Горизонтальные скважины на этапе строительства

1.

ОСОБЕННОСТИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН НА ЭТАПЕ СТРОИТЕЛЬСТВА
СОПРОВ ОЖДЕНИЕ БУРЕНИЯ
ОЦЕНКА ФЕС ПЛАСТА -КОЛЛЕКТОРА
СОЧИ
2017

2.

ПРИМЕРЫ ТРАЕКТОРИЙ ГС

3.

4.

5.

ТЕХНОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН АВТОНОМНОЙ АППАРАТУРОЙ,
СПУСКАЕМОЙ НА БУРИЛЬНЫХ ТРУБАХ
Автономные приборы позволяют
измерять и регистрировать
информацию в течение 19 и 38
часов, (исследования в интервалах
от 200 м до 3000 м).
После подъема скважинного
прибора на поверхность
зарегистрированная информация
считывается из блока памяти в
компьютер, увязывается по глубине
скважины и в цифровом виде
передается в службу интерпретации,
после чего Заказчику выдается
заключение по скважине.
После окончания бурения комплексный автономный прибор
спускается на буровом инструменте в скважину. После спуска на
забой по ранее заданной программе включается питание прибора
и начинается регистрация информации в автономный блок
памяти скважинного прибора. Измерения проводятся в интервале
исследований при подъеме (спуске) скважинного прибора. Все
перемещения бурового инструмента с прибором регистрируются
на поверхности и используются в дальнейшем для увязки
зарегистрированной
информации по глубине скважины.

6.

!
Проводка горизонтального ствола требует непрерывного
контроля траектории и его положения относительно границ
пласта.
Измерительные технологии с беспроводной
системой передачи данных.
MWD
(телеметрические
системы)
+
LWD
(системы каротажа
в процессе бурения)

7.

8.

9.

ВИДЫ ГИС ПРИ БУРЕНИИ ГС
MWD
(телеметрические
системы)
Инклинометрия
+
LWD
(системы каротажа в
процессе бурения)
Свойства горных пород
Забойная температура
Давление
Динамические
параметры бурения
Гамма-каротаж
Свойства пластовых
флюидов (вода, нефть, газ)

10.

MWD: ДЛЯ ЧЕГО
Цель - проводка ствола скважины по заданной траектории и
попадание в намеченные геологические объекты
Задачи:
1. контроль пространственного положения
скважины относительно геологических объектов
в процессе бурения;
2. Принятие обоснованных решений по изменению
траектории скважины в зависимости от
изменяющихся геологических условий в
процессе бурения;
3. Отказ от проведения дополнительных
промежуточных каротажей на кабеле или на
буровом инструменте с целью оценки
геологических условий по стволу скважины;
4. Оперативное получение данных для
количественной оценки параметра пласта и
коллекторных свойств.

11.

ДЛЯ ЧЕГО LWD

12.

LWD: ДЛЯ ЧЕГО
Использует широкий спектр датчиков
система с точным
контролем давления PCD
датчик плотности
(ALD™)
датчик гаммаизлучения (PCG, DGR)
нейтронные датчики
(CTN™)
Датчики сопротивления
(EWR™, ADR™,AFR™)
ультразвуковые
датчики (XBAT™)
датчик акустического
каротажа
ShockWaveTM
имиджер
микрокаротажа
SineWaveTM
поровое давление, наличие трещин и наслоений, показатели
прочности породы, пористость пласта, проницаемость пласта.

13.

14.

15.

СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
по кабелю (устаревшая технология),
по электромагнитному каналу,
по гидравлическому каналу (передача данных по
столбу промывочной жидкости)
относительно новая технология wired pipe, где
передача данных осуществляется по специальным
буровым трубам, оснащенным электронными
соединениями и проводкой.

16.

ПРИНЦИП РАБОТЫ (ТЕЛЕМЕТРИЯ)
Электромагнитный канал связи основан на использовании
электрического тока и проводящих свойств породы
Передача данных при помощи электромагнитного канала особенно
востребована при бурении на депрессии
Гидравлический канал связи использует буровой раствор для
передачи данных на поверхность
используется установленный на забое устойчивый к поглощению
гидроимпульсный генератор, который может использоваться на большей
глубине и не подвержен влиянию пластовых условий.

17.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КАНАЛ
Электромагнитный канал связи
(информация передается электромагнитными
волнами, распространяющимися в горной породе)
+
1. более высокая
информативность
-
1. дальность связи, зависящая от
проводимости горных пород,
2. слабая помехоустойчивость,
3. сложность установки антенны в
труднодоступных местах.

18.

ЭМ КАНАЛ СВЯЗИ - ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЗТС-42ЭМ-М
1 – табло бурильщика; 2 – Notebook; 3 – УСО; 4 – антенна; 5 – бурильные трубы; 6 – долото; 7 – модуль
НДМ; 8 – забойный отклонитель; 9 – модуль МД; 10 – гайка контакта; 11 – разделитель
электрический корпусной; 12 – разделитель электрический штанговый; 13 – модуль МГК; 14 –
соединительная штанга; 15 – модуль МПИ; 16 – немагнитная бурильная труба; 17,18 – модуль МЭП; 19
– узел подвески; 20 – переводник для установки телесистемы

19.

