Феофилов Д.Т., Булатов А.В., Шкварок И.Р. Электрический каротаж через обсадную колонну. Опыт внедрения
Подождите немного. Документ загружается.
Электрический каротаж через обсадную колонну. Опыт внедрения.
2007 Д.Т.Феофилов, А.В.Булатов, И.Р.Шкварок.
ЗАО «Производственное Геофизическое Объединение «Тюменьпромгеофизика», 628684,
ХМАО, г. Мегион, Южная промзона, АБК «ЗСГК».
Аннотация:
В статье представлена технология каротажа сопротивлений в обсаженной скважине
«ЭКРАН» - как перспективное направление исследований скважин через стальную
колонну.
Определены области применения и преимущества метода в сравнении с традиционными
ядерно-физическими методами оценки текущего насыщения пластов.
Рассмотрены решаемые задачи и конкретные геолого-промысловые ситуации, в которых
следует применять и рекомендовать к применению технологию.
Приведёны: пример решения задачи определения текущего насыщения коллектора нефти
на одном из месторождений Западной Сибири, подтверждение испытанием.
Введение:
Определение текущей нефтенасыщенности коллекторов при контроле за разработкой
нефтегазовых месторождений остаётся одной из наиболее сложных задач
нефтепромысловой геофизики. Особенности её решения определяются условиями
проведения работ и состоянием объекта исследований. Здесь имеется в виду
необходимость проведения исследований через обсадную колонну и цементное кольцо, а
также сложный, зависящий от большого числа различных факторов, процесс изменения
физических свойств разрабатываемого объекта.
Традиционно, информационные возможности ГИС для решения поставленной задачи
связываются с применением импульсного нейтронного каротажа (ИННК, ИНГК),
углеродно-кислородного каротажа (С/О) и в меньшей степени волнового акустического
каротажа.
Несмотря на развитую интерпретационно-алгоритмическую и метрологическую базу
методов ядерной геофизики, обуславливающих высокую информативность ЯФМ при
решении отдельных задач по оценке коллекторов и прогнозу их промышленной
продуктивности, существуют объективные (геологические, технологические) причины,
ограничивающие использование радиоактивных методов исследований в определенных
геолого-промысловых случаях (большие зоны вытеснения углеводородов в пласте по
латерали, низкая пористость коллекторов, малая контрастность углеводородов и
пластовых вод по минерализации и др.). В таких ситуациях возникает необходимость
поиска альтернативных технологий и методов ГИС, возможно основанных на иных
физических принципах, позволяющих максимально расширить участие геофизических
исследований при решении задач контроля за разработкой месторождений.
В настоящее время «Тюменьпромгеофизика» (ТПГ) проводит опытно-промышленную
эксплуатацию аппаратуры электрического каротажа через обсадную колонну – технология
ЭКРАН. Аппаратурный комплекс ЭКРАН предназначен для измерения удельного
электрического сопротивления (УЭС) в обсаженных стальной колонной скважинах.
Удельное электрическое сопротивление, как интерпретационный параметр, наиболее
информативен для оценки насыщения продуктивных коллекторов.
Сравнительная характеристика технологии ЭКРАН и ядерно-физических методов
исследований.
Наиболее распространенным методом для оценки текущей насыщенности остается
импульсный нейтрон-нейтронный и нейтрон-гамма (ИНК) каротаж. Компанией
используется относительно недорогой скважинный прибор, малогабаритное исполнение
которого позволяет работать через лифтовые трубы. Разработаны и успешно применяются
методики качественной (в благоприятных геолого-промысловых условиях – и
количественной) обработки данных ИНК. Факторами, ограничивающими
информативность (или применимость) ИНК являются низкая контрастность исследуемых
водонасыщенных и продуктивных интервалов по хлоросодержанию (низкая
минерализация пластовых вод, менее 20г/л), наличие в скелете горной породы химических
элементов с аномальным сечением захвата нейтронов, небольшая глубинность
исследований ~ 30-40см. Эффективность метода по проведённым работам ТПГ составляет
порядка 75%.
Для количественной оценки текущего насыщения неперфорированных пластов
достаточно широко используется углеродно-кислородный каротаж (С/О-каротаж). В
сравнении с ИНК углеродно-кислородный каротаж малочувствителен к солености
пластовых вод и наличию в скелете породы элементов с аномальным сечением захвата
нейтронов, позволяет количественно оценить насыщение в более широком диапазоне
геологических условий. Недостатками метода, снижающими его применимость, являются:
малая глубинность исследований ~15-20см, наличие углеродосодержащих веществ в
горной породе и в стволе скважины, зависимость от состояния цементного камня за
колонной, влияние газонасыщенности. Исполнение аппаратуры СО-каротажа
отечественных производителей не позволяет работать через насосно-компрессорные
трубы (НКТ). Эффективности метода при сопоставлении данных прогноза доли воды в
притоке по результатам С/О каротажа ТПГ с данными добычи из этих же интервалов после
вскрытия (на технологическом режиме), получена в районе 84%.
