятся ядерно-физическими методами каротажа, а также методами электрического каротажа (для выделения магнетитовых и сульфидных руд, обладающих электронной проводимостью) и каротажа магнитной восприимчивости (для магнетитовых руд). Редкоземельные элементы и марганец характеризуются высокими сечениями захвата нейтронов, поэтому оценка этих месторождений проводится по данным нейтронного каротажа. Содержание алюминия в бокситах выявляют по данным нейтронного каротажа: измеряют интенсивность гамма-излучения распада изотопа 28Al, образующегося в результате радиационного захвата тепловых нейтронов ядрами стабильного изотопа 27Al. Содержание вольфрама и многих других элементов оценивают с помощью рентгенорадиометрического каротажа. В скважинах урановых месторождений ведущим методом является гамма-каротаж.

Наибольшее развитие методы каротажа получили при исследованиях в нефтяных и газовых скважинах, где они применяются на всех этапах геологоразведочных работ.

Интерпретация каротажных диаграмм позволяет выделить пласты-коллекторы, способные содержать и отдавать углеводороды, определить мощности этих пластов, их пористость и проницаемость. В частности, для оценки содержания углеводородов в пласте используются методы электрического и индукционного каротажа.

В пустотах (порах, кавернах и трещинах) пласта-коллектора содержится смесь нефти, газа и пластовой воды. Электрической проводимостью в этой смеси обладает только пластовая вода, поэтому с увеличением содержания углеводородов в пласте его удельное электрическое сопротивление увеличивается.

Содержание воды в горных породах оценивают также методом диэлектрического каротажа. Пористость пласта-коллектора определяется по данным акустического каротажа, различных модификаций ядерно-физического каротажа и каротажа самопроизвольной поляризации.

В последнем методе пористость оценивается по диффузионно-адсорбционным свойствам пластов-коллекторов. В эксплуатационных нефтяных и газовых скважинах методами каротажа проводится контроль разработки месторождения, например, контроль положения контакта между водой и нефтью в нефтяном пласте.

Методы каротажа широко применяются в гидрогеологии и инженерной геологии при поисках и разведке подземных вод, контроле и охране окружающей среды, решении проблем мелиоративной и шахтной гидрогеологии, исследовании грунтов и донных отложений (при строительстве мостов, железных и шоссейных дорог, плотин, крупных зданий и др.). Роль каротажных исследований особенно возросла в связи с необходимостью построения цифровых геологических и гидродинамических моделей месторождений.

Лит.: Геофизические методы исследования скважин / Под редакцией В. М. Запорожца. М., 1983; Аппаратура и оборудование для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин. М., 1987; Скважинная и шахтная рудная геофизика / Под редакцией В. В. Бродового. М., 1989.

И. А. Мараев.

Источник: http://knowledge.su/k/karotazh-

Каротаж скважины: разновидности и процесс проведения

Бурение скважин на воду, это сложный технологический процесс. Один из этапов – это комплекс геофизических исследований, направленных на анализ слоев грунта. Общее название этих работ – каротаж скважины.

Благодаря нему, можно точно оценить состав слоев грунта и запасы водоноса. А это, позволяет правильно рассчитать будущий дебет источника, что немаловажно для планирования системы водопровода и расчета мощности оборудования.

Что такое каротаж

Каротаж скважин, это комплекс мероприятий, направленный на исследование состояния обсадной колонны. Исследования могут проводиться на двух этапах строительства источника:

  • в процесс буровых работ – позволяет правильно оценить состояние грунта и запасы водоносных слоев;
  • после установки обсадной трубы – в этом случае, делается анализ правильности установки и соблюдения технологии.

Каротаж позволяет выявить нарушения герметичности труб, ошибки в установке фильтров еще до ввода скважины в эксплуатацию.

Например, если в трубе есть трещины, это пагубно скажется на качестве питьевой воды, т.к. грязь с верхних слоев будет попадать прямо в источник.

Каротаж позволяет вовремя обнаружить такие проблемы и сразу же их устранить. А это значительно продлит срок эксплуатации источника.

Также, этот метод применятся и для оценки состояния действующей скважины. Например, в случае уменьшения дебета, он позволит правильно установить причины. И определить дальнейшие действия.

