Э.Е.Лукьянов, Р.Т.Хаматдинов,
(ОАО НПЦ “Тверьгеофизика”)
В.А.Коновалов, И.Ф.Попов
(трест “Сургутнефтегеофизика”
ОАО “Сургутнефтегаз”
АППАРАТУРНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ АВТОНОМНЫЙ КОМПЛЕКС (АМАК “ОБЬ”) ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ГИС В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ
В настоящее время в тресте СНГФ проведены промысловые испытания и осуществляется внедрение в практику исследования ГС автономного аппаратурно-методического комплекса АМАК “ОБЬ”.
Более прогрессивная технология АМАК “ОБЬ” должна заменить технологию “Горизонталь-1” на всех горизонтальных скважинах Сургутского района.
Первая эксплуатационная скважина с горизонтальным окончанием была пробурена в ОАО “Сургутнефтегаз” в 1991 году на Восточно-Сургутском месторождении; с тех пор, к 1.07.98 г. построено уже более 130 таких скважин. Объем строительства с каждым годом увеличивается, так, в течение 1998 года запланировано пробурить 80 горизонтальных скважин.
Более 90 % скважин построены на территории Федоровского месторождения и вскрывают сложно построенную нефтегазоконденсатную залежь готерив-барремского возраста (горизонт АС
4-8), подстилаемую подошвенной водой. Толщина нефтяного слоя между газоносной и водоносной частями залежи не превышает 10-12 м, глубина залегания пластов 1880-1900 м. Коллектора терригенные, поровые характеризуются резкой невыдержанностью в плане и разрезе, иногда отмечается монолитное строение нефтенасыщенного коллектора.Залежь АС
4-8 Федоровского месторождения разбуривается системой горизонтальных и наклонно-направленных скважин.Семилетний опыт строительства скважин позволил выбрать наиболее оптимальную конструкцию, отвечающую особенностям геологического строения района и технико-экономически обоснованную.
Конструкция горизонтальных скважин следующая:
и тоже цементируется до устья;
Пакер устанавливается ниже ГНК на расстоянии не менее 30 м по стволу
скважины.
Колонна цементируется от пакера на 100 м выше башмака кондуктора седиментационно-устойчивым тампонажным раствором.
Горизонтальный участок колонны длиной до 550 м за пакером оснащается специальными фильтрами длиной 6 м на расстоянии 80-100 м друг от друга и не цементируется. Если горизонтальный ствол проведен неточно, то есть подходит близко к воде или газу на больших расстояниях, эксплуатационная колонна цементируется по всей длине с последующей выборочной перфорацией.
Первые горизонтальные скважины в 1991-1993 г.г. исследовались обычным стандартным комплексом (ПС, ИК, БК, ПЗ, БКЗ,РК). Однако информативность комплекса была низкой, поскольку в условиях горизонтальных скважин, когда наблюдается радиальная анизотропия петрофизических свойств горных пород и специфическое, “каплевидное” строение зоны проникновения, меняется значимость и информативность отдельных методов.
