Характеристики об’єктів дослідження в свердловинах. Поняття про зону кольматації, промиту зону, зону проникнення, незатронуту зону

Категорії свердловин за призначенням

Конструкція свердловини. Категорії свердловин за призначенням. Характеристики об’єктів дослідження в свердловинах. Поняття про зону кольматації, промиту зону, зону проникнення, незатронуту зону

Лекція №2

2.1 Конструкція свердловини

Свердловина– циліндрична вертикальна або похила гірська виробітка великої довжини та порівняно малого діаметру.

Устя свердловини– нульова точка відліку її глибини, переважно рівень ротора бурової установки.

Вибій свердловини – нижня точка гірських порід, які пройшла свердловина.

Діаметр свердловини – діаметр круга, який еквівалентний по площині січення свердловини площиною, яка перпендикулярна до її осі. Номінальним діаметром свердловини вважають діаметр долота, яким бурилась свердловина.

Глибина свердловини –відстань від устя до вибою по стовбурі свердловини.

Абсолютна відмітка або альтитуда устя – висота над рівнем моря.

Свердловина	Мета буріння	Кінцевий діаметр свердло-вини, мм	Найбільша глибина свердлови-ни, км
Картувальна	Розкриття корисних порід при геологічній зйомці	76-93	0.3
Сейсмічна (вибухова)	Проведення вибухових робіт при сейсмічній розвідці	76-200	0.3
Структурна	Виявлення та підготовка перспективних площ і геологічних структур для глибокого пошукового та розвідувального буріння	76-93
Опорна	Вивчення глибинної будови малодосліджених крупних регіонів з метою встановлення загальних закономірностей залягання відкладів, сприятливих для нафтогазонасичення	140-300
Пошукова	Виявлення та опробування нових родовищ і покладів нафти і газу, уточнення їх запасів за категоріями С₂та С₁	140-300
Розвідувальна	Уточнення контуру родовищ та розвідки нових горизонтів на цих родовищах, підготовка запасів за категоріями С₁та В	140-300
Експлуатаційна	Видобуток нафти і газу	140-300
Нагнітаюча	Нагнітання в продуктивні пласти води або газу для підтримання пластового тиску	140-300
Контрольна	Контроль розробки нафтових і газових родовищ	140-300

В геофізиці головним об’єктом вивчення є гірські породи та корисні копалини, які з ними пов’язані. Відомості про склад порід, глибину та форму їх залягання, потужності та наявність в них корисних копалин отримують шляхом вивчення фізичних і фізико-хімічних полів різної природи, інтенсивність яких залежить від петрофізичних характеристик об’єкту, його геологічної будови та потужності штучного джерела поля.

При геофізичних дослідженнях гірські породи та корисні копалини вивчаються безпосередньо в розрізі свердловин.

Свердловина – це складна та дорогоцінна споруда, тому отримання найбільш повної та якісної інформації про її технічний стан, про розкриті гірські породи, процес розробки нафтових і газових, вугільних та рудних пластів є важливою задачею. Геофізичні методи дослідження свердловин при цьому відіграють важливу роль, так як тільки вони дають найбільший об’єм безперервної інформації, яка дозволяє виявляти родовища корисних копалин, обґрунтовано вести їх розробку.

Розкриваючи товщі гірських порід, свердловина порушує їх природне залягання. У результаті цього, частково змінюються фізико-хімічні умови навколишнього середовища та петрофізична характеристика порід, які прилягають до стінки свердловини, а також змінюються початкові геостатичні тиск і температура.

Гірські породи володіють різними механічними властивостями. Щільні зцементовані породи при розбурюванні поблизу стінки свердловини не руйнуються. Рихлі, крихкі, тріщинуваті породи – навпаки, розмиваються промивною рідиною, внаслідок чого утворюються каверни, тобто збільшується діаметр стовбура свердловини.