Кроме того, можно выявить такие особенности источника:

  • правильность установки насоса;
  • полную карту залегания слоев грунта;
  • радиоактивность пластов;
  • степень засорения фильтров;
  • общую оценку работы скважины.

Все эти исследования проводятся специальным прибором, который постепенно опускается в осадную трубу. Стоит отметить, что для правильной оценки показаний, работники должны обладать соответствующим опытом.

Виды исследований

Всего, существует несколько разных методов каротажа:

  • гамма-каротаж;
  • видеокаротаж;
  • кавернометрия;
  • инклинометрия.

Есть и другие способы, однако, эти наиболее эффективные и распространенные.

Видеокаротаж

Видеокаротаж скважин позволяет визуально оценить ее состояние. Принцип исследований довольно прост:

  • в скважину опускается специальная глубинная камера;
  • видеоряд с устройства, передается на монитор, находящийся на поверхности;
  • по мере опускания, оператор контролирует состояние колонны.

Колонна анализируется по всей длине, а возможные проблемы фиксируются. Таким образом, оценивается состояние обсадной колонны, и выявляются места с нарушенной герметизацией и трещинами.

Также, на видео можно увидеть любые загрязнения и наросты в трубе. Плюс этого метода, в том, что он позволяет понять состояние фильтров и правильность расположения глубинного насоса. А в случае его поломки, неисправность можно вывить прямо на месте.

Гамма каротаж

Этот вид относится к радиоактивным исследованиям скважин. Вообще, существуют и другие разновидности, однако этот самый популярный. Широкая распространенность объясняется его простотой и эффективностью.

В ходе исследований, в ствол вводится специальный прибор, который излучает электромагнитные импульсы. На основании полученных данных по мере прохождения ствола, строится непрерывная диаграмма. Затем, оценивается естественная радиоактивность разных пластов.

Таким образом, гамма метод, позволяет определить наличие в породах таких элементов как:

  • фосфор;
  • калий;
  • уран;
  • торий;
  • радий.

А это дает возможность оценить пригодность источника для питья еще на этапе бурения. Однако такие исследования должны проводиться в комплексе с видеокаратожом. Это позволит сделать комплексную оценку состояния источника.

Кавернометрия

Этот метод, позволяет оценить ровность пробуренного отверстия. Он применятся после бурения, и анализирует состояние всех пластов, через которые прошла бурильная установка.

Таким образом, оцениваются отклонения ширины отверстия от запланированных на этапе разведывательных работ. Вообще, существует такая зависимость:

  • обнаружено расширение диаметра – значит, проходятся глинистые пласты;
  • появилось сужение – это говорит о наличии рыхлых пластов, например песчаника;
  • диаметр без изменений – ствол проходит через твердые породы.

В целом, такое исследование, позволяет оценить состояние пробуренного отверстия и правильно определить необходимые материалы для обсадки скважины.

Инклинометрия

Этот метод позволяет оценить вертикальность бурения. Он проводится непосредственно во время выполнения бурильных работ.

Существует несколько способов проведения инклинометрии:

  • электрический;
  • гироскопический;
  • фотографический.

Поскольку исследования проводятся совместно с бурением, зонд считывает показания скважины и передает их на считывающий прибор в реальном времени. А это позволяет своевременно выявить проблемы и исправить настройки оборудования.

Стоимость каротажа

Цена исследований зависит от многих факторов:

  • глубины;
  • состояния источника;
  • удаленности от города;
  • выбранного способа.

Наиболее востребованы работы по телеметрии и комплексные:

Регион Видеокаротаж Комплексное исследование
Москва 7000–15000 рублей 9000–20000 рублей
СПБ 7000–14000 рублей 9000–20000 рублей
Другие регионы 5000–14000 рублей 7000–20000 рублей

Это ориентировочные расценки. Окончательная стоимость может быть известна только после консультации со специалистом.

Комплексное исследование

Не зависимо от выбранного метода, ни один из способов не может дать полного представления о состоянии скважины. Например, опускание глубинной камеры, не позволяет оценить радиоактивность пластов, а также вертикальность колонны. Точно так же и другие виды, не могут дать полной информации.

Поэтому, для получения точной картины, особенно при обустройстве нового источника применяется комплексный подход.

