Породы, слагающие разрез скважин и полезные ископаемые, содержащиеся в этих породах имеют различные физические свойства: удельное электрическое сопротивление, радиоактивность, упругость, плотность. Изучение этих свойств для определения литологического состава и нахождение в разрезе местоположения полезных ископаемых – все это составляет предмет исследования геофизики. Проведение геофизических исследований с целью получения геометрической документации скважин называется каротажем скважин.
2.5.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.
2.5.1.1. СТАНДАРТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ.
Заключается в измерении кажущихся удельных сопротивлений пород вдоль стенок скважины путем трехэлектродного зонда КС и регистрации потенциалов самопроизвольно возникающих на стенках скважин.
2.5.1.2. БОКОВОЕ КАРОТАЖНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ (БКЗ).
Боковое каротажное зондирование заключается в измерении удельного кажущегося сопротивления вдоль стенки скважины при помощи каротажных зондов различной длины, чем обеспечивается различная глубина исследования в направлении перпендикулярном к оси скважины.
2.5.1.3. МИКРОКАРОТАЖНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ (МКЗ).
При МКЗ измеряют кажущиеся сопротивления зондами небольших размеров электроды которых установлены на пластине из изоляционного материала, прижимаемой к стенке скважины с помощью пружин. Пластина препятствует растеканию электрического тока по скважине, что приводит к снижению влияния промывочной жидкости на результаты измерений. Порода за стенкой скважины исследуется на радиальную глубину, не превышающую 10 – 12 см.
2.5.2. РАДИОАКТИВНЫЙ КАРОТАЖ.
2.5.2.1. ГАММА-КАРОТАЖ (ГК).
При ГК изучают естественную радиоактивность горных пород горных пород по данным измерений интенсивности естественного гамма-излучения вдоль ствола скважины. Радиоактивность осадочных горных пород обусловлена присутствием в них радиоактивных элементов. Из осадочных пород наибольшей радиоактивностью обладают глины. При измерениях в скважинах радиус исследования гамма – каротажем составляет около 30 см.
2.5.2.2. ГАММА – ГАММА – КАРОТАЖ (ГГК).
Базируется на измерении рассеянного гамма-излучения возникающего в породах при ее облучении потоками гамма – квантов. Радиус исследования ГГК зависит от длины зонда и составляет и варьируется в пределах от 10 см до 40 см.
2.5.2.3. НЕЙТРОННЫЙ ГАММА КАРОТАЖ (НГК).
Основан на измерении интенсивности гамма-излучения, возникающего в породе при облучении потоками быстрых нейтронов. Радиус исследования НГК зависит от водородосодержания пород, увеличивается от 20 до 60 см при переходе от пористых водонасыщенных пород к малопористым.
2.5.3. АКУСТИЧЕСКИЙ И ТЕРМОМЕТРИЧЕСКИЙ КАРОТАЖИ.
2.5.3.1. АКУСТИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ (АК).
Акустический каротаж (АК) основан на изучении упругих свойств горных пород по наблюдениям в скважине за распространением упругих волн. При перемещении прибора по скважине регистрируют кривую изменения времени пробега упругой волной расстояния между источником и приемником.
2.5.3.2. ТЕРМОМЕТРИЯ СКВАЖИН.
При использовании этого метода измеряют температуру вдоль ствола скважины для изучения естественного теплового поля Земли и выявления тепловых аномалий при бурении и эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Данные термометрии используют при изучении геологического строения месторождений нефти и газа и для контроля за техническим состоянием скважин.
2.5.4. МЕХАНИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ.
2.5.4.1. КАВЕРНОМЕТРИЯ И ИНКЛИНОМЕТРИЯ.
Используется для уточнения геологического разреза скважины. Предназначена для определения местоположения забоя скважины в процессе бурения.
2.6. ВСКРЫТИЕ И ОПРОБИРОВАНИЕ СКВАЖИНЫ.
В настоящее время продуктивные пласты для выявления их промышленной ценности опробуют двумя принципиально различными методами.
1. Метод опробования «снизу – вверх». Сущность этого метода опробования заключается в том, что после достижения скважиной проектной глубины и проведения комплекса геофизических исследований для установления интервалов глубин залегания продуктивных пластов спускают эксплуатационную колонну на забой скважины с последующим цементированием. После спуска и цементирования обсадной колонны приступают к опробованию нижнего продуктивного пласта, для чего перфорируют колонну в интервале залегания опробуемого пласта. Снижая уровень жидкости в колонне и уменьшая тем самым давление гидростатического столба жидкости на опробуемый продуктивный пласт, определяют потенциальные возможности этого пласта. По окончании опробования нижнего продуктивного пласта его изолируют установкой цементного моста или цементирования под давлением.
Убедившись в том, что опробованный нижний продуктивный пласт надежно изолирован, перфорируют обсадную колонну в интервале залегания вышележащего продуктивного пласта и в описанной выше последовательности его опробуют и изолируют. Операция по опробованию продолжается до тех пор, пока не будут опробованы намеченные планом работ продуктивные пласты.
Опробование продуктивных пластов методом «снизу – вверх» получило широкое распространение, хотя этот метод обладает рядом существенных недостатков: трудоемкость и длительность процесса, вызванная необходимостью изоляции опробованных пластов; неполное выявление потенциальных возможностей опробуемого объекта вследствие загрязнения зоны вокруг стенок скважины; высокая стоимость работ из-за
необходимости спуска эксплуатационной колонны, что часто является неоправданным,
2. Второй метод опробования продуктивных пластов «сверху – вниз» несомненно более прогрессивен, так как опробование продуктивных пластов производится непосредственно после их вскрытия, что позволяет избежать их загрязнения и сохранить естественную проницаемость продуктивного пласта. Вследствие того, что скважины методом «сверху – вниз» опробуют с помощью испытателей пластов различных конструкций, работы могут производиться в открытом стволе скважины без предварительного спуска обсадной колонны, что в значительной степени снижает их стоимость. Испытатели пластов спускают на бурильных трубах, что ускоряет проведение работ по опробованию и снижает их трудоемкость.