Глава 5. Методика исследования скважин

С целью поиска залежей углеводородов в отложениях Сортымской, Усть-Балыкской и Тюменской свит (пласты БС10, БС11, БС16, БС17, БС18, БС19, БС20, ЮС1, ЮС2.) и изучения геологического строения площади, были заложены и пробурены вертикальные поисковые и разведочные скважины. 

Бурение скважин сопровождалось геолого-технологическими исследованиями, которые проводились партиями ГТИ ОАО «КНГФ».

Для исследований использовалась компьютеризированная станция ГТИ «Геотест-5» с автоматизированным газокаротажным хроматографом «Рубин», осуществляющим раздельный компонентный анализ по углеводородным газам предельного ряда С1-С5. А так же комплектом датчиков для регистрации технологических параметров. Параллельно информация о строительстве скважины в реальном времени передавалась на пульт бурильщика, установленный непосредственно на буровой. Данные регистрировались с шагом опроса 10 сек. во временном масштабе, 0.2 метра в глубинном масштабе. Реально-временная визуализация параметров проводилась непрерывно на экранах компьютеров с привязкой по глубине и по времени в заданном масштабе. Обработка и визуализация геолого-технологических исследований производилась в специализированном программном пакете «GeoData».

Основной первичной производственной единицей службы ГТИ является партия, осуществляющая круглосуточное сопровождение процесса строительства скважины и обеспечивающая:

1) регистрацию параметров и визуализацию их на экране дисплеев;

2) обработку данных с определением расчетных параметров;

3) оперативный анализ ситуации;

4) выдачу предупреждений геологической и технологической службе об отклонении параметров от проектных;

5) выдачу предварительных заключений о перспективах нефтегазоносности разреза по комплексу методов ГТИ.

6) получение достоверной информации на основании правильной настройки, своевременной профилактики и ремонта аппаратурного обеспечения и датчиков;

7) оперативное обнаружение неисправности и, в случае невозможности ее устранения на месте, сообщение на базу с точным описанием симптомов;

8) оперативную интерпретацию показаний датчиков и своевременное оповещение буровой бригады и мастера об отклонении от РТК, отработке долота, предаварийных ситуациях.

Сбор с датчиков и обработка сигналов поступающих с датчиков осуществляется выносным технологическим модулем коммутации и сбора информации «Пульт бурильщика» располагаемым на буровой в непосредственной близости от бурильщика. Также «Пульт бурильщика» обеспечивает контроль и наглядное отображение основных технологических параметров бурения, вывод аварийной сигнализации и сообщений для бурильщика в процессе бурения.

Аналоговые электрические сигналы с датчиков ГТИ, установленных на буровой, преобразуются в цифровые – аналого-цифровым преобразователем (АЦП) и передаются по каналу связи с буровой на станцию, где обрабатываются и регистрируются программным комплексом «Регистратор», разработанным ОАО НПФ «Геофизика» (г. Уфа).

Программа «Регистратор» осуществляет в режиме реального времени:  

• приём от датчиков и пульта бурильщика технологических параметров бурения и газовых параметров;

• регистрацию параметров в масштабе времени, глубины и "исправленной" глубины;

• отображение параметров в цифровом и графическом виде, на технологических схемах процесса бурения;

• автоматический и визуальный контроль параметров бурения и оценку ситуации;

• контроль работы регистрирующей аппаратуры;

• накопление регистрируемых данных в базе данных реального времени;

• передачу данных с буровой на удаленный компьютер через Интернет;

а также, в дополнительных модулях:

• контроль зон АВПД;

• приём от газоаналитической аппаратуры геохимических параметров (работа с хроматографом);

• контроль долива при СПО; контроль объемов раствора; гидравлические и гидродинамические расчеты

• работу с пультом бурильщика; удаленный мониторинг процесса бурения;

Обрабатывающий комплекс «Регистратор» установлен на компьютере-сборщике. Этот комплекс обеспечивает автоматический расчет многочисленных параметров при бурении скважины.

Производится расчет нагрузки на долото, текущей глубины забоя, глубина положения долота, ДМК, механической скорости бурения, относительной концентрации углеводородных газов, средняя скорость проходки, рейсовая скорость проходки, нормализованная скорость проходки, скорость СПО, суммарный объём во всех емкостях, изменение объёма в рабочих емкостях в процессе циркуляции, объёмы и интенсивность поглощения и проявления, балансы объёмов при вытеснении и доливе скважины. «Привязка» данных хроматографического анализа к истинным глубинам с учетом отставания по раствору и газовоздушной линии. Производится автоматическое определение технологических этапов на буровой.

Вся информация обрабатывающим комплексом «Регистратор» сохраняется во внутреннем формате. Внутренний формат содержит три типа файла: временной файл с расширением *.realtime с шагом записи 10 сек., файл параметров бурения с учетом времени отставания - *.reallag и файл с параметрами записи по глубине *.realdep с шагом записи 0,2 м.