В 1994 г. впервые в горизонтальной скважине было проведено высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование – ВИКИЗ. И тогда же, в 1994-1995 г.г., по результатам полученных материалов, в 6 горизонтальных скважинах силами опытно-методической партии треста “СНГФ” были проведены работы по определению достоверности и информативности метода в условиях горизонтальных скважин. Поскольку анализируемые горизонтальные скважины приурочены к территории Федоровского месторождения, разбуренного по плотной сетке (250х250), имелась возможность сравнить геологическую ситуацию, воспроизведенную по данным ВИКИЗ в горизонтальной скважине и по данным электрометрии близ расположенных вертикальных скважин. Были построены детальные геологические профили по 3 ближайшим субвертикальным скважинам, расположенным вдоль ствола рассматриваемой горизонтальной скважины и геологический профиль по данным ВИКИЗ по самой горизонтальной скважине. Полученные материалы были тщательно проанализированы. Выяснилось, что по данным ВИКИЗ геологическое строение продуктивной части горизонта не только подтвердилось, но и значительно уточнилось, так были выявлены неоднородности коллектора, маломощные непроницаемые интервалы, уточнено строение промежуточной межскважинной зоны. Были проанализированы величины удельных сопротивлений прослоев, пересеченных горизонтальным стволом по данным ВИКИЗ и тех же прослоев в близ расположенных вертикальных скважинах по стандартному комплексу ГИС. Оказалось, что в целом значения r P , полученные по данным ВИКИЗ в горизонтальных скважинах, ниже значений r P
, определенных по БКЗ в вертикальных скважинах (4-6 Ом.м против6,3-8,8 Ом.м). Вероятно, это объясняется рядом причин и тем, что в обоих случаях расчет велся по методике, рассчитанной для обработки вертикальных скважин, и тем, что сравнивались участки пласта, вскрытые в разных местах, и вследствие его неоднородности полученные параметры не до конца сопоставимы,
а также особенностями метода и другими причинами. Но, тем не менее, по данным ВИКИЗ пласты четко выделялись и дифференцировались по насыщению.Таким образом, комплекс исследований определился и с 1995 года включает в себя ПС, ВИКИЗ, РК (ГК и ННК-Т), акустическую цементометрию и инклинометрию. Исследования горизонтальных скважин с этого же времени ведутся по технологии и методике, которая будет описана ниже.
С момента забуривания ведется инклинометрический контроль, итогом которого является расчет инклинометрических параметров на точку в интервале предполагаемого башмака удлиненного кондуктора (обычно это глубина 700¸ 900 м, зенитный угол не более 5
0).От этой точки до забоя инклинометрические замеры ведутся параллельно службам УБР – забойной телеметрической системой Sperry-Sun на буровом инструменте и в качестве контроля – кабельной инклинометрией треста “Сургутнефтегеофизика”. С 1997 г. все инклинометрические замеры в горизонтальных скважинах проводятся инклинометром “ИОН-1”, разработанным Омским КБ, который позволяет в непрерывном режиме получать информацию сразу по нескольким параметрам: зенитному углу, азимуту, углу поворота прибора в скважине, скорости замера, регистрировать кабельные метки и муфтовые соединения. Вся полученная информация выдается в табличном и графическом виде. Инклинометрические замеры в тресте “СНГФ” проводятся по мере необходимости, для уточнения положения ствола скважины, обычно 3-5 раз.В кондукторе акустическими методами проверяется качество цементирования и выполняется замер РК (ГК, ННК-Т, ЛМ) с целью отбивки и глубины башмака кондуктора и получения фоновой записи ННК-Т для контроля в последующем возможных газовых перетоков. Запись выполняется приборами РКС-73.
Интерпретация заключается в надежной отбивке башмака удлиненного кондуктора, выполняющего роль технической колонны. Полученная по замеру глубина обязательно сверяется с данными по мере труб, представленными службой бурения. Абсолютная отметка башмака кондуктора принимается за репер при проводке ствола горизонтальной скважины. Поэтому при непрохождении прибора РК ниже башмака задача считается невыполненной.
В открытом стволе выполняются исследования ВИКИЗ и ПС. Приборы доставляются на забой в стеклопластиковом контейнере, спускаемом на бурильных трубах по технологии “Горизонталь-1”. По данным 1 промежуточного каротажа контролируется правильность определения глубины башмака кондуктора и отбивается кровля продуктивного пласта АС
4.После достижения продуктивных пластов геофизические исследования в открытом стволе (ВИКИЗ и ПС) проводятся поэтапно, по мере разбуривания скважины и при средней длине горизонтального участка 550 м, проводится от 3 до 8 промежуточных замеров. Каждый последующий замер полностью перекрывает предыдущий и строго увязывается с ним по глубине. При необходимости выполняются промежуточные замеры РК(ГК+НК-Т) в открытом стволе.
