Реферат на тему «Технологии изучения геологических разрезов скважины (песчано-глинистый разрез)»

Введение Актуальность. Нефтегазовая промышленность Российской Федерации является одним из важнейших элементов, обеспечивающим высокий уровень стабильности государства и выступающим в качестве базового элемента развития его экономики. На территории нашей страны находится порядка одной трети всех мировых запасов газа и достаточно большая часть мировых запасов нефти [1]. Современный этап развития предприятий нефтегазовой промышленности связан с увеличением спроса на информацию и связанными с ней информационными технологиями. Это становится возможным потому, что в информационных системах наблюдается постоянное развитие, появляется все больше новых технологий (облачные, BigData, нейронные системы и т.п.) [2]. В последнее время достаточно высокое внимание уделяется вопросам, связанным с изучением геологических разрезов скважин. С каждым годом появляются все новые технологии, эффективность которых является существенно выше по сравнению со старыми. К числу таковых может быть отнесен песчано-глинистый разрез, исследование которого в настоящее время является весьма актуальным. В связи с вышесказанным можно с уверенностью сказать, что изучение вопросов, которые касаются технологии изучения шеологических разрезов скважины (песчано-глинистого разреза), является весьма актуальным в настоящее время. Цель данной работы заключается в технологии изучения геологических разрезов скважины. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: — изучен имеющийся материал по тематике исследования; — рассмотрены основные методы изучения разреза скважины; — изучены основные цели проведения геологического разреза скважины; — рассмотрены особенности данного процесса и способы бурения, применяемые при геологическом разрезе скважины; — изучены особенности песчано-глинистого разреза. В ходе выполнения данных задач применялись такие методы исследования, как анализ, синтез, описание и обобщение. В качестве объекта исследования выступает сфера геологии, а предметом исследования является технология изучения геологических разрезов скважины.

1 Методы изучения разрезов скважины

Рассмотрим основные методы изучения разрезов скважины.           Геологический метод изучения разрезов скважин основан на изучении образцов керна и шлама, отобранного из всего разреза пробуренных скважин. Изучение геологического разреза скважины заключается в определении последовательности и глубины залегания пластов, их литолого-петрографических свойств, оценке наличия и количественного содержания в недрах полезных ископаемых. Геохимический метод включает газовый каротаж и анализ шлама в двух вариантах — в процессе бурения и после бурения. Метод газового каротажа основан на изучении содержания  и состава углеводородных газов и битумов в промывочной жидкости, а также основных параметров характеризирующих режим бурения (скорость проходки, свойства бурового раствора и т.д.). Анализ шлама – производится изучение шлама выносимого из скважины вместе с буровым раствором. Буровой раствор фильтруется через специальное цито и отсеявшиеся частицы породы проходят гранулический и химических анализ. На основании данных геологического, геохимического методов строят разрезы скважин, куда помещаются все сведения о физических и палеонтологических свойствах пробуренных пород. Геофизический метод (каротаж)  — исследования геологического разреза скважин, заменяющие частично или полностью отбор керна. Результаты их изображаются в виде диаграмм изменения физических свойств пород – каротажных диаграмм. В зависимости от изучаемых свойств горных пород каротаж подразделяется на следующие виды: электрический; радиоактивный; акустический; и др. Электрический каротаж состоит из двух модификаций: метод сопротивлений (измерение кажущегося сопротивления – КС); метод самопроизвольно возникающего электрического поля (потенциал самополяризации – ПС). Результаты измерений изображаются в виде кривых изменений параметров КС и ПС вдоль ствола скважины. Радиоактивный каротаж основан на измерении характеристик полей ионизирующих излучений, как естественных (гамма каротаж — ГК), так искусственно вызванных (гамма-гамма каротаж-ГГК, нейтронно-гамма каротаж — НГК, нейтронный каротаж — НК) Акустический каротаж основан на изучении характеристик упругих волн ультразвукового и звукового диапазона в горных породах и в скважине (АКЦ, АК и т.п.). Исследование технического состояния производится на всех этапах от бурения до ликвидации скважин. В открытом стволе проводят инклинометрию, кавернограму, термометрию и резестивеметрию (места поступления жидкости в скважину и поглощение бурового раствора). Перед освоением проверяют герметичность колонны, качество цементирования. В эксплуатационный период – выявление мест негерметичности колонны, целостности цементного кольца, затрубную циркуляцию жидкости (АКЦ, термометр, расходомер и т.п.) [3]. В следующей главе будут рассмотрены вопросы, касающиеся геологического метода разреза скважины.