В этом случае, этапы каротажа состоят из:

  • инклинометрии, которая оценивает правильность бурения;
  • радиологических исследований – они необходимы для оценки загрязнения источника и пригодности воды для питья;
  • после этого, возможно применение кавернометрии, которая оценивает состояния отверстия и соответствие приготовленной обсадки для пройденных пластов.

Завершающий этап – это исследование при помощи глубинной видеокамеры. Это дает возможность сразу же найти и исправить все технологические ошибки, допущенные во время окончательного обустройства.

Вообще, визуальные исследования рекомендуется проводить раз в 3-5 лет. Они дают возможность выявить возможные проблемы на начальной стадии и таким образом продлить срок службы скважины.

Источник: http://KanalizaciyaSam.ru/skvazhina/karotazh-skvazhiny.html

Радиоактивные методы каротажа

Поиск Лекций

Решаемые задачи в промысловой геофизики.

Геофизические исследования скважин являются областью прикладной геофизики, в которой современные, физические методы исследования вещества используются для геологического изучения разрезов, пройденных скважинами, выявления и оценки запасов полезных ископаемых, получения информации о ходе разработки месторождений и о техническом состоянии скважин. Геофизические исследования в скважинах, бурящихся на нефть и газ, называют промысловой геофизикой. Сущность любого геофизического метода состоит в измерении вдоль ствола скважины некоторой величины, характеризующейся одним или совокупностью физических свойств горных пород, пересеченных скважиной. Физические свойства пород связаны с их геологической характеристикой и это позволяет по результатам геофизических исследований судить о пройденных скважиной породах.

-изучение геологического разреза скважин (литолого-геологический разрез скважины)

-изучение технического состояния скважин

-контроль за разработкой месторождения нефти и газа

-проведение прострелочных и взрывных работ в скважинах

Читайте также:  Как самому обустроить скважину без кессона

-опробование пластов и отбор образцов со стенок скважины

9. Классификация методов ГИС:

· Электрические методы

· Радиометрические методы

· Сейсмоакустические методы

· Газовый каротаж

· Термокаротаж

· Кавернометрия

· Контроль за разработкой нефтяных и газовых месторождений

10.

Включают в себя каротаж сопротивлений: кажущегося сопротивления (КС) -измерение удельного сопротивления горных пород; Боковой каротаж (БК) — разновидность КС экранированными электродами и их микрозондовые модификации КС МЗ и БК МЗ; Применяются различные виды токовых каротажей ТК.

К электрическим так же можно отнести индукционный каротаж ИК-измерение удельной проводимости горных пород при помощи катушек индуктивности. Метод измерения и интерпретации естественных электрических потенциалов горных пород в скважинах или каротаж методом самопроизвольной поляризации (ПС).

Относительно ПС. В Узбекистане при исследовании скважин методом ПС перед двумя разрушительными землетрясениями в районе города Газли были замечены отклонения диаграмм ПС.

Методы электрического каротажа, основанные на дифференциации горных пород по УЭС, называют методами сопротивления. Их реализуют с помощью измерительных установок — зондов. Существуют нефокусированные и фокусированные зонды.

Радиоактивные методы каротажа

В настоящее время широкое распространение получили два метода радиоактивного каротажа: гамма-каротаж (ГК) и нейтронный гамма-каротаж (НГК). При гамма-каротаже измеряют относительную естественную радиоактивность пород, пересеченных скважиной, а при нейтронном гамма-каротаже определяют интенсивность вторичного гамма-излучения, вызванного действием нейтронов на породу.

Радиоактивностью называют самопроизвольный или искусственно вызванный распад атомных ядер химических элементов, сопровождающийся радиоактивным излучением.

Радиоактивные элементы испускают альфа-, бета- и гамма-лучи (α-, β- и γ-лучи).

При радиоактивном каротаже наблюдают только γ -излучение, поскольку этот вид лучей обладает достаточной проникающей способностью и может быть зарегистрирован в буровых скважинах.

Два других вида излучений поглощаются корпусом прибора, осадной колонной и слоем бурового раствора между прибором и стенкой скважины.

Определение изменения интенсивности естественного ‑ γ -излучения пород вдоль ствола скважины называют гамма-каротажем. Все вещества, встречающиеся в природе, в том числе и горные бороды, содержат некоторое количество радиоактивных элементов.

