Измерения в процессе бурения

Реферат

Измерения в процессе бурения для оценки искривления пород играют важную роль в управлении бурением скважин с большим зенитным углом и горизонтальных скважин.

Датчики направления используются для направления компоновки в интересующую зону.

Датчики оценки пород служат геологу мощным инструментом для управления траекторией и принятия решений по скважине в реальном времени. К доступным датчикам для оценки пород относятся датчики гамма-излучения, удельного сопротивления, пористости и объемной плотности.

Измерения траектории и оценка пород в процессе бурения горизонтальных скважин имеют следующие преимущества:

  • Обеспечивают измерения в реальном масштабе времени для траекторий в процессе бурения.
  • Делает возможным точное бурение скважин при эффективном попадании в заданную зону малого размера.
  • Используются для определения типа флюида (газ, нефть, вода).

  • Определяют реперные горизонты для обеспечения корреляции с соседними скважинами.
  • Позволяют предвидеть изменения флюида и типа пород.
  • Модульные исполнение приборов для измерений в процессе бурения дает оператору выбор схемы сборки приборов для спуска на различных участках скважин.
  • Гарантирует получение для скважины каротажных данных, не уступающих или превосходящих по качеству данные каротажа на кабеле.
  • Измерения могут быть проведены до или после вхождения в распознаваемые зоны с подвижным флюидом.

Оценка траектории/пород посредством измерений в процессе бурения имеет следующие ограничения:

  • Наименьшим диаметром скважины для многодатчиковых систем является 216 мм (8-1/2″).

    Датчики гаммакаротажа/ инкленометры применимы при диаметрах скважин не менее 98мм (3-7/8″).

  • При наличии забойного двигателя с регулируемым углом перекоса в буровой колонне датчики для измерений в процессе бурения часто будут расположены на 14м (45 фут) выше долота.
  • В зависимости от скорости бурения и расстояния датчика от долота данные для оценки пласта могут не быть доступны в течении нескольких часов после вхождения долота в пласт.
  • Для получения высококачественных данных ядерного каротажа скорости бурения должны быть менее 55 м / час (180 фут/час).
    13 стр., 6326 слов

    Автоматизация управления процессом бурения скважин

    ... процессом бурения в реальном времени по любому из известных алгоритмов, но и собирать, накапливать и обрабатывать информацию о процессе бурения, а также диагностировать работоспособность отдельных узлов и механизмов. Автоматизация технологических процессов ... геологоразведочных работ. Параметрические скважины бурят для измерения параметров геофизических свойств и температуры пород в условиях их ...

Каротаж в реальном времени обеспечивает в управление траекторией в процессе бурения. Датчики реагируют на изменение литологии и флюида, когда они приближаются к интересующей зоне. С учетом этих изменений затем могут быть приняты решения. На рис. Показана типовая компоновка низа бурильной колонны на горизонтальном участке.

Иногда необходимо и/или желательно провести повторный каротаж участка после бурения в ходе спуска скребков. Участки, по которым отсутствуют данные каротажа, могут быть исследованы в процессе спуска скребков. Информация, касающаяся поступления флюидов в скважину, может быть получена через некоторое время после бурения пласта. Поскольку каротажные приборы данной системы предназначены для проведения измерений в процессе бурения, данные каротажа, записанные в ходе спуска скребков, окажутся гораздо ближе к данным, полученным в процессе углубления скважины, если соблюдаются следующие условия:

  • При использовании ядерных датчиков бурильная колонна должна вращаться.
  • Для получения необходимой плотности данных скорость каротажа должна быть достаточно низкой.

Датчики удельного сопротивления могут действовать без вращения и при быстром спуске. То есть может оказаться полезным записывать данные в процессе спуска в скважину. Полученные из этих данных каротажные диаграммы могут предоставить информацию о процессах поступления флюидов, которые обнаружатся спустя некоторое время.