Общими ограничениями методов радиометрии (ИНК и СО-каротаж), на наш
взгляд, являются: сложность учета влияния скважинных условий, неоднозначность
получаемых результатов в низкопористых коллекторах (Кп менее 15-20%), необходимость
нормализации (использования опорных пластов).
Электрический каротаж через стальную обсадную колонну появился на рынке
геофизических услуг сравнительно недавно и, в основном, выполнялся серийной
аппаратурой зарубежных компаний. Аппаратурный комплекс ЭКРАН, появившийся на
вооружении в компании ТПГ, позволяет проводить измерения УЭС в обсаженной
скважине. Применение технологии ЭКРАН при решении задач контроля за разработкой
обладает рядом преимуществ:
• Большая глубинность исследования (не менее 4м), минимизирует влияние ближней
зоны.
• Благодаря созданию по периметру колонны эквипотенциальной поверхности
технология ЭКРАН исключает влияние на регистрируемые параметры скважинной
жидкости.
• Безальтернативное определение текущего насыщения в низкопористых
коллекторах, где применение ядерно-физических методов неэффективно.
• Слабое влияние состояния цементного камня за колонной.
• Точные замеры УЭС в закрытом стволе, хорошая сходимость результатов в
различных скважинных условиях.
• Полученные данные – удельное электрическое сопротивление – как
интерпретационный параметр легко понимаем и может быть использован в
стандартных алгоритмах интерпретации.
К ограничениям технологии следует отнести габариты исполнения скважинного прибора
(диаметр ~90мм), что исключает работу через лифтовые трубы, а так же производство
измерений стационарно на точках (технология измерений предусматривает проведение
замеров на фиксированных точках в целях в целях обеспечения хорошего контакта
электродов с обсадной колонной).
Технические характеристики и область применения аппаратурно-методического
комплекса ЭКРАН.
Измерительный модуль представляет собой зонд диаметром 90мм, предназначен для
измерения УЭС горных пород в диапазоне от 0.5 до 100 Омм, при температуре до 125 гр.С
и давлении до 60МПа, в скважинах диаметром 120-155мм. Измерение УЭС за колонной
основано на фокусировке малой части тока перпендикулярно стволу скважины при
исключении тока, протекающего по колонне.
Учитывая технологические преимущества аппаратуры и информативность измеряемого
параметра, востребованность технологии ЭКРАН прогнозируется в случаях
необходимости решения следующих задач:
• Определение текущего насыщения пластов с более высокой точностью, по
сравнению с ядерно-физическими методами.
• Контроль заводнения пласта периодическими замерами с определением
положения водо-нефтяного контакта и текущего нефтенасыщения (Кн тек).
• Определение текущего насыщения в низкопористых коллекторах.
• Изучение геоэлектрических свойств и оценка насыщенности перспективных
пластов, пропущенных при исследованиях в открытом стволе. Поиск новых
объектов в транзитных участках скважины.
• Достоверное определение Кнг частично-газонасыщенных коллекторов в условиях
низкой минерализации пластовых вод.
При проведении опытно-промышленной эксплуатации, технология ЭКРАН
применялась для решения следующих задач:
1. Определение текущего насыщения неперфорированного пласта, при переходе на
вышезалегающие горизонты (выполнены исследования 6-ти скважин).
2. Оценка насыщенности перспективных пластов, пропущенных при исследованиях в
открытом стволе (1 скважина).
Исследования аппаратурой ЭКРАН проводились точечными замерами удельного
электрического сопротивления с шагом 0.5м (основная запись) и 1 м (контрольные точки).
Для выбора оптимального коэффициента зонда, интервалы замеров включали в себя
опорные интервалы с известным сопротивлением (нижезалегающие водонасыщенные
пласты, интервалы неразмытых глинистых пропластков) Рис 1.
В общем случае, алгоритм решения поставленных перед ТПГ задач включал в себя:
• Анализ коллектора – объёмная петрофизическая модель.
• Оценка первичной насыщенности коллекторов по ГИС в необсаженной
скважине – рассчитывался коэффициент начальной нефтенасыщенности.
• Оценка текущей насыщенности коллекторов по технологии ЭКРАН -
текущий коэффициент нефтенасыщенности, изменение начального (по ГИС
в открытом стволе) удельного электрического сопротивления связывалось с
возможным замещением пластового флюида водой, вследствие выработки
пласта.
• Прогноз притока - по сопоставлению начальных и текущих коэффициентов
нефтенасыщенности, а так же с учетом остаточных фаз пластовых флюидов.
Рис 1. Пример работы аппаратуры ЭКРАН при исследовании насыщения пласта АВ2-3.
Анализируя последующие испытания исследованных объектов (три скважины)
отмечена полная сходимость прогнозного характера притока по комплексу ЭКРАН и
промысловых данных освоения.
Выводы:
Проведенные исследования с использованием аппаратурного комплекса ЭКРАН
показали высокую точность определения удельного электрического сопротивления
горных пород, устойчивость и хорошую сходимость результатов измерений в достаточно
широком диапазоне условий применения. Что, в свою очередь, позволяет использовать
существующие интерпретационные схемы и алгоритмы обработки для получения оценки
текущей насыщенности пласта и прогноза притока из него с высокой степенью
достоверности.