ОСНОВНЫЕ РЕГИСТРИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Гамма-каротаж - литологическое расчленения разреза, определение
степени глинистости, отбивка покрышки продуктивного пласта.
Индукционный метод расчленения разреза по проводимостям,
выделения нефтенасыщенных коллекторов, глинистых покрышек,
обводненных зон и границ ВНК.
Метод кажущегося сопротивления - точное проведение скважины в
продуктивном пласте, используя различие в удельных электрических
сопротивлениях горных пород.

20.

ГИДРОИМПУЛЬСНЫЙ КАНАЛ СВЯЗИ
Акустический канал связи использует движение
прокачиваемого через буровую колонну бурового
раствора, модулируя его давление.
Вблизи бура, устанавливается модулятор, который
изменяет проходное сечение клапана, а на дневной
поверхности регистрируется связанное с этим
процессом изменение давление бурового раствора.
Получающиеся импульсы изменения давления
декодируются в двоичный код.
1 - долото; 2 – турбобур; 3 – преобразователь
информации; 4 – излучатель; 5 – буровая колонна; 6
– приемник давления; 7 – полосовой фильтр; 8 –
усилитель; 9 – демодулятор; 10 – наземный
регистратор.

21.

ГИДРОИМПУЛЬСНЫЙ КАНАЛ СВЯЗИ
Отрицательные импульсы
генерируются путем
кратковременных перепусков
части жидкости в затрубное
пространство через боковой
клапан.
Положительные импульсы
генерируются путем создания
кратковременного частичного
перекрытия нисходящего
потока бурового раствора.
Гидравлические сигналы,
близкие к гармоническим,
создаются с помощью
электродвигателя, который
вращает клапан пульсатора
Гидравлические импульсы со скоростью около 1250 м/с поступают по
столбу бурового раствора на поверхность.

22.

+
1. относительная простота
осуществления связи
2. не зависит от геологического разреза
3. не нарушает технологические
операции при бурении
1. низкая скорость передачи,
2. низкая помехоустойчивость,
3. низкая последовательность в передаче
информации,
4. необходимость в источнике
электрической энергии (батарея,
турбогенератор)

23.

ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕЛЕСИСТЕМ
в скважинах с большими отходами, где каротаж на кабеле
затруднен и отнимает много времени,
при работе в дорогостоящих средах (таких как
глубоководные скважины), где использование MWD/ LWD
позволяет экономить значительное время и средства по
сравнению с операциями на кабеле
чтобы предотвратить проходку через специфические пласты
в случае необходимости остаться в границах лицензионного
участка
там, где высок риск бурения незапланированных боковых
стволов в рыхлых пластах.

24.

КАЧЕСТВО ДАННЫХ
Начинается
с качества и точности установленных в системах MWD и LWD
магнитометрах и акселерометрах,
качества электронных плат и компонентов,
качества сборки оборудования на заводе,
уровня своевременного текущего обслуживания оборудования, включая
калибровку и тарирование приборов в специальных “немагнитных”
помещениях,
с установки необходимого количества диамагнитных труб в компоновку
низа буровой колонны
Далее, в зарегистрированные параметры вводятся все необходимые
поправки на географическое положение устья скважины и величины
магнитного поля

25.

КАЧЕСТВО ДАННЫХ
Качество данных LWD определяется малым временем,
прошедшим после вскрытия пласта.
Глубина проникновения фильтрата бурового раствора при
исследованиях LWD обычно составляет несколько
сантиметров, что позволяет
более точно оценить удельное электрическое
сопротивление пласта,
его нефтенасыщенность,
сократить время на освоение пласта.

26.

ОСОБЕННОСТИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ

27.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ГИС
Траектория ствола скважины.
Диаметр ствола скважины.
Определение толщины пласта-коллектора, расстояния между стволом и
границами вмещающих пород, уточнение литологических зональных
неоднородностей или других особенностей геологического строения.
Определение пористости коллекторов.
Определение удельных электрических сопротивлений в характерных (по
геометризации) точках пласта.
Оценка коэффициентов нефтегазонасыщения коллекторов по принятым
зависимостям или по специальным методикам.
Оценка текстурно-структурных свойств коллектора.
Геометризация изучаемого объекта (определение пространственного
положения ствола горизонтальной скважины относительно литологических
границ разреза).
Общая оценка эффективности (успешности) горизонтальной скважины как
технологической эксплуатационной системы «пласт-скважина» (коэффициент
вскрытия коллектора, расстояние до ВНК, наличие гидродинамических экранов
между ВНК и стволом горизонтальной скважины, эксплуатационная
технологичность профиля горизонтального ствола, т.е. степень вероятности
образования в процессе эксплуатации газовых и водяных затворов, а также
шламовых пробок).

28.