Для преобразования данных бурения с учетом времени отставания используется программа «GeoData», с помощью функции автоматического поиска данных бурения все необходимые параметры (газопоказания, ДМК, механическая скорость) привязываются к технологическим параметрам и отображается в так называемом поглубинном файле. Данная процедура обеспечивает геолога возможностью внесения данных геохимических исследований и фракционного анализа шлама и в дальнейшем позволяет с достаточной точностью строить литологический разрез пробуриваемой скважины.

В этой же программе технолог, в реальном времени, просматривает материал на экране в табличной и графической форме, оформляет и записывает комментарии к ситуациям на скважине, обеспечивая достоверную информацию о параметрах бурения, контролирует отклонения от РТК и распознавание аварийных ситуаций. 

Все полученные результаты работ за сутки геологом и геофизиками станции ГТИ оформляются в виде суточного рапорта с указанием технологических параметров, технико-экономических показателей бурения, баланса времени работы вахты, буровой бригады (буровой установки). Результаты геохимических исследований и фракционного анализа шлама, предполагаемое литологическое расчленение пробуренного интервала.

По способу привязки получаемой информации методы ГТИ подразделяются на методы с мгновенной привязкой информации к разрезу и методы с задержкой информации на величину отставания промывочной жидкости и шлама.

Первоочередное расчленение разреза производилось по данным механического каротажа, то есть по скорости бурения пород с различными физическими свойствами (исключая влияние технологических параметров и допуская зависимость скорости бурения только от литологии) определялась литология этих пород, еще не видя их даже в шламе, но имея перед глазами (и в уме) прогнозный разрез.  

Механический каротаж как метод основан на изменении скорости бурения (Vмех.) или обратной ее величины – продолжительности бурения заданного постоянного интервала (ДМК). При прочих равных условиях эти параметры зависят от литологического состава пород и коллекторских свойств. Метод применяется для литологического расчленения разреза, выделения коллекторов и зон АВПД.

Механический каротаж проводится путем измерения времени бурения заданного интервала проходки (0,1; 0,2; 0,4; 1,0 м) или механической скорости с помощью датчиков, входящих в комплект геолого-технологической станции.

К основным факторам, снижающим информативность механического каротажа, относятся резкие изменения режимных параметров бурения, частые спуско-подъемные операции при малых интервалах долбления (2-3 м), применение разных типоразмеров долот, бурение со значительным превышением гидростатического давления над пластовым. Кривые изменения механической скорости бурения или ДМК строятся на сводной диаграмме геологических исследований, а сведения об изменении и средних значениях механической скорости заносятся в ежесуточную сводку.

Расчет интенсивности поглощения раствора и проницаемости коллектора предпочтительнее производить путем контроля за изменением объема бурового раствора в одной приемной емкости, которая отделяется от других емкостей на период контроля, но как правило, контроль изменения объема производится по сумме объемов всех емкостей участвующих в циркуляции. Ограничения в применении способа определения момента вскрытия пласта по данным расходометрии связаны с отсутствием высокоточных датчиков для измерения расхода бурового раствора на выходе скважины и сложностью учета потерь раствора в циркуляционной системе на поверхности (утечки в желобной системе, потери на вибросите и т. д.).

Наиболее реальным для практического использования в настоящее время является метод изучения отношений механических скоростей на границах покрышка-коллектор. Остальные методы из-за сложности зависимостей между параметрами, несовершенства их измерения не всегда обеспечивают эффективное решение поставленных задач.

В проведении работ на поисковой скважине Тевлинско-Русскинского месторождения в качестве первичной информации о литологическом разрезе скважины и отслеживания пластов-коллекторов использовался метод механического каротажа – при изменении скорости проходки и ДМК предполагалось изменение литологии, что впоследствии подтверждалось (или опровергалось) данными газового каротажа и фракционным анализом шлама.

При подтверждении признаков наличия коллектора по данным анализа бурового раствора и шлама, буровой бригаде выдавались рекомендации на отбор керна или проведение ИПТ.

Наиболее реальным для практического использования в настоящее время является метод изучения отношений механических скоростей на границах покрышка-коллектор. Остальные методы из-за сложности зависимостей между параметрами, несовершенства их измерения не всегда обеспечивают эффективное решение поставленных задач.

После проведения геофизических исследований и интерпретации результатов ГИС производится окончательная привязка данных механического и газового каротажа к разрезу.

Основой интерпретации (например, определения момента вскрытия коллектора, оценки характера насыщения и др.) является прогнозный разрез на данную точку бурения, который составляется службой ГТИ с использованием материалов ГИС, ГТИ и полевой геофизики. На нем отмечаются прогнозируемые глубины залегания границ литолого-стратиграфических комплексов или отдельных регионально корректируемых пластов. Следует отметить, что на каждую скважину имеется геолого-технический наряд (ГТН), в котором также даются прогнозные глубины и литология по разрезу, однако ГТН дает общие сведения, так как составляется он для нужд буровой организации и не использует всей информации ГИС и особенно ГТИ.