После окончания бурения скважины выполняется окончательный замер, который включает ПС, ВИКИЗ, РК (ГК и ННК-Т) в открытом стволе. Запись РК ведется приборами РКС-73. Затем через месяц, после расформирования зоны проникновения, уже в эксплуатационной колонне проводится повторный замер РК, по которому отбивается или уточняется положение ГНК. Запись ведется малогабаритным прибором РК-38.
Обработка полученного материала осуществляется в рамках программного комплекса “ВИКИЗ-СНГ”, разрабатываемого трестом “Сургутнефтегеофизика” совместно с ИГ СОРАН и фирмой “Луч”. Создана базовая версия компьютерной интерпретации данных ВИКИЗ в горизонтальных скважинах, в которой уже учтены некоторые особенности интерпретации горизонтальных скважин. Однако ряд проблем остается пока нерешенным, это – выяснение влияния тонкого переслаивания коллекторов, оценка параметров макроанизотропии пластов-коллекторов и вмещающих пород; учет влияния скважины и “каплевидной”
зоны проникновения на показания коротких зондов ВИКИЗ и др. Сегодня программный комплекс развивается и совершенствуется.Остается пока нерешенной проблема петрофизического обеспечения ВИКИЗ.
Бурение всех горизонтальных скважин сопровождается геолого-технологическим контролем с помощью компьютеризированных станций СГТИ-К “Разрез-2”.
Не останавливаясь на особенностях построения аппаратурно-методического автономного комплекса АМАК “ОБЬ”, описанного в публикациях 1996-98 г.г. и понятного из приводимых рисунков 1
, 2 и 3, остановимся на результатах производственных испытаний комплекса в 1998 году.
Всего АМАК “ОБЬ” было проведено 15 каротажей в горизонтальных скважинах. Все испытания сопровождались соответствующим набором необходимых документов: протоколы поверок, протоколы и акты скважинных испытаний.
В целом скважинные испытания АМАК “ОБЬ” показали высокую технологичность новой технологии проведения ГИС в ГС, однако выявили и ряд замечаний, подлежащих устранению.
естественной поляризации по классической схеме: электрод ПС – кабель – “рыба” принципиально невозможно. Фактически при любом расположении электродов ПС получается запись D ПС, из которой кривая ПС восстанавливается операцией интегрирования.
В настоящее время фирмой “Луч” изготовлена и испытана приставка к модулю ВИКИЗ для записи D ПС и разрабатывается ПО для восстановления кривой ПС.
2.Привязка к глубинам. При реализации технологии АМАК “ОБЬ” привязка полученных данных к глубинам осуществляется через глубиномер компьютеризированной станции ГТИ СГТ-К “Разрез-2” по измерению перемещения бурового инструмента или по мере бурового инструмента. Практически во всех скважинах было получено расхождение в глубинах на 2-4 м (в зависимости от глубины проведения ГИС) по сравнению с технологией “Горизонталь-1”, где измерение глубины производится по кабелю, часть которого навивается спиралью на буровой инструмент за счет его вращения в скважине.
Подобная неоднозначность может быть устранена только контрольным промером бурового инструмента высокоточным измерителем.
Для решения этой задачи была приобретена прецизионная лазерная рулетка фирмы “Лейка” и изготовлена к ней соответствующая оснастка, что позволяет проводить замеры длины спускаемых (или поднимаемых) труб с погрешностью не более ± 1 см на свечу.
3.Несовпадение показаний инклинометров ИОН-1 и инклинометров, применяемых в АМАК “ОБЬ” (по углу до 1-1,5
0 и по азимуту до 3-60). С целью устранения этого в настоящее время фирмой ЗАО “ГЭЛС” осуществляется переработка инклинометра ИОН-1 для работы в составе АМАК “ОБЬ” (без изменения измерительной системы ИОН-1). Это устранит неоднозначность замеров, кроме того, работа с однотипными приборами много удобнее для метрологических и ремонтных служб геофизического предприятия.4.Относительно низкая скорость опроса инклинометра (1 раз в 3 с). Этот недостаток был устранен доведением частоты опроса до 1 в с (как у прибора ИОН-1), а с переходом на ИОН-1 данный недостаток устраняется автоматически.