Однако концентрация этих элементов чрезвычайно мала. Тем не менее приборы, используемые при гамма-каротаже, позволяют определять радиоактивность горных пород и разделять породы по степени содержания в них радиоактивных элементов.

Полученная в результате замера кривая, характеризующая интенсивность γ-излучения пластов вдоль ствола скважины, называется гамма-каротажной кривой.

По величине естественной радиоактивности осадочные горные породы можно разделить на следующие группы:

1) породы очень высокой радиоактивности (бентонит, вулканический пепел);

2) породы высокой радиоактивности (глубоководные тонкодисперсные глины, калийные соли);

3) породы средней радиоактивности (мелководные континентальные глины, мергели, известняковые и песчанистые глины);

4) породы низкой радиоактивности (пески, песчаники, известняки, доломиты);

5) породы очень низкой радиоактивности (гипсы, каменная соль, ископаемые угли, ангидрит).

Из данных ГК следует, что увеличение содержания глинистых или илистых частиц в осадочной породе приводит к увеличению ее радиоактивности. Отмечена также зависимость между радиоактивностью горной породы и ее цветом; чем темнее порода, тем выше ее радиоактивность; это не относится к породам, темный цвет которых обусловлен содержанием в них нефти.

Для разрезов, слагающих нефтеносные районы, на кривой ГК глины обычно отмечаются максимумами, а пески, песчаники, известняки и доломиты ‑ минимумами.

Однако в некоторых случаях могут встретиться известняки, доломиты, песчаники и пески с повышенной, а иногда и очень большой радиоактивностью, связанной с обогащением породы радиоактивными минералами.

В отдельных случаях в широких пределах изменяется также радиоактивность глин.

При помощи радиоактивного каротажа, главным образом гамма-каротажа, можно в ряде случаев приближенно оценить глинистость, а следовательно, и характер проницаемости встречаемых в разрезе коллекторов.

Применение радиоактивного каротажа особенно целесообразно, когда данные электрического каротажа неблагоприятны для изучения геологического разреза, например, когда скважина заполнена сильно минерализованным глинистым раствором, в карбонатных разрезах, в обсаженных скважинах, документация которых недостаточно полная.

Наиболее полные геологические сведения могут быть получены при совместном изучении данных радиоактивного и электрического каротажа.

Радиоактивные методы исследования разрезов скважин имеют ряд существенных преимуществ перед широко применяемыми в промышленности электрометрическими методами. Основным их преимуществом является возможность исследования скважин, обсаженных колонной, либо заполненных нефтью, либо сухих.

12. Акустическим каротажом (АК) основан на изучении характеристик упругих волн ультразвукового и звукового диапазона в горных породах.

При АК в скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в ней и в окружающих породах и воспринимаются приемниками, расположенными в той же скважине.

Акустические методы основаны на измерении в скважине скоростей распространения упругих волн и интенсивности их затухания в горных породах.

Источник: https://poisk-ru.ru/s4966t9.html

Какие есть геофизические методы исследования скважин?

  • Дата: 04-07-2015
  • Просмотров: 285
  • Рейтинг: 45

Почему-то нам всем кажется, что любое новое строение или сооружение будет служить вечно. То ли эффект новизны так сказывается, то ли все мы хотим верить в надежность и основательность всего нового.

С помощью геофизических исследований можно определить состояние работы скважины, а также определить горные породы, влияющие на работу скважины.

А ведь все не так радужно, как этого порой хочется. Время неумолимо оставляет свой след на всем. Что уж говорить о сооружениях, которые весь свой период функционирования находятся в агрессивной среде. Здесь имеются в виду скважины любого рода. И специально для них разработаны геофизические методы исследования скважин.

Любая скважина находится под постоянной внешней нагрузкой: давлением породы, высокой влажностью и значительными температурными перепадами.

В таких условиях любой материал начнет терять свои физические свойства уже через малый промежуток времени после ввода в эксплуатацию.

А если учесть, что внешне все повреждения заметить невозможно, так как основная часть скважины находится под землей, то получается, что единственный способ избежать преждевременного выхода скважины из эксплуатации — это использовать особые методы исследования.

Таблица последовательности геофизических исследований скважин.