ОСОБЕННОСТИ ГС
Ось горизонтальной скважины расположена параллельно или под небольшим
углом относительно плоскости напластований, т.е. в отличие от вертикальных
скважин, вокруг горизонтального ствола наблюдается радиальная анизотропия
петрофизических свойств горных пород

29.

30.

31.

32.

33.

34.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

35.

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ЗОНЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ

36.

37.

38.

39.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЗОНДОВ КС, ИК И БК В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ
СКВАЖИНАХ
В методах индукционного каротажа токовые линии имеют вид окружностей вокруг
скважины, поэтому они пересекают несколько пластов с различным удельным
электрическим сопротивлением.
Очевидно, что даже тонкие высокоомные пропластки приводят к уменьшению
индуцированных токов, а значит и к завышению (иногда многократному) сопротивления
окружающей среды.

40.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЗОНДОВ КС, ИК И БК
В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ
При использовании симметричных градиент зондов СГЗ токовые линии проходят вдоль скважины, при
использовании зондов МБК токовые линии направлены в радиальном направлении к стенке скважины,
поэтому лишь незначительная часть тока ответвляется за пределы продуктивного пласта. В результате
удельное электрическое сопротивление пласта, определенное по СГЗ и МБК, значительно ближе к истинному
значению по сравнению с данными ИК и ВИКИЗ.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

Методы электрического (ПЗ, ГЗ, БК) и электромагнитного (ИК) каротажа не
могут дать однозначной информации о границах пластов, т.к. из-за большой
глубинности влияние верхнего или нижнего пласта на их показания начинается
ещё до встречи кровли или подошвы со стволом ГС, что приводит к
«размыванию» граничного эффекта. Степень «размыва» зависит от многих
факторов: угла встречи оси скважины и границ пласта, текстурных особенностей
коллектора, радиального градиента электрических сопротивлений, вертикальной
и радиальной характеристики зондов и др.
Радиоактивные методы каротажа (ГК, НК, ГГК) обладают значительно меньшей
глубиной исследований, их результаты не зависят от текстурно-структурных
особенностей коллектора и определяются его общим элементным составом
скелета и водородосодержанием. В силу этого технология вскрытия разреза
(вертикальная или горизонтальная скважина) в меньшей степени оказывает
влияния на результаты ядерных методов и в условиях горизонтальных стволов.
Они являются приоритетными при определении границ литологических
интервалов по стволу горизонтальной скважины, величины общей пористости,
уточнении особенностей строения пласта и т.д.

48.

49.

АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Широкополосные акустические приборы
«ГОРИЗОНТ-90-ВАК», «ГОРИЗОНТ-73-ВАК» с
зондами большой длины
(И 3.2 П1 0.5 П2) и (И 2.3 П1 0.5 П2).
Регистрируют акустические колебания в
частотном диапазоне 2÷50 кГц при
амплитуде 100дб и более.
За счет большой длины зондов по данным
волнового акустического каротажа (ВАК)
уверенно выделяются продольные и
поперечные волны, волны Лэмба-Стоунли,
которые наряду с методами РК
используются для определения
коэффициентов пористости и
проницаемости, выявления трещинных
интервалов, оценки литологии и т.д.

50.

АКУСТИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЕМЕР
Благодаря применению акустического профилемера можно получить не только текущий диаметр
скважины, но и определить форму каверн и желобов в горизонтальном стволе скважины. Эти данные
используются при обработке и интерпретации всех геофизических методов.

51.

СХЕМАТИЧНЫЕ КРИВЫЕ ГИС В ГС

52.

Один из возможных сценариев интерпретации
Равновероятный сценарий
! Без азимутального замера и данных сканирующего прибора
эти 2 геологических сценария нельзя разделить.

53.

54.

ВЫВОДЫ
Основные проблемы интерпретации данных в горизонтальных скважинах:
Методы ГИС регистрируют кажущиеся геофизические параметры, ( влияние выше и
ниже залегающие пропластки на протяжении значительного интервала глубин);
Состояние ствола скважины (наличие желобов ,вывалов, осадка шлама и пр) оказывает
большее влияние на показания ГИС, по сравнению с вертикальными скв.
Сложная форма зоны проникновения и вертикальная анизотропия свойств пород
накладывает существенные ограничения на применимость базовой коаксиально
цилиндрической модели ГИС
Стандартные современны методы исследования ГС не позволяют получать
достоверные оценки параметра «Эффективных толщин» а определяют «видимую
длину коллектора вдоль траектории скважины приведенную к ее оси»
Существуют ограничения использования данных ГИС открытого ствола
горизонтальных скважин для определения параметров Кп, Кгл, Кпр, Кн для подсчёта запасов.
Но успешно решаются такие задачи как:
Оценка количества и качества потенциально продуктивных интервалов;
Литологическое расчленение разреза ,вскрытого ГС и отбивка границ пластов;
Выбор системы и компоновки для заканчивания;
Выбор интервалов для методов интенсификации ( ГРП и др. )

55.

Технология Throu Bit