Большинство приборов для оценки пород и изменений в процессе бурения для сохранения данных используют забойный накопитель информации. Когда приборы извлекаются на поверхность, эти измерения воспроизводятся. Приборы для измерений в процессе бурения также посылают данные измерений на поверхность в реальном времени по гидравлическому каналу. Плотность данных от таких измерений зависит от типа используемого импульсного устройства. Системы с отрицательными импульсами обычно обладают большими скоростями передачи данных по сравнению с системами с положительными импульсами.

Условия бурения горизонтальных скважин должны соответствовать требованиям каротажа с помощью системы измерений в процессе бурения, чтобы гарантировать по возможности передачу датчиком данных самого высокого качества. Такие каротажные данные обычно являются первичными данными в процессе принятия решений. Каротаж на кабеле на горизонтальных участках затруднителен и дорог. Во многих случаях приборы на кабеле не обеспечат каротаж до забоя из-за ухудшающихся условий в скважине. Поэтому каротажные диаграммы, полученные в процессе бурения, могут оказаться единственной записью каротажных данных.

Оценка параметров пород измерениями в процессе бурения

Гамма излучение. Датчик гамма-излучения измеряет количество естественного гамма-излучения пород. Он используется для установления литологии, для корреляции разреза с соседними скважинами и для определения глинистости. Глинистые породы обычно обладают высоким уровнем гамма-излучения, а для песков характерны его низкие уровни. Некоторые датчики гамма-излучения могут быть направленно сфокусированы, позволяя сравнить радиоактивность пород верхней и нижней стенок горизонтального ствола. Применяются они прежде всего в стволах, расположенных под большими зенитными углами и полезны лишь при подачи бурильной колонны с ориентированным отклонителем. Например, если скважина расположена прямо под сланцевыми линзой или горизонтом, уровни гамма-излучения в верхней стенке ствола должны быть выше его уровней в нижней стенке.

12 стр., 5920 слов

Телеметрические системы в процессе бурения

... поляризацию; гамма-каротаж (гамма естественного излучения горных пород); электромагнитный каротаж. К первичным преобразователям технологических параметров бурения можно отнести датчики, измеряющие параметры процесса бурения: осевую ... типами каналов связи (рисунок №1): В результате многолетних исследований и практического использования в реальных условиях бурения широкое применение нашли три канала ...

Пример 1

Если инструмент находится под углом 89Йградусов, а граница песка с глинистым сланцем горизонтальна, относительный угол между ними составляет 1 градус. В стволе скважины 216 мм (8-1/2″) датчик гамма-излучения (Рис. 4-30) с глубиной исследования 229 мм (9 дюймов) должен обнаружить границу контакта песок? глинистый сланец за 13 м (42 фут) до пересечения им границы пласта.

В большинстве случаев измерения с помощью гамма-излучения могут не быть численно равноценны измерениям с помощью проводной линии связи. Это происходит из-за специального эффекта подмагничивания, вызванного утяжеленными бурильными трубами. Для практических целей такие данные каротажа вполне надежны и хорошо согласуются с данными, полученными с помощью проводной линии связи.

Сравнение кривых измерений гамма-излучений в процессе бурения с кривыми гаммакаратажа на кабеле в различных литологических условиях.

Удельное сопротивление.

Измерения удельного сопротивления каротажным прибором с разными глубинами исследования при попытках предсказания наличия жидкостных контактов предпочтительнее измерения прибором с одной глубиной исследования.

Пример 2

Инструмент находится при 89?, а поверхность водонефтяного контакта горизонтальна. Относительный угол между ними составляет один градус, и инструмент находится в 216 мм (8-1? 2Ѕ) скважине. Если значение сопротивления в нефтяной зоне составляет 20 омметров, датчик удельного сопротивления должен предсказать переход от нефти к воде по следующим признакам:

— При большом зонде диаметр исследования составляет 1,9 мм (75 дюйм).