Методы исследования скважин называются геофизическими, так как происходит исследование не только самой скважины, но еще и прилегающей к ней горной породы. Понять необходимость такого исследования совсем несложно, от структуры и плотности прилегающей породы зависит напрямую срок службы самого сооружения.

Геофизические методы исследования подземных скважин условно разделены на две основных группы: методы каротажа и методы скважинной геофизики. Методы скважинной геофизики предназначены для изучения межскважинного пространства.

С их помощью изучается порода, которая не находится в непосредственной близости к скважинам, но может влиять на их работу. Каротажные методы исследования глубинных скважин необходимы для определения параметров породы, находящейся в непосредственной близости к скважине, и физического состояния самой скважины.

Эти методы используются значительно чаще, поэтому понятие «каротаж» практически заменяет собой большое понятие «геофизические методы исследования».

Каротаж

Схема проведения геофизических исследований в скважине.

Каротаж нельзя считать определенным набором действий, которые способны полностью исследовать все технические и физические параметры скважины. В настоящее время не существует методик единичного исследования скважины с выявлением всех параметров.

По этой причине и каротаж бывает нескольких видов, каждый из которых имеет своей задачей выявление определенных свойств среды. К основным видам каротажа относятся:

  • стандартный электрический каротаж;
  • боковое каротажное зондирование скважин;
  • боковой каротаж;
  • метод потенциалов самопроизвольной индукции;
  • индукционный каротаж скважин;
  • гамма-каротаж;
  • акустический каротаж;
  • термометрический каротаж;
  • компьютерные технологии исследования и иные методы.

Источник: https://www.vseoburenii.ru/usloviya/geofizicheskie-metody-issledovaniya-skvazhin.html

Метод бокового каротажа (стр. 1 из 4)

Основным этапом разведки месторождений большинства полезных ископаемых является бурение скважины. Операция бурения неотъемлемо связана с изучением геологического разреза скважины. Одним из способов такого изучения является отбор керна.

Но так как эта процедура требует как больших материальных так и временных затрат, применяют её более дешёвый аналог – каротаж. Каротаж заключается в измерении вдоль ствола скважины при помощи специальной установки или другим способом какой-либо физической или химической величины.

Данные каротажа менее достоверны, чем отбор керна, но, тем не менее, этот способ изучения скважины имеет широкое применение. Важное место среди геофизических методов исследования скважин занимает каротаж сопротивлений.

Этот набор методов занимает важное место в исследовании и разработке нефтяных месторождений, из-за возможности определения им нефтенасыщености пласта.

Одним из видов каротажа сопротивлений является боковой каротаж, этот метод появившийся сравнительно недавно имеет широкое применение вследствие его характерных особенностей. В данной курсовой работе будут рассмотрены общие сведения по боковому каротажу, а так же принципы действия аппаратуры и основы интерпретации, полученных с помощью метода данных.

Методом бокового каротажа исследуется кажущееся удельное сопротивление пластов. Этот метод входит в группу модификаций электрического каротажа, в которых используются зонды с управляемым электрическим полем. Боковой каротаж так же называют каротажем с зондами с фокусировкой тока.

Боковой каротаж проводят многоэлектродными (семь, девять электродов) и трёх электродными зондами. Применяют многоэлектродные зонды с электродами небольшого размера (точечными) и с кольцевыми электродами, установленными на изолированной трубе.

Отличается от каротажа обычными трёхэлектродными зондами тем, что кроме основного (центрального) питающего электрода А0, здесь используют дополнительные (экранирующие) электроды, через которые пропускают ток той же полярности, что и через питающий электрод А0.

Сила тока через электроды автоматически регулируется так, чтобы ток, выходящий из электрода А0, в некоторых пределах распространялся в направлении, перпендикулярном оси скважины (при вертикальных скважинах-горизонтально), захватывая слой определённой толщины.

Благодаря применению экранирующих электродов с регулируемой силой тока через них уменьшается влияние на результаты измерений бурового раствора, заполняющего скважину, и вмещающих пород и кажущееся сопротивление получается близким к удельному.

Имеется один центральный электрод А0 и три пары электродов, расположенных симметрично относительно него: M1 и M2, N1, и N2, A1 и A2; симметричные электроды соединены между собой. Электрод А0 – основной электрод, А1 и А2 – экранирующие.

