 |
18. Методы изучения поглощающих горизонтов.
|
|
|
|
18. Методы изучения поглощающих горизонтов.
Отбор керна и шлама. Геофизические методы. Гидродинамические
исследования.
Исследования в процессе бурения
Вскрытие зоны поглощения бурового раствора и ее общая характеристика могут быть определены уже в процессе бурения. Для этого необходимо:
- наблюдение за изменением механической скорости бурения;
- наблюдение за уровнем раствора в скважине и приемных емкостях;
- исследование керна и шлама;
- проведение специальных гидравлических исследований.
При бурении в трещиноватых породах, т. е. там, где возможны поглощения или проявления, механическая скорость возрастает, причем по величине этого возрастания можно судить о величине раскрытия трещин. Так, например, при размерах трещин около 5 мм механическая скорость возрастает вдвое, а при раскрытии трещин 10 мм наблюдаются провалы инструмента.
Определение интенсивности поглощения в процессе бурения наиболее точно может быть осуществлено путем замера количества закачиваемого и выходящего из скважины раствора с помощью дифференциальных расходомеров. При остановках процесса бурения необходимо через определенные промежутки времени производить замеры уровня раствора в скважине. По скорости снижения этого уровня, называемого динамическим, можно судить об интенсивности поглощения. После того, как этот уровень станет постоянным (статический уровень), можно определять пластовое давление. Эти наблюдения позволяют судить об эффективности используемых способов ликвидации поглощений.
 |
Исследование представительного керна позволяет определить практически все характеристики проходимых пород, однако сам отбор керна занимает достаточно много времени. При исследовании шлама непосредственно на устье отбираются несколько проб весом до 6 кг. Пробы отбираются выше зоны поглощения и непосредственно в самой зоне. Далее шлам сушиться и разделяется по фракциям в зависимости от размеров зерен. Для этого используются набор стандартных сит с размерами отверстий 10, 7, 5, 3, 2, 1, 0, 5, 0, 25 мм. Затем строятся гистограммы процентного содержания шлама в зависимости от крупности его частиц (рис. 1). По этим гистограммам определяется размер уносимых в пласт частиц шлама. Экспериментально доказано, что размер поглощающих каналов должен быть в 2-3 раза больше диаметра проникающих в них частиц. На рис. 1 видно, что в зоне поглощения значительно уменьшилось количество шлама с размером частиц 2-3 мм. Отсюда вывод – раскрытие трещин поглощающего горизонта составляет 5-7 мм. Это подтверждает и увеличение в пробе из зоны поглощения крупного шлама.
|
|
|
Гидравлические исследования в процессе бурения осуществляется с помощью так называемого индикатора зон поглощения. С его помощью можно определить границы поглощающего горизонта. Индикатор содержит два пакера, соединенных между собой заглушенной снизу трубой. На боковой поверхности трубы между пакерами имеется отверстие. Индикатор опускается в скважину на колонне бурильных труб. При закачивание бурового раствора пакеры раскрываются, а раствор через отверстие выходит в затрубное пространство. В зоне поглощения давление нагнетания раствора остается низким, а выше и ниже этой зоны – существенно увеличивается.
Геофизические методы исследования поглощающих горизонтов
Более точное определение глубины залегания, мощности и других характеристик поглощающих горизонтов может быть сделано геофизическими методами. Кроме стандартных методов – микрокаротаж, электрический, радиоактивный, акустический каротажи, позволяющих определить общую характеристику пород и флюида, для изучения зон поглощения используется и специфические методы. К их числу относятся:
|
|
|
- расходометрия;
- термометрия;
- резистивиметрия.
 |
Сущность расходометрии заключается в определение расхода (скорости) движения жидкости по всей длине ствола скважины. При замерах производиться долив бурового раствора в скважину, или нагнетание его при закрытом превенторе. Исследования производятся с помощью расходомеров тахометрического типа, опускаемых в скважину на кабеле. Скорость вращения крыльчатки, зависящая от скорости движения жидкости, преобразуется с помощью индуктивных, омических, оптических, радиоактивных датчиков в электрический сигнал, передаваемый по кабелю на поверхность. Отечественной промышленностью выпускается расходомеры с регистрацией направления вращения крыльчатки. Это позволяет определить зоны и интенсивность межпластовых перетоков. Пример расходограммы показан на рис. 2. По ней можно определить количество поглощающих горизонтов, глубину их залегания, изучить фильтрационные свойства пород.
При термометрии измеряется температура бурового раствора по стволу скважины с помощью электротермометра. Сначала делается контрольный замер температуры, а затем в скважину нагнетается раствор так же, как и при расходометрии. Далее делается повторный замер. Ниже зоны поглощения температура не изменяется, или даже повышается, а выше зоны поглощения – снижается. Пример термограммы показан на рис. 3.
При резистивимерии определяется электрическое сопротивление находящейся в скважину жидкости. Предварительно делается контрольный замер, а затем в скважине нагнетается соленая вода, которая доходит только до зоны поглощения. Электросопротивление соленой воды ниже, чем у жидкости, находящейся в скважине, что и фиксируется резистивиметром. Пример такой диаграммы показаны на рис. 4, а.
С помощью резистивиметрии можно определить положение и мощность зоны поглощения и без нагнетания жидкости. В этом случае после того, как устанавливается статический уровень жидкости в скважине, делается контрольный замер. Далее в скважину опускается контейнер с солью и вся жидкость засаливается. Сразу же после этого делается второй контрольный замер.
|
|
|
    |
В зоне поглощения за счет обменных процессов между пластовой жидкостью и жидкостью скважины концентрация соли становиться меньше, что и отмечается резистивиметром (рис. 4, б).
|
|
|