Это позволяет по удельному сопротивлению в глубине предвидеть смену за 44 м (145 фут) до того, как датчик достигнет точки перехода (Рис. 4-32).

измерение бурение каротажный порода

  • При среднем зонде диаметр исследования равен 1,4 мм (55 дюйм).

    Это позволит по удельному сопротивлению на среднем уровне предвидеть смену жидкости за 34 м (110 фут) до того, как датчик достигнет точки перехода (Рис. 4-33).

  • При малом зонде диаметр исследования равен 965 мм (38Ѕ).

Это позволит по удельному сопротивлению на малой глубине предсказать смену жидкости за 21 м (69 фут) до того, как датчик достигнет точки перехода (Рис. 4-34).

Результаты измерения удельного сопротивления прибором с одной глубиной исследования, должны быть такими же, как и при среднем положении. (Рис. 4-33).

Примечание

Приборы для измерения удельного сопротивления, как и любые приборы с малым диапазоном действия, могут давать пересекающиеся данные. Из-за ограничений, налагаемых датчиком, следует внимательно подходить к интерпретации подобных данных.

Нейтронная пористость.

Когда применяются горизонтальное бурение, нейтронный датчик используется для того, чтобы различать газ/нефть или газ/вода. Глубина исследования сравнительно мала (102-152 мм или 4-6 дюймовый радиус).

8 стр., 3742 слов

Параметрические датчики активного сопротивления

... промышленностью, используется константановая или фехралевая проволока. Тензочувствительность таких датчиков может иметь значения от 1,7 до 2,9, сопротивление составляет 50 — 2000 Ом, база — 5 — ... цепей управления систем автоматики применяют разнообразные электромеханические аппараты, имеющие подвижные контакты для соединения электрических цепей, и бесконтактные аппараты, в которых отсутствуют ...

Следовательно, такой контакт не удается заранее обнаружить, пока датчик не приблизится к этой границе. Скорости счета близко расположенным и далеко расположенным детекторами изображаются графически, чтобы установить тип жидкости. В случае продуктивного пласта, заполненного жидкостью, эти ближняя/дальняя кривые должны перекрываться, а если присутствует газ и поступление флюидов в скважину умеренное, они должны разделяться, поскольку для данных дальней кривой характерна более высокая интенсивность излучения.

Пример 3

Инструмент расположен под углом 89′, а граница контакта газ/жидкость горизонтальна. Относительный угол между ними составляет один градус в 216 мм (8-1/2 дюйм) скважине с нейтронным датчиком при исследуемой глубине 152 мм (6 дюйм), который может заранее обнаружить границу контакта газ/нефть за 9 мм (28 фут) до ее пересечения (Рис. 4-35).

Плотность породы.

Пример 4

Инструмент расположен под углом 89′, а гозонефтяной контакт горизонтален. Относительный угол между ними составляет один градус. В скважине диаметром в 216 мм (8-1/2 дюйм / датчик плотности с глубиной исследования 102 мм (4 дюйма) способен обнаружить газонефтяной контакт за 6м (19 фут) до того, как он пересечет границу их раздела (Рис. 4-35).

Заключение

  • Гамма-излучение используется для определения литологии и границ горизонта.
  • Удельное сопротивление используется для того, чтобы обнаруживать и различать заполняющие пласт жидкости.
  • Нейтронная пористость и плотность породы используются в сочетании для определения газа и нефти и пористости пласта.

Ниже приводится пример типовых кривых датчиков системы измерений в процессе бурения в зоне газ/нефть/вода (Рис. 4-36).

Конфигурация колонны инструментов системы измерений в процессе бурения должна соответствовать своему назначению. В случае газонефтяного контакта целесообразно поместить нейтронный датчик как можно ближе к долоту, а затем датчики удельного сопротивления, плотности и гамма-излучения. Для водонефтяного контакта следует поместить как можно ближе к долоту датчик удельного сопротивления, а затем нейтронный датчик, датчик плотности и датчик гамма-излучения.