Розкриття порід при бурінні здійснюється, як правило, при тиску в свердловині, який перевищує пластовий, тому в пористі, проникні породи проникає промивна рідина. Пори порід-колекторів переважно мають найбільші розміри і в такі породи проникає тільки фільтрат промивної рідини, а глинисті частини осідають на стінці свердловини, утворюючи при цьому глинисту кірку. Глиниста кірка запобігає руйнуванню породи та понижає подальше поступлення фільтрату рідини в пласт.

У результаті дії промивної рідини на проникний пласт під тиском, який перевищує пластовий, утворюється зона проникнення фільтрату промивної рідини (Рис.1.1). В зоні проникнення фізичні властивості породи змінені. Насамперед змінюється фізико-хімічний склад флюїду в поровому просторі. При взаємодії фільтрату промивної рідини з породою можуть відбутися різні фізико-хімічні процеси: набухання глинистих частин, реакції окислення та відновлення, утворення потенціалів фільтрації.

1 – щільний вапняк; 2 – глина; 3 – проникний пісковик; 4 – зона проникнення фільтрату промивної рідини; 5 – промита зона; 6 – глиниста кірка; 7 – цемент; 8 – колона

d_с, d_к, d_о.к, D_зп, D_пп – відповідно, діаметр свердловини, каверни, обсадної колони, зони проникнення та промитої зони; h_гк – товщина глинистої кірки; h – потужність пласта

Рисунок 1.1 – Схема ділянки розрізу гірських порід в необсадженій (а) та обсадженій колоною (б) свердловинах

Розміри зони проникнення в радіальному напрямку можуть змінюватися в достатньо широких межах – від одиниць сантиметрів до десятків метрів. Поблизу стінки свердловини, фільтрат промивної рідини в значній мірі витісняє першопочатковий флюїд. Найбільш змінена частина пласта поблизу стінки свердловини називається промитою зоною.

У деяких випадках при проникненні бурового розчинну в пласт утворюється так звана зона кольматації. Це зона де в пори породи проникають мілко дисперсні глинисті частинки бурового розчину, які заповнюють поровий простір на невеликій глибині.

При вивченні фізичних характеристик незміненої частини пласта геофізичними методами сама свердловина, промита зона і зона проникнення фільтрату промивної рідини є перешкодами для встановлення дійсних параметрів породи – її пористості, проникності, глинистості, нафтогазонасичення та інших. Для усунення впливу зміненої частини пласта на покази геофізичних методів створені спеціальні апаратурні пристрої, які дозволяють збільшити глибинність методу в радіальному напрямку, а також розроблені способи інтерпретації, які дозволяють виключити вплив діаметру свердловини та промивної рідини, діаметрів промитої зони і зони проникнення та їх фізичних властивостей.

При бурінні свердловини в якості промивних рідин, які використовуються для виносу на поверхню розбурених частинок гірської породи, а також для укріплення стінок свердловини та обертання долота при турбінному бурінні, застосовується спеціально приготований глинистий розчин із добавками різних реагентів і обважнювачів, технічна вода, яка збагачена глинистими частинками із глинистих товщ, що розбурюються, і так звані нефільтруючі розчини на нафтовій або інших основах. Промислові рідини характеризуються певною густиною, в’язкістю, вмістом піску, концентрацією розчинених солей та іншим.

Після закінчення буріння та проведення геофізичних досліджень у відкритому стовбурі свердловини її зміцнюють обсадними металічними колонами. Простір між опущеною колоною та стовбуром свердловини заповнюють цементним розчином. Дослідження розрізів свердловин, які закріплені металічними трубами можна проводити тільки методами радіометрії, термометрії, сейсмометрії.

При вимірюванні радіоактивних, теплових, акустичних полів на покази методів у закритому стовбурі свердловин здійснює вплив не тільки свердловина, промита зона і зона проникнення, а і товщина обсадних колон і їх матеріал, товщина цементного каменю в затрубному просторі та якість його зчеплення з колоною та породами (Рис. 1.1).

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Контрольні запитання	\|	Фізичні основи методів електричного каротажу

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.016 сек.