2 Цель и особенности проведения геологического разреза скважины. Способы бурения, применяемые при геологическом разрезе скважины

Геологоразведочная скважина создается для того, чтобы отобрать все образцы пород, и путем изысканий провести методы их оценки. Кроме этого, она создается для того, чтобы буровые установки смогли вскрыть представленные породы, а затем с помощью изысканий можно было определить, какие методы бурения стоит задействовать. В первую очередь необходимо провести ряд изысканий, касающихся изучения всего геологического материала, после чего уже можно приступить к полноценной разработке такого объекта, как гидрогеологическая скважина. Разрез и глубина напрямую зависят от направленности изысканий. Глубина, разрез и общие показатели геологии скважин производятся с учетом на данные, которые были получены в процессе изысканий и изучения пород. Разрез производится с целью исследования особенностей материала керна. Глубина устанавливается в индивидуальном порядке и зависит от того, какие буровые установки применяются. Разрез, который проводят специальные буровые установки, и глубина геологических изысканий помогают определиться, с упором на какие особенности будет создаваться гидрогеологическая скважина. Разрез и глубина производятся с ориентировкой на типы литологии, из которой слагаются породы. Разрез и глубина скважины, которая бурится для добычи полезных ископаемых, нефти или воды могут значительно отличаться друг от друга. Разрез и глубина говорят о том, как буровые установки впоследствии могут проводить действия по закреплению скважины и разобщению пластов. Геологический разрез, при создании которого, применяются буровые установки, производится на основе анализа тех данных, которые были добыты в процессе комплексных наблюдений. Процесс бурения гидрогеологических скважин начинается с того, что перед его началом тщательно изучается весь доступный геологический материал. Выбор способа бурения напрямую зависит от особенностей технологии проходки, оборудования и применяемых инструментов. Скважины поисково-картировочного типа бурят в начале стадии съемочных работ для того, чтобы уточнить геолого-гидрогеологическое строение представленной территории. Это делается для нахождения наиболее перспективных участков для проведения дальнейших исследований. Такая скважина обладает диаметром, равным 70-150 мм. Для разделения между собой водоносных горизонтов производится дальнейшая посадка обсадных колонн. При бурении разведочных скважин производится полный или частичный отбор керна. Ввиду того, что водоносный горизонт обследуется очень детально, такая скважина имеет достаточно большой диаметр. В этом случае осуществляется принудительная изоляция при помощи обсадных труб, которые для получения дополнительной прочности подвергаются цементированию. Скважины наблюдательного типа создаются с целью измерения сезонных колебаний грунтовых подземных вод, а также для проведения различных видов фильтрационных работ и откачки. Здесь применяется одна обсадная колонна, снабжена фильтром. Такие скважины во внутреннем диаметре достигают диаметра в 75-110 мм. Скважины эксплуатационного типа характеризуются тем, что в них размещается насос, который обладает заранее заданным уровнем производительности. Проходка такой скважины выполняется при помощи сплошного забоя, диаметр которого составляет 300-400 мм. Бурение с применением обратной промывки задействуется в том случае, если проходка скважины имеет большой диаметр – 150-1500 мм, и глубину в 200-300 мм в мягких и рыхлых слоях почвы. Бурение производится таким образом, что параллельно с ним производится беспрерывный отсос промывочной жидкости из полости бурильных труб при помощи эрлифта. Кроме того, с этой целью может применяться центробежный или водоструйный насос. При этом жидкость для промывки, по бурильным трубам вместе с кусками породы из забоя, попадает через вертлюг-сальник в специальный отстойник. Для того чтобы в скважине не происходило обвала стенок, в ней постоянно поддерживается избыточный уровень давления, равный 0,03 МПа. С этой целью внутри скважины уровень промывочной жидкости на 3 метра превышает среднестатистический показатель. Вертлюг-сальник оборудован проходным отверстием в шпинделе. Его диаметр равен диаметру бурильных труб. Применяемая ведущая бурильная труба для ротора сделана из стандартной бурильной трубы, оборудованной дополнительно приваренными уголками и швеллерами. Бурение с использованием гидротранспорта керна благоприятствует тому, что скорость проходки увеличивается в несколько раз. Этот способ применяется при проходке поисковых, разведывательных и наблюдательных скважин, глубина которых может составлять 200-300 мм с размером диаметра в 150-200 мм. Здесь промывочная жидкость проникает через вертлюг-сальник, а затем через кольцевой зазор, который находится между внутренней и наружной стороной бурильных труб. В обратную сторону жидкость подается с разбавленной в ней породой вверх по центральному каналу бурильной трубы. Второй путь подачи представлен в виде плавного отвода проведенного от вертлюга к шламово-керноприемному устройству. В некоторых случаях буровые установки будут сталкиваться с твердыми видами пород, и интервалы их разрушения будут достаточно короткими. Во втором случае установка для бурения столкнется с внушительными мощностями осадочных пород. Перед тем, как будет выбрана глубина скважины и установка для бурения, необходимо зону бурения подвергнуть тампонированию, что обеспечит более легкое прохождение породы [4].