Силы тока через электрод А0 сохраняют постоянной; силы тока через экранирующие электроды поддерживают такой, чтобы разность потенциалов между электродами M1 (M2) и N1 (N2) ,была равна нулю. Измеряют разность потенциалов DU между измерительными электродами зонда и удалённым электродом N.

В результате измерений получают кажущееся удельное сопротивление rк, оно определяется по формуле:

rк=КDUКС/I0,

где I0 сила тока через основной электрод А0; K-коэффициент зонда; он берётся таким, что бы в однородной среде кажущееся удельное сопротивление получалось равным удельному.

Определим коэффициент зонда. Если считать, что электроды точечные, то как легко видеть, в однородной среде с удельным сопротивлением rп потенциалы точек M1 и N1, будут соответственно

где Iэ – сила тока через каждый экранный электрод A1 и A2.

Так как сила тока Iэ устанавливается такой, что UM1=UN1, то написанные для UM1 и UN1 выражения можно приравнять; отсюда после преобразования

Обозначая множитель при I0 через C и учитывая, что потенциал удалённой точки (электрода N) равен нулю, получим

Читайте также:  Виды фильтров грубой очистки воды перед счетчиком

Отсюда получим

Коэффициент зонда будет определятся следующим образом:

Результат измерений зондом бокового каротажа относят к точке A0; за длину L зонда принимают расстояние между точками O1 и O2 (серединами интервалов M1N1 и M2N2). Характеристиками для зонда являются также расстояние Lоб = A1A2, называемое общим размером зонда, и параметр фокусировки зонда q=(Lоб-L)/L.

Так как выполняется условие, что напряжение между измерительными электродами M1 и N1 (а также между M2 и N2) равно нулю, то сила тока на участке скважины M1N и M2N2 также равна нулю.

Получается, что будто бы скважина и прилегающие к ней участки пласта над электродом A0 и под ним были замещены изолятором (рис 1). Ток, выходящий из электрода A0, распространяется на значительное расстояние в радиальном направлении (от скважины) слоем, перпендикулярным к оси скважины (горизонтально).

Измеряемое напряжение DUКС представляет собой падение потенциала по указанному слою от скважины до удалённой точки. Естественно, что на это падение потенциала скважина и вмещающие породы оказывают небольшое влияние.

Это позволяет во многих случаях получить кажущееся удельное сопротивление, значительно более близкое к удельному сопротивлению, чем при обычных зондах; в частности, обеспечивается лучшая оценка удельного сопротивления тонких пластов.

Преимущество зонда бокового каротажа перед обычными зондами особенно наглядно иллюстрируется на рис 2, где показано распределение токовых линий, выходящих из расположенного в середине тонкого пласта большого сопротивления токового электрода, в случае обычного зонда )а), когда экранные электроды отсутсвуют, и при зонде бокового каротажа (б), когда имеются экранные электроды, сила тока через которые регулируется так, как указано выше. Как видно, при обычном зонде токовые линии в пределах пласта в основном идут вверх и вниз по скважине, пока не выйдут во вмещающие породы низкого сопротивления; поэтому кажущееся сопротивление много меньше удельного. Наоборот, при боковом каротаже токовые линии распространяются по пласту, так что полученное сопротивление, пропорциональное падению потенциала между электродом A0 и бесконечностью по пласту, будет близко к удельному сопротивлению пласта.

Для изучения ближней к скважине зоны пласта применяют девятиэлектродный зонд псевдобокового каротажа.

О получается путём добавления в семиэлектродный зонд двух обратных токовых электродов B1 и B2, расположенных вблизи электродов A1 и A2 с внешней стороны зонда симметрично относительно центрального электрода A0.

Из-за наличия в зонде электродов B1 и B2 (через них замыкается цепь тока I0 и Iэ) слой тока I0 быстро расширяется с удалением от стенки скважины, поэтому измеряемое напряжение зависит в основном от удельного сопротивления прилегающей к скважине части пласта.

Предназначен для сопоставления разрезов скважин, определения удельного сопротивления плата, в отдельных случаях – удельного сопротивления зоны проникновения.

Представляет собой длинный цилиндрический электрод, разделённый изоляционными прослойками на три части. Имеется основной (центральный электрод) А0; симметрично по отношению к нему расположены соединённые между собой удлинённые экранирующие электроды А1 и А2.

