что такое гамма в бурении

Что такое гамма в бурении

Каротаж в процессе бурения

Гео-управление траекторией ствола скважины

Модуль гамма–каротажа

Для проведения каротажа в процессе бурения (LWD) наша компания использует новейшее оборудование и технологии фирм «Geolink» и ОАО НПП «ГЕРС» следующих направлений ГИС:

Привязка полученных данных по гидравлическому каналу связи от модулей гамма каротажа и каротажа индукционного сопротивления происходит как в режиме реального времени, так и из памяти прибора. Полученные данные хранятся
в базе данных Системы Сбора и могут быть использованы для вывода данных с привязкой по стволу (MD)
и по абсолютным отметкам (ABS) в формате LAS – файла и графическом виде, как во время бурения, так и после выгрузки данных из памяти прибора.

Модуль гамма–каротажа (ГК) в процессе бурения

Технические характеристики инструмента гамма-каротажа

Сборка телесистеммы с модулем сканирования резистивности SlimTRIM

Сборка источника питания

Сборка электропитания
гамма узла

Секция гамма электроники
раздельной сборки

Cборка электропитания резистивиметра

Управляющая электроника резистивиметра

Блок детекторов резистивиметра

Модуль сканирования резистивности SlimTRIM

Спецификация

Технические характеристики
модуля каротажа сопротивления Slim TRIM 120мм

Данные, получаемые при использования этого метода, аналогичны применяемым повсеместно кабельным исследованиям, но с лучшим, чем среднее кабельное исследование, вертикальным разрешением. Большая глубина исследования уменьшает эффекты влияния на измерение в буровой скважине и любое проникновение раствора
в породу. Таким образом, указанный модуль может определять Rt (истинную резистивность породы) без применения сложных корректировок и исправлений во всех типах бурового раствора, включая растворы как на водяной
и нефтяной, так и на газо– и пено–основах. Исследования должны обеспечивать высокоточные измерения, последо–вательно и непосредственно сопоставимые с обычно используемыми измерениями кабельного типа
(т.н. индукционный каротаж).

Принцип измерения резистивности

Первичное магнитное поле

Круговые токи Фуко

Вторичное магнитное поле

Многовибраторная антенна состоит из 3 катушек разме–щенных соосно: Генератор–передатчик (Tx), Главный Приемник (Rx) и Задний Приемник (BRx).

Антенна передатчика возбуждается специальным усилителем большим переменным током и частотой 20 КГц. Переменный ток производит чередование магнитного поля (первичного) и