3 Технология песчано-глинистого разреза

Песчано-глинистый разрез представлен главным образом песками, песчаниками, алевролитами, глинами, глинистыми песчаниками, а также реже глинистыми сланцами, мергелями и аргиллитами. Такие разрезы разбуриваются на пресном буровом растворе, т.е. при минерализации бурового раствора с₀ меньше, чем минерализация свпластовых вод и, следовательно, при ρ₀> ρв. Это обуславливает существование «прямого поля» ПС и образование положительного приращения Δρ_к на диаграммах микрозондов. Кратко охарактеризую основные литологические разности песчано-глинистого разреза. Глины и глинистые породы отличаются самыми низкими КС (от 2 до 20 Ом*м), ρ_кмгз≈ρ_кмпз, положительными аномалиями ПС, повышенной естественной радиоактивностью, высокими значениями интервального времени (ΔТ = 300-500 мкс/м) на диаграммах АК, минимальными показаниями на диаграммах НГК-60,увеличением фактического диаметра скважины против номинального. Песчаники и алевролиты имеют отрицательные показания на диаграммах ПС, более высокие значения КС (от единиц до сотен Ом*м), положительные приращения Δρ_к на диаграммах микрозондов, промежуточные показания на диаграммах ГК и НГК, более низкие значения интервального времени по АК (у песчаников ΔТ — 175-330 мкс/м, у алевролитов — 200-275 мкс/м) и накавернограммах фиксируется уменьшение диаметра против номинального (см. рисунок 1). Для песчано-глинистого разреза основными методами ГИС являются (см. рисунок 2): ПС, МЗ и КС, а дополнительными — НГК, АК, КМ, ГК. Рисунок 1 – Основные методы ГИС для песчано-глинистого разреза [5] Рисунок 2 – Результаты основных методов ГИС для песчано-глинистого разреза [5]

Заключение

В заключение работы можно сказать, что нефтегазовая продукция в настоящее время относится к числу самых востребованных продуктов, которые чаще всего требуется доставлять во всевозможные уголки света. Для того чтобы занимать ведущие позиции на мировых рынках, предприятия нефтяной и газовой промышленности должны производить постоянную модернизацию производства для того, чтобы повышать эффективность работы и снижать издержки на производство. Достижение данных целей в современное время возможно за счет получения наивысших результатов от внедрения и применения информационных технологий, увеличения скорости и качества выбираемых решений и т.п. Большинство экспертов уверены в том, что достижение наивысших успехов в данной сфере возможно за счет применения современных технологий, использование которых позволит повысить эффективность применения геологического метода разрезаскважин. Таким образом, в ходе проведения данной работы были решены все необходимые задачи. Цель работы полностью достигнута.

Список использованных источников

1 Коршак, А.А. Основы нефтегазового дела / А.А. Коршак, А.М. Шаммазов. — Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2001. — 544 с. 2 Карелин, В.П. Интеллектуальные технологии и системы искусственного интеллекта для поддержки принятия решений [Текст] / В.П. Карелин // Вестник ТИУиЭ. — 2011. — № 2 — С. 79-84. 3 Методы изучения разрезов скважин [Электронный ресурс]. Свободный доступ: https://www.tehnik.top/2020/12/blog-post_819.html (дата обращения – 08.02.2022 г.). 4 Как проводится геологический разрез скважины [Электронный ресурс]. Свободный доступ: https://byreniepro.ru/skvazhiny/geologicheskij-razrez.html#h2_1 (дата обращения – 08.02.2022 г.). 5 Литологическое расчленение разрезов скважин [Электронный ресурс]. Свободный доступ: https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-na-temu-litologicheskoe-raschlenenie-razrezov-skvazhin-2815615.html (дата обращения – 08.02.2022 г.).