Обеспечивается одинаковое значение потенциала все6х электродов: а) автоматическим изменением силы тока через экранирующие электроды при сохранении постоянства силы тока I0 через основной электрод; б) соединением между собой всех электродов в) в этом случае сила тока I0 изменяется при измерении.

Измеряют потенциал DU экранирующих электродов или непосредственно отношение.

Для определения кажущегося сопротивления необходимо знать потенциал основного электрода – разность потенциалов DUкс между ним и удалённым на достаточно большое расстояние от зонда электродом N. Фактически измеряют потенциал экранного электрода; результат получается тот же самый, так как потенциал экранных и основного электрода одинаков.

Кажущееся удельное сопротивление подсчитывается по формуле

rк=КDUКС/I0.

Если сила тока питания основного электрода поддерживается постоянной. То записывая изменение DUКС, получают коэффициент трёхэлектродного бокового каротажа:

где L- длина основного электрода A0; Lоб- общая длина зонда; dз – диаметр зонда; C2=L2об – d2з.

Кажущееся сопротивление относят к середине электрода A0.

При трёхэлетродном зонде бокового каротажа, как и при семиэлетродном, в результате влияния поля экранирующих электродов ток, выходящий из основного электрода, на значительном расстоянии распространяется слоем, перпендикулярным к оси скважины, с толщиной приблизительно равной длине основного электрода. Вследствие этого влияние скважины и вмещающих пород сказывается на результатах измерений значительно меньше, чем при обычных зондах.

Зонд бокового каротажа аналогичен обычному потенциал-зонду; при этом трёхэдлектродный боковой каротаж соответствует варианту потенциал-зонда, при котором электрод A, имеющий большие размеры, совмещает функции токового и измерительного M электродов. Отличительной особенностью зонда бокового каротажа является применение фокусировки тока, что значительно улучшает результат измерений по сравнению с обычным потенциал-зондом.

Источник: http://MirZnanii.com/a/303879/metod-bokovogo-karotazha

Видеокаротаж скважины

Каротаж скважины – это так называемое исследование, комплексное исследование водозаборной скважины, путем которого мы понимаем что не так со скважиной, какие существуют проблемы, например такие как уменьшение дебита скважины, произошло «заиливание» или «запесочивание» скважины, в скважину что то упало, не проходит насос и пр.

Для чего применяют каротаж и что он дает

  1. Помогает выявить проблемы с герметичностью обсадной колонны если таковые существуют, т.е. если колонна не герметична то с верхних слоев почвы, верховодные воды будут попадать в водонос, тем самым его загрязняя, будет происходить такой некий переток в скважине.

  2. Исследование скважины< позволяет выявить срок ее эксплуатации, так сказать на сколько ее хватит, не прогнили трубы, есть ли вода в самой скважине и водоносе.
  3. Позволяет выявить заглубленность обсадной колонны в известняк, насколько герметичен «башмак», не идет ли из под него песок и т.п.

  4. Покажет состояние водоносного горизонта и проблемы связанные с некорректностью работы в целом.
  5. Проведение телеинспекции позволит дать понимание о самой глубине скважины, диаметре конструкции.

Проведенный качественный каротаж скважины позволит Вам выявить недостатки в скважине если такие есть и тем самым обратиться и предъявить претензии в компанию которая бурила скважину либо устанавливала оборудование.

Варианты каротажа

Существуют несколько видов каротажа и исследования скважины, и происходит деление на:

  • механический;
  • акустический;
  • газовый;
  • электрический;
  • радиоактивный;
  • сейсмический;
  • ядерно-магнитный.

Самым распространенным является комплексный каротаж который включает в себя несколько методов исследования скважин и вариантов.

Технология каротажа

При исследовании скважины на воду, в ее устье опускают скважинный прибор (специальную видеокамеру), а так же зонд. Вся получаемая информация передается по специальному погружному кабелю на прибор каротажной станции. В результате обследования вырисовывается каротажная диаграмма, которая дает полную информацию о скважине, о ее плюсах и недостатках.

