Методи вивчення технічного стану свердловини. Призначення і задачі, що вирішуються
Відомості про технічний стан свердловини необхідні для більш ефективної геологічної інтерпретації комплекса геофізичних методів дослідження свердловин, отримання вірних відомостей про результати опробовування пластів, надійного контролю розробки родовищ корисних копалин, проведення ремонтних робіт у свердловинах.
При досліджені технічнго стану свердловин визначаються:
1. Викревлення свердловин – інклінометрія.
2. Діаметр свердловин – кавернометрія.
3. Профіль розрізу свердловини та обсадних колон – профілеметрія.
4. Якість цементування обсадних колон – цементометрія.
5. Місця притоків та поглинання рідини в свердловинах.
6. Затрубна циркуляція рідини.
7. Місце гідророзриву пласта.
8. Рівень рідини.
9. Місцезнаходження муфтових з’єднань обсадних колон та перфорованих ділянок колон, товщину та внутрішній діаметр обсадних колон, ділянки розриву колон, і т.д.
Інклінометрія. Свердловини проектуються або вертикальними, або похило-направленими. В процесі буріння стовбур свердловини відхиляється від заданого напрямку по ряду причин геологічної будови та технічного характеру. Відхилення осі свердловини від вертикалі в будя-якому напрямку називається викревленням свердловини. Воно визначається кутом викревлення ψ та магнітним азимутом φ. Кут нахилу свердловини знаходиться між віссю свердловини та горизонтальною площиною і рівний 90º- ψ. Магнітний азимут викревлення – кут між напрямом на магнітну північ та горизонтальною проекцією осі свредловини, що взята в сторону збільшення глибини свердловини. Площина, що проходить через вертикаль та вісь свердловини у визначеному інтервалі глибин називається площиною викривлення.
Інформація про викревлення свердловин необхідна для визначення глибини розташування забою та дійсних глибин залягання пластів, потужності, різких відхилень свердловини, що може утруднювати ппроходження бурового пристрою, геофізичних приборів, обсадних труб і т.д. Вимірювання кута та азимута викревлення свердловини виконується спеціальними пристроями – інкліномитрарами, що поділяються на три групи: 1. Інклінометри з дистанційним електричним вимірюванням. 2. Фотоінклінометри. 3. Гіроскопічні інклінометри.
В перших двох видах елементи викривлення свердловин визначаються задопомогою земного магнітного поля та сили тяжіння. В третьому випадку робота заснована на гіроскопічному ефекті.
Кавернометрія та профілеметрія. При бурінні діаметр долота залежить від конструкції свердловини. Якщо діаметр пробуреної частини стовбуру відповідає діаметру долота або коронки, тоді його називають номінальним. Номінальний діаметр відмічається в щільних непроникних породах, тоді як збільшення його характерне для глинистих порід – каверни, а зменшення для порід колекторів – виникнення глинистої корки. Відомості про фактичний діаметр свердловини необхідні для проведення наступних операцій:
1. Розрахунку об’єму затрубного простору при визначенні кількості цементу, що необхідний для цементування обсадних колон.
2. Виявлення найбільш сприятливих ділянок свердловини для встановлення башмака колони, фільтра або випробовувача пластів.
3. Контролю стану стовбру свердлдовини в процесі буріння.
4. Кількісної інтерпретації даних комплекса промислово-геофізичних методів (БЕЗ, нейтронних та інш.).
5. Уточнення геологічного розрізу свердловини (визначення літології, виділення колекторів і т.д.).
Вимірювання діаметрів необсаджених та обсаджених свердловин одночасно в декількох вертикальних площинах виконується за допомогою свердловинного профілеміра. Звичайно вимірюють зміну діаметрів свердловини у двох взаємно перпендикулярних площинах. Проте є й такі прилади, що проводять вимірювання в трьох та чотирьох площинах.
Дані профілеметрії необсаджених свердловин необхідні для розробки заходів з нейтралізації прихватонебезпечних желобів, уточнення об’єму затрубного простору при цементуванні обсадної колони та більш точної інтерпретації кривих контролю цементування свердловини.
Фактичний діаметр свердловини вимірюється кавернометром. Принципи дії усіх кавернометрів та профілеметрів заснований на перетворенні мехінічних переміщень мірних ричагів у електричнийсигнал, який передається по лінії зв’язку на поверхню, а потім на реєструючий прилад. Розрізнюються кавернометри та профілеметри електричними схемами, конструкціями та способами розкриття мірних ричагів.
Цементометрія. Після закінчення буріння простір між стінками обсадних колон та поверхнею свердловини заливають цементом. Високоякісне цементування дозволяє однозначно судити про тип флюіду, що насичує породу, вірно підраховувати запаси нафти і газу, ефективно виконувати контролю родовищ. Про високу якість цементування обсадних колон свідчать такі показники: 1. Відповідність підйому цементу в затрубному просторі проектній висоті. 2. Наявність цементу у затрубному просторі в твердому стані. 3. Рівномірний розподіл цементу. 4. Якісне зціплення цементу з колоною та породами.
Якість цементування обсадних колон контролюють методами термометрії (фіксація тепла в результаті екзотермічної реакції – підвищена температура там, де цемент), радіоактивних ізотопів (реєструється інтенсивність гама-випромінювання радіоактивних ізотопів, що домішані в цемент), гама-гама-методом (цемент та промивна рідини різної щільності, а інтенсивність вторинного гама-випромінювання знаходиться в зворотній залежності від щільності), акустичним методом (по амплітуді заломленої повздовжньої хвилі, та часу розповсюдження пружніх коливань).
Притокометрія – розуміють визначення місць притоків, поглинання та затрубної циркуляції рідин в необсаджених та обсаджених свердловинах. Встановлюються методами опорів, термічними та фотоелектричними.
Визначення характреристик та дефектів обсадних колон (товщина та внутрішній діаметр, місця муфтових з’єднань, дефекти – порушення цілосносиі завдяки прострілочно-вибухових робіт).