5.Целый ряд пожеланий по усовершенствованию конструкции АМАК “ОБЬ”, в частности таких как:
прихвате бурильных труб;
промывочной жидкости и т.п. выполняются в рамках подготовки к выпуску опытной партии АМАК “ОБЬ”.
Параллельно с этим ведутся работы по расширению комплекса геофизических методов, реализуемых в АМАК “ОБЬ”.
В частности, в течение 1998 года планируются скважинные испытания новых модулей:
применяемый сегодня комплекс: ПС+ВИКИЗ+ГК+2НКТ+инклинометр.
Что может дать массовое применение технологии АМАК”ОБЬ” при строительстве ГС в ОАО “Сургутнефтегаз”
?Среднестатистические данные по 11 произвольно взятым ГС, пробуренным в
1У кв. 1997 г. показывают, что при средней протяженности ГС 2750 м календарное время на ее строительство занимает 720 часов, а коммерческая скорость – 2750 м/ст.мес
В балансе времени работы, связанные с непосредственным углублением ГС (с применением забойных телеметрических систем (ЗТС) фирмы Сперри-Сан), спуско-подъемными операциями, спуском и цементированием колонн и т.п. занимают 400 час. Остальное время (320 час) так или иначе связано с информационным обеспечением строительства ГС геофизическими методами, хотя на собственно геофизические измерения (инклинометрия, промежуточные привязочные каротажи и окончательный каротаж) задалживается 192 час. Однако при применении технологии спуска геофизических приборов в электрорадиопрозрачном стеклопластиковом контейнере перед каждым спуском требуется проработка и промывка ГС продолжительностью не менее 10 час, а общие затраты времени на эти операции по среднестатистической скважине составляют 100 час.
Из-за высокой аварийности проведения ГИС в стеклопластиковом контейнере при пропуске каротажного кабеля через боковой переводник в затрубье в среднем
28 час уходит на ликвидацию аварий, связанных с обрывом каротажного кабеля (хотя на некоторых скважинах аварии и отсутствуют, то на других на их ликвидацию уходят многие сутки). Примерный среднестатистический баланс времени строительства ГС на Федоровском месторождении показан на рис
.4.
При прочих равных условиях без изменения технологии бурения суммарное время на работы, связанные с углублением скважины, СПО, цементированием и т.п. остается прежним, равным 400 час. Однако время на информационное обеспечение строительства ГС геофизическими методами и сопутствующие ему операции существенно сократится. Так, при том же количестве промежуточных (привязочных) каротажей, составляющем вместе с окончательным каротажем 10 и среднем времени на один каротаж с промывкой – 10 час, суммарные затраты времени на ГИС в ГС составят 100 час.
Разница в затратах времени на проведение ГИС в ГС по технологии “Горизонталь” и технологии АМАК “ОБЬ” составит от 66 до 92 час.
Из-за отсутствия необходимости проводить проработку ГС перед спуском АМАК “ОБЬ” экономия времени составит 100 час, а сведение аварийности до нуля дает дополнительно еще 28 час экономии времени. Общая экономия времени на строительство ГС при применении технологии АМАК “ОБЬ” составит 174-220 час.
При такой ситуации баланс времени на строительство ГС существенно меняется (рис.5). Коммерческая скорость вырастает в 1,44 раза и составит 3960 м/см.-мес. При повышении количества и качества геофизической информации.
Экономический эффект от использования одного комплекса АМАК “ОБЬ” по сравнению с существующей технологией ориентировочно составит не менее
166 тыс.руб. на скважину, а окупаемость затрат на приобретение одного комплекта АМАК “ОБЬ” наступает после исследования 13-14 горизонтальных скважин.
На сайт ПЕТРОФИЗИКА и ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
При копировании просьба сохранять ссылки. Материалы с сайта www.petrogloss.narod.ru