В частных скважинах как правило применяют видеосъемку, телеинспекцию скважины, видеоисследование скважины, которая выявляет какие либо проблемы присутствующие в скважине, на основании чего можно так же дать заключение и к примеру записать диск с недостатками. Как правило такая видеодиагностика скважины на воду делается с помощью глубинной камеры для скважины. Видео каротаж скважины является наиболее быстрым и эффективным способом исследования скважины и предоставит полную картину о ней.

По окончанию обследования скважины и ее исследовании клиенту выдается диск с записью исследования скважины, и комментарии специалиста и рекомендации по решению того или иного недостатка. Телеинспекция скважины на сегодня является самым востребованным мероприятием!

Стоимость каротажа скважины, телеинспекция скважин

Цена исследования скважины зависит от таких моментов как удаленность объекта и его местонахождение, тип скважины, глубина скважины, диаметр обсадной колонны.

Вид проводимой работыЕд. измеренияСтоимость, руб.
ДИАГНОСТИКА СКВАЖИН
Видео-диагностика скважины усл. от 10 000
Каротаж скважины усл. индивидуально
Осмотр и консультация усл. БЕСПЛАТНО

Оборудование применяемое для исследования источника водоснабжения:

Телеинспекционное исследование скважины проводится глубинной камерой, которая имеет размеры всего навсего 23 мм.

в диаметре, тем самым можно сказать что данная камера подойдет для видео каротажа любой скважины и подойдет для труб любого диаметра, будь то каротаж скважина на известняк (артезианской скважины), либо скважина на песок, либо абиссинская игла. Специалисты нашей компании проконсультируют Вас по интересующим вопросам. Звоните! 

Источник: https://PromBurCom.ru/videokarotazh-skvazhiny/

Каротаж скважин

Земная кора является объектом человеческого изучения уже не одно тысячелетие. Описания процессов, происходящих с литосферой, можно встретить в работах Пифагора, Аристотеля, Теофраста и др. – уже в Античности исследователей интересовало то, что находится у них под ногами. И действительно, как можно оставить без внимания землю, дающую хлеб, воду, драгоценные и строительные материалы?

Неоценимо важным для человека промыслом стала добыча полезных ископаемых. Земля способна давать различного рода материалы, в переработанном или обработанном виде представляющих определённую ценность. Своему обладателю они дают возможность обогатиться – и это одна из главных причин, почему земные ресурсы стали предметом «охоты» человека.

Объём добычи полезных ископаемых рос с течением времени, и сегодня можно наблюдать, что извлечение их из земной коры приобрело промышленные масштабы.

Этого трудно было бы достигнуть, если бы не существовало методов точного определения свойств разрабатываемого участка литосферы.

Учёные и промышленники нашли точки соприкосновения: одни изучают земные образования, другие – пользуются наработками первых и нередко спонсируют их. Это способствовало развитию методов исследования горных пород.

Большое развитие получили методы исследования скважин. Не только потому, что через эти выработки добываются ценнейшие материалы, но и потому, что большая глубина и относительно малая ширина обусловливают необходимость поиска особенных способов получения информации о горных породах.

Геофизические исследования скважин позволяют добывать сведения об окружающих выработку минералах, а также состоянии самой скважины. Методы изучения традиционно делятся на две большие группы: методы каротажа и методы скважинной геофизики.

К первой относят те способы получения данных, которые фиксируют особенности горных пород в районе 1 – 2 метров вокруг скважины. Ко второй –методы, фиксирующие особенности межскваженного пространства.

Под каротажем понимают получение сведений о горных породах на расстоянии до 2 метров вокруг скважин путём воздействия электромагнитным, акустическим или другим излучением. Для реализации методов применяются специальные приборы каротажа.

Такая аппаратура условно делится на две составляющие: погружную часть (источники излучения и его детекторы) и каротажную станцию (имеющую в распоряжении оборудование для спуска-подъёма погружной части и интерпретации полученных данных).

Виды каротажа

Как было отмечено ранее, каротаж есть совокупность методов. На сегодняшний день разработано более пятидесяти его видов и разновидностей. Их можно классифицировать по разным признакам, но особенно популярно разделение по видам фиксируемых физических полей.

Большое распространение в георазведке получил метод радиоактивного каротажа. Он входит в комплекс обязательных методов поиска ископаемых, а также контроля разработки месторождений.

Источник: http://power-np.ru/karotazh-skvazhin

Ссылка на основную публикацию