Двозондовий прилад нейтронного каротажу для дослідження колекторів нафти і газу в обсаджених і необсаджених свердловинах

Двозондовий прилад нейтронного каротажу для дослідження колекторів нафти і газу в обса 3 б) відносно слабка диференціація показань для пластів різної пористості (водневмісту); в) занижений радіус зони дослідження (мала глибинність). Вказані недоліки викликані тим, що зондовий пристрій приладу СРК 2ННКт містить завелику кількість сильного сповільнювача нейтронів (яким є матеріал з високим вмістом водню - капролон) та сильних поглиначів теплових нейтронів (капролон, кадмій). Поле надтеплових і теплових нейтронів формується системою прилад - свердловина - пласт (ПСП); при цьому значний вплив на нейтронне поле мають речовини, що заповнюють зондову частину приладу. Чим більше водню в системі ПСП, тим сильніший спад нейтронного поля з віддаллю від джерела нейтронів, тобто менша глибинність і менші показання лічильника (швидкість лічби нейтронів) зі збільшенням довжини зонда. Показання падають також внаслідок наявності сильних і аномальних поглиначів в системі ПСП (водень, хлор, кадмій тощо). Як результат, при дослідженні пластів-колекторів, що містять значну кількість водню (нафта, газ, вода), показання більшого зонда приладу СРК 2ННКт є недостатніми (при заданій швидкості каротажу), що може призвести до значних статистичних похибок вимірювань і, відповідно, до зменшення точності визначення петрофізичних параметрів колекторів, зокрема коефіцієнта пористості. Метою створення корисної моделі є підвищення ефективності вимірювань двозондовим приладом нейтрон-нейтронного каротажу при визначенні пористості і інших параметрів колекторів нафти і газу через стальну обсадну колону і в необсаджених свердловинах. Підвищення ефективності вимірювань приладом 2ННКт полягає в збільшенні швидкості лічби нейтронів (що відповідає зменшенню статистичної похибки вимірювань), покращенні диференціації пластів, збільшенні глибинності досліджень і, в цілому, підвищенні інформативності і точності при визначенні колекторських властивостей порід в розрізі обсаджених і необсаджених нафтогазових свердловин. Розв'язання поставленої задачі досягається шляхом використання в якості екранів матеріалів, які слабо сповільнюють, добре розсіюють і слабо поглинають нейтрони (наприклад, алюмінію), замість матеріалів, які сильно сповільнюють швидкі, проміжні та надтеплові нейтрони (капролон) та в значній мірі поглинають теплові нейтрони (капролон, кадмій). Це дозволяє забезпечити збільшення показань приладу (що особливо важливо для дальнього зонда), покращити диференціацію пластів та підвищити глибинність досліджень, а в цілому підвищити ефективність та якість нейтронного каротажу, не збільшуючи потужність джерела нейтронів і не зменшуючи швидкість проведення каротажу. Фіг.2 відображає суть запропонованої корисної моделі. Позначення на схемі зондового пристрою корисної моделі 2ННК ті ж самі, що і на Фіг.1. Відмінності зондового пристрою серійного приладу СРК 2ННК і запропонованої корисної моделі наступні: замість екранів із капролону (6, 7) і 18497 4 кадмію (8, 9, 10) (Фіг.1) в корисній моделі в якості екранів 6, 7 (Фіг.2) використано матеріал з принципово іншими нейтронними властивостями - алюміній (який слабо сповільнює, добре розсіює та слабо поглинає теплові нейтрони); повітряне "вікно" 11 (Фіг.1) розширене на всю довжину лічильника меншого зонда (Фіг.2), а "вікно" 12 (Фіг.1) більшого зонда заповнене капролоном (Фіг.2). Дослідний зразок корисної моделі, яка отримала шифр СНКт-89 (двозондовий прилад стаціонарного нейтронного каротажу за тепловими нейтронами діаметром 89мм), виготовлено в ВАТ "Київський завод "Геофізприлад". Випробування приладу СНКт-89 проведено на фізичних моделях пластів та в газових свердловинах ДніпровськоДонецької западини (разом з вимірюваннями приладом СРК 2ННКт). Характерні результати виконаних вимірювань (при використанні Pu-Ве джерела потужністю приблизно 1 107 нейтронів в секунду (нейтр./с)) відображені в таблиці та на каротажних діаграмах (Фіг.3 і 4). Позначення в таблиці наступні: І - показання (швидкість лічби нейтронів) меншого і більшого зондів (МЗ і БЗ) серійного приладу СРК 2ННКт (прототип) і приладу СНКт-89 (корисна модель), виражені в імпульсах за хвилину (І, імп/хв); КМЗ ІСНК / ІСРК - відношення швидкості ліМЗ МЗ чби на меншому зонді (МЗ) приладу СНКт-89 до відповідного значення для серійного приладу СРК 2ННКт; КБЗ ІСНК / ІСРК - відношення швидкості лічБЗ БЗ би на більшому зонді (БЗ) приладу СНКт-89 до відповідного значення для серійного приладу СРК 2ННКт; Δ=Іпл-Іmin(імп/хв) - параметр диференціації пластів; Іпл - усереднені показання відповідного зонда (МЗ, БЗ) навпроти досліджуваного пластаколектора; Іmin - усереднені мінімальні показання зондів МЗ і БЗ на вибраному інтервалі розрізу (звичайно в глинистому пласті). На Фіг.3 представлена каротажна діаграма для необсадженої свердловини діаметром 190мм залежність показань від глибини для меншого і більшого зондів (МЗ і БЗ) прототипу і корисної моделі. Позначення: 1 - діаграма для МЗ серійного приладу СРК 2ННКт (прототип); 2 - діаграма для МЗ приладу СНКт (корисна модель); 3 - діаграма для БЗ серійного приладу СРК 2ННКт (прототип); 4 - діаграма для БЗ приладу СНКт (корисна модель); G - газоносний пласт-колектор (при наявності зони проникнення прісного фільтрату бурового розчину); С - глинистий пласт-неколектор; W - водоносний пласт-колектор (при наявності зони проникнення прісного фільтрату бурового розчину) 5 18497 На Фіг.4 аналогічні діаграми з тими ж позначеннями приведені для обсадженої свердловини (діаметр свердловини 300мм, діаметр стальної 6 колони 219мм, простір між стінками колони і свердловини заповнено тампонажним цементом. Виділені на Фіг.3 і 4 пласти представлені в таблиці. Таблиця Порівняння результатів вимірювань серійним приладом СРК 2ННКт і корисною моделлю СНКт-89 (потужність джерела Q 1 107нейтронів/с) Досліджуване середовище Менший зонд (МЗ) СРК 2ННКт СНКт-89 ІМЗ, ΔМЗ, імп/хв імп/хв Прісна вода 20400 (kп=100%) Вапняк (kп 30%) 29637 Вапняк(kп 1,5%) 65040 Середні показання по розрізу (2345-2405м) "С" Глинистий пластнеколектор (2380,52383,0м) "W" Водоносний пласт (kп 18%) (2383,22388,0м) "G" Газоносний пласт (kп 19%) (2349,52354,5м) ІМЗ, імп/хв 74838 Більший зонд (БЗ) СРК 2ННКт СНКт-89 ΔБЗ, КМЗ ΔМЗ, ІБЗ, ІБЗ, ΔБЗ, ІМП/Х імп/хв імп/хв ІМП/ХВ імп/хв В Фізичні моделі пластів 3,67 640 КБЗ 2015 3,15 98423 3,32 1646 3506 159169 2,45 12950 15198 Необсаджена частина свердловини, dсв=190мм 2,13 1,17 47803 122268 2,56 3229 6106 1,89 33900 0 97401 0 2,87 1586 0 3674 0 2,32 49679 15779 125166 27765 2,52 3319 1733 5984 2310 1,80 53766 19866 133599 36198 2,48 4470 2884 7500 3824 1,68 Обсаджена частина свердловини, dcd=300мм, dкол=219мм Середні показання по розрізу 27513 82388 2,99 1091 3224 (1250-1340м) "С" Глинистий пластнеколектор 24401 0 73268 0 3,00 771 0 2808 0 (1252,01256,5м) "W" Пластколектор 34267 9866 94732 21464 2,76 1883 1112 4647 1839 (1286,01291,0м) Із наведених в таблиці показань, значень для коефіцієнтів КМЗ і КБЗ і каротажних діаграм для необсадженої і обсадженої свердловин (Фіг.3 і 4) випливає, що показання обох зондів корисної моделі значно вищі, ніж в серійного приладу. Це особливо важливо для більшого зонда, на якому швидкість лічби корисною моделлю (прилад СНКт-89) в водневмісних пластах виростає приблизно в 2-3 рази, а відповідна статистична похибка зменшується в 1,4-1,7 рази, що дуже істотно. Відмітимо також високе значення КБЗ для обсадженої свердловини, в якій показання більшого зонда (БЗ) серійного приладу СРК 2ННКт (див. таблицю і Фіг.4, 2,96 3,64 2,47 діаграма 3) незадовільно низькі, тоді як показання БЗ корисної моделі в 2,5-3,5 рази вищі. Важливим геофізичним параметром приладів ННК є диференціація показань А, що характеризує чутливість зонда до властивостей досліджуваних пластів порід-колекторів (пористості, характеру насичення та ін.). Із наведених в таблиці та на діаграмах даних випливає, що значення параметра А для обох зондів приладу СНКт-89 (корисна модель) значно вищі порівняно з серійним приладом СРК 2ННКт. Відмітимо, що за параметром Δ можна також розділити водоносні та газоносні пласти (див. таблицю): за приблизно однакових пористос 7 18497 ті, глинистості, зони проникнення фільтрату бурового розчину величина параметра Δ для газоносного пласта більша за рахунок залишкової газонасиченості. Технічним результатом корисної моделі є: - значне збільшення показань зондів (у 2-3 рази порівняно з прототипом); - істотне зменшення статистичних похибок вимірювань на більшому зонді (приблизно в 1,5 рази); - підвищена диференціація пластів у розрізі свердловини; - підвищена чутливість до фізичних властивостей пластів, що дозволяє, зокрема, більш ефективно розрізняти водоносні та газоносні пласти; Комп’ютерна верстка М. Ломалова 8 - переваги при дослідженнях обсаджених свердловин. Джерела інформації: 1. Скважинная ядерная геофизика. / Под ред. О.Л. Кузнецова, А.Л. Поляченко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 318с. 2. Методические указания по проведению нейтронного и гамма- каротажа в нефтяных и газовых скважинах аппаратурой СРК и обработке результатов измерений / Хаматдинов Р.Т., Еникеева Ф.Х., Журавлев Б.К., Зотов А.Ф., Головацкий С.Ю., Жуков А.М., Гольдштейн Л.М., Семенов Е.В. - Калинин: Союзпромгеофизика, 1989. - 82с. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601