Что такое каротаж в бурении

Что такое каротаж скважины и для чего он необходим?

Современный процесс бурения никогда не обходится без детального анализа геофизических данных будущей скважины. Для таких аналитических целей применяется так называемый каротаж, благодаря которому можно оценить не только существующие неисправности будущей скважины, но и потенциальные проблемы после ее освоения.

Прибор для проведения каротожа скважины

Только опираясь на собранные данные и применяя их в производстве и поддержании скважины можно гарантировать успех проведенных строительных работ и функциональность системы в будущем.

1 Особенности и назначение

Изначально — разберемся в назначении данного процесса.

Каротаж в процессе бурения скважин используется для изучения горных массивов на наличие, или же отсутствие, полезных ископаемых. Кроме того, используя каротаж можно узнать качество и потенциальное количество этих ископаемых.

Это целая система, что направлена на освоение как околоскважинных, так и межскважинных пространств. Вся система ориентирована на анализ работоспособности скважин для их дальнейшего поддержания и предупреждения возможных проблем.

Каротаж скважин позволяет узнать о ней следующие сведения:

Анализ скважин способен найти такие функциональные сбои работы самой скважины, как:

Комплекс оборудования для проведения каротажа скважины

Примечательно, что оборудование, которым осуществляется гамма каротаж, а также каротаж радиоактивный и газовый, имеет встроенный прибор видеозаписи, позволяющий проводить съемку непосредственно в самой скважине. Это позволяет анализировать характеристики скважины не только специалистами, задействованными в работе над ней, но и сторонними экспертами.
к меню ↑

2 Методы проведения

Всего существует три основных метода проведения аналитических работ со скважинной:

Первый метод полностью ориентирован на измерения электрического поля, что либо возникает сам по себе, либо его создают искусственным образом. Используется этот вариант каротажа для анализа литологического состава грунта, что слагает стенки скважины.

Анализируются также и насыщенные водой пласты, оцениваются их параметры и характеристики. Прибор электрического каротажа состоит из устройства самопроизвольной поляризации, устройства сопротивления, устройство бокового зондирования, устройства вызванных потенциалов и токового каротажа (ТК).

Погружение зонда в скважину для проведения каротажа

Радиоактивный метод применяют на небольших глубинах исследования (от 10 до 30 сантиметров). Огромным плюсом данного варианта проведения аналитических работ является то, что он способен проводить исследования в открытом и даже обсаженном стволе анализируемой скважины.

Данные полученные этим способом применяются для решения широкого круга геологических задач, преимущественно связанных с разведкой нефтегазовых месторождений. Применяют радиоактивный метод и для контроля над эксплуатацией и профилактикой системы этих месторождений.

В процессе проведения буровых работ на скважине радиоактивный метод является наиболее приемлемым и информативным. При этом наиболее популярен прибор гамма анализа, который является наиболее популярным в радиоактивном методе каротажа.

Классические способы каротажа включают такие методы, как:

Наиболее популярный гамма и газовый способ получения данных о скважине. Благодаря двум этим способам анализа можно определить показатель герметичности обсадной колонны, ведь в случае если она не дошла до известняка, необходима полная реорганизация всей системы работы над скважиной.

Пример результата проведения каротажа

Проблема герметичности обсадной колонны заключается в том, что если устройство работает не так как нужно, последующая эксплуатация скважины приведет к ее загрязнению, что повлияет на качество воды, сделав ее опасной для здоровья, и срок работы скважины.
к меню ↑

2.1 Этапы проведения

Проведение каротажа, какой бы способ выбран не был, газовый, гамма или радиоактивный, всегда начинается с погружения специального зонда во вход исследуемой скважины. Зонд отбивает геологический разрез внутренностей пробуренной скважины и позволяет свести риск возникновения аварийного состояния на ноль в случае, когда обсадная колонна не примыкает к известняку.

После или же вовремя проведения каротажа проводится видеосъемка, если, конечно, устройство позволяет это делать. Данные на записанном материале должны пройти интерпретацию специалистами, что смогут не только сообщить о находящихся в скважине полезных ископаемых, но и о потенциальных опасностях при последующей ее эксплуатации.

Самостоятельное проведение такого геологического анализа категорически запрещается, так как выполнение столь сложных работ предусматривает контроль специалистами и профессионалами в деле анализа характеристик скважин. Именно выполнение всей процедуры каротажа специалистами является гарантией долгой и результативной работы скважины.

Источник

Каротаж скважины

Это основной способ геологической документации разрезов глубоких скважин

При магнитном методе измеряется магнитная восприимчивость горных пород.
Метод основан на изменении магнитного поля грунтового пласта, которое создается искусственно или возникает без дополнительных стимулирующих действий.
Часто используется для проверки технического состояния ствола скважины.
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: при помощи специального зонда в шахте делают измерения электрического поля.
После этого благодаря математическому и физическому анализу можно будет рассчитать основные характеристики месторождения.

Радиоактивные (ядерные) методы основываются на измерении в скважинах естественного или искусственно вызванного радиоактивного излучения пород.
В последнем случае применяются методы: нейтронный, гамма-гамма, наведенной активности и радиоактивных изотопов.
Изучается плотность скважины, ее пористость, количество угля, наличие в грунте водорода или других газов.
Существуют следующие подвиды этого способа исследования:
Гамма-каротаж: 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. Используется для исследования закрытых скважин, т.е. внутри обсадной трубы, где нельзя применять, например, способы электрического исследования.
Гамма-гамма каротаж: используется при проверке радиоактивности пласта, имеющей искусственное происхождение, и скважина проходит гамма-облучение, после которого приборы отмечают воздействие ответных волн.
Позволяет узнать о наличии излучений, которые не проявились бы без искусственного стимулирования.
Нейтронный: работает по схожему принципу, но облучение производится при помощи нейтронных волн.
Ядерно-магнитный метод исследования заключается в наблюдении за изменением эдс, возникающей в породе после ее обработки поляризующим магнитным полем.

Термический каротаж: Изучается температура в скважинах. Используется исключительно для контроля работы уже имеющихся скважин.
Для проверки состояния скважины опускают специальный термометр. По изменению температуры можно определить у обсадной колонны скважины целостность структуры и наличие дефектов.
Осуществляется посредством определения природного теплового или искусственного поля, и методом охлаждения.

Газовый каротаж: позволяет определить количество углерода в скважине. Используется для определения наиболее продуктивного пласта, насыщенного газом.
Требуется использовать чувствительные газоанализаторы.
Точность полученных результатов зависит от разновидности применяемого раствора, интенсивности циркуляции, скорости создания скважины и других факторов.

Кавернометрия: основана на данных, получаемых при замере поперечного диаметра скважин.
Это помогает вычислить размер обсадной трубы, обнаружить повреждения стенок скважины.

Источник

Каротаж

Каротаж – исследование строения разреза скважины путем спуска в нее специального зонда, оснащенного устройствами для измерения различных геофизических параметров.

Происхождение термина

Термин происходит от французского «la carrotte» – морковь. Так на жаргоне буровиков назывался образец керна, предполагая его сходство с этим овощем. А специалистов, которые занимались отбором керна, в шутку прозвали «морковниками». Впоследствии это прозвище распространилось и на специалистов-каротажников. Таким образом термин «каротаж» прижился во французском языке, а затем распространился и в других.

Технику проведения каротажа и сам термин впервые ввели братья Конрад и Марсель Шлюмберже – они использовали электрический метод при исследовании угольных пластов.

Примечательно, что в немецком языке через некоторое время термин был заменен на «bohrlochmessung», в английском – на «well logging», в самом французском – на «des diagraphies», а в России остался и стал официальным старый термин «каротаж».

Предпосылки появления метода

Разработке месторождений полезных ископаемых всегда предшествует геологическая и геофизическая разведка недр. В большинстве случаев исследовать участок без бурения разведывательной скважины невозможно. Из скважины извлекают на поверхность образцы горной породы – керн, и транспортируют их в лабораторию для детального изучения. Естественно, подобный метод предполагает как временные, так и финансовые затраты. Кроме этого, в некоторых случаях структура пород не позволяет извлекать образцы на поверхность – например, при бурении хрупких или сыпучих пород.

Для оптимизации процесса разведки недр возникла необходимость бескернового исследования скважин. Таким методом стал каротаж.

Зачем нужен каротаж?

Каротаж скважины предусматривает получение таких необходимых и важных данных, как:

Кроме этого, процедура позволяет выявить такие трудноопределимые неполадки в работе скважины, как:

В некоторых случаях каротажный зонд оснащается приборами для видеозаписи, что позволяет проводить видеосъемку в скважине. Это ко всему прочему дает возможность сохранять информацию и предоставлять ее для анализа сторонним экспертам.

Проведение каротажных работ

Тем не менее, некоторые параметры (плотность, термометрия) иногда снимают и при спуске зонда.

Часть информации, регистрируемой зондом передается на поверхность в режиме реального времени по специальному кабелю, который одновременно является и несущим элементом. Другая часть информации может быть записана в память устройства и раскодирована уже после извлечения устройства на поверхность.

Методы каротажа

Наиболее распространенными методами каротажа является электрический и радиоактивный методы, который в свою очередь делятся на несколько подвидов.

Кроме этого применяется и другие менее распространенные процедуры.

Электрический каротаж

Методы электрического каротажа основаны на измерении тех или иных электрических параметров в условиях скважины при пропускании тока через погружаемые в нее электроды.

В зависимости от измеряемой величины данные методы делятся на несколько подгрупп:

Радиоактивный каротаж

Методы радиоактивного каротажа основаны на измерении природной радиоактивности изучаемых пород и почв. Если исследуемая порода имеет низкий радиационный фон, то ее предварительно облучают и измеряют уровень ответного излучения. Такие исследования позволяют определить ряд важных физических параметров породы: содержание водорода, плотность, глинистость и др.

В зависимости от типа применяемого излучения данные виды исследований делят на несколько подгрупп: гамма-методы, методы стационарного и импульсного нейтронного каротажа, и методы в которых используется оба вида излучения.

Прочие методы

Кроме электрических и радиоактивных методов, для исследований скважин применяют и другие, но менее распространенные методы:

На практике результаты исследования, проведенного с помощью только одно какого-либо метода не дает объективной и достоверной информации по разрезу скважины. Поэтому при изучении недр применяется сочетание сразу несколько методов каротажа – так называемое комплексирование методов. Такой подход позволяет существенно расширить функциональность даже самого простого метода исследования и получить наиболее полный массив данных.

Источник

Каротаж скважин – что это такое?

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.

Чаще всего каротаж применяется при бурении скважин для добычи нефти или газа. Процедура нужна для того, чтобы оценить резерв скважины, контролировать техсостояние, а также для возможности проведения взрывных типов работ.

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:

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

Проведение геофизических исследований скважин

Геофизические исследования представляют собой целый комплекс физических методов, используемых для изучения горных пород. Также они необходимы для контроля за техническим состоянием буровых. За счет назначения их разделяют на две группы – методы скважинной геофизики и каротажа. Последний именуют еще как буровая наука, направленная на изучение пород, находящихся в радиусе 2 километра.

Назначение исследования

Довольно часто термины «ГИС» и «каротаж» отождествляют между собой. Но специфика ГИС включает также варианты, когда необходимо изучение межскважинного пространства, известного как геофизика. Все исследования проводят при помощи геофизического оборудования.

Методы разведочной геофизики включают изучения при помощи воздействий:

Это позволяет выявить степень присутствия в горной породе нефтегазовых продуктов, а также воды. Также благодаря таким способам можно получить точные сведения о готовности эксплуатации скважин.

Исследования чаще всего проводят специализированные компании, с которыми клиент должен составить договор и документ – акт готовности, свидетельствующий об исправности объекта.

Данные документы будут фиксировать результаты, которые были получены при изучении пластов.

Исследования должны проводиться только при помощи специального оборудования

Основные задачи, решаемые при помощи исследований:

Все эти рекомендации способствуют выполнению задач, которые связаны с наземными действиями в процессе создания скважин и работы с ними.

Методы изучения скважин

Классификация ГИС осуществляется в зависимости от вида изучаемых полей. Сегодня известно более 50 различных методик. При этом все они имеют важные различия и используются в зависимости от конкретного типа выполняемых работ.

Основные виды ГИС включают такие методы:

На практике чаще всего используют каротажи разного рода. В таком случае прослеживание за колебанием необходимых величин осуществляется за счет специального прибора, спускаемого на электрокабель.

Контролирующий изменения прибор оснащен специальной аппаратурой.

Геофизические методы необходимы в первую очередь для нахождения гидрогеологической и физической характеристик толщи пластов.

Определяют их следующим способом:

Проведение сравнения полученных результатов исследования дает возможность составить полную характеристику разрабатываемого углеродного горизонта.

Каротаж и его назначение

При помощи каротажа исследуется обсадная колонна на отсутствие или наличие сварных разрывов или трещин. Также благодаря этому способу определяются интервал до главного водопритока и глубина ствола.

Проведение каротажа дает гарантию на более безотказную и длительную работу скважины.

Процесс проходит при гидрогеологических и инженерных изысканиях, которые необходимы для увязки с геологическим устройством местности и изучением ее разрезов. Также изучаются свойства и состав пород при их естественном залегании.

Схема каротажа

Таким образом, каротаж представляет ГИС вскрытой геологической скважины. Все работы выполняются на базе геофизической станции или разборной каротажной аппаратуры.

Данная методика помогает выявить:

Учитывая все эти характеристики, каротаж следует отнести к страховочному элементу от возможного нарушения технологий процесса бурения, которое может быть допущено при проходке ствола.

Инклинометрия и видеокаротаж

Инклинометрия ориентирована на определение угла возможного отклонения по вертикали. Благодаря этому методу контролируется пространственное положение скважинной оси.

Способ исследования может быть:

Такая методика представляет собой своеобразный путеводитель при бурении ствола в определенном направлении и выявлении фактической глубины нахождения разреза.

По углу наклона и азимуту, а также глубине ствола строится инклинограмма – проекция скважины.

Можно точно выявить место подсечения разреза и качество бурения, если иметь соответствующие координаты. Такой анализ проводится за счет инклинометра – датчика, который измеряет наклон разных строений при влиянии на них гравитационного поля.

Для полного изучения объекта специалисты используют видеокаротаж

Видеокаротаж предусматривает полное изучение пространства скважин. Его принцип состоит в том, что спускается видеокамера, после чего обзор передается на монитор. Благодаря этому можно увидеть трещины на обсадной колонне и другие изъяны.

Также можно оценить технические характеристики фильтра и возможное присутствие внутри трубы ненужных посторонних предметов. При использовании данного метода можно получить точную оценку скважины и принять решение о дальнейшей ее работоспособности. К эффективным способам оценки относят электрокаротаж и радиоактивный метод.

Использование различных способов ГИС дает возможность оценить состояние скважины и возможность ее эксплуатации. Каротаж при этом наиболее часто применяют для соблюдения буровой технологии новых геологических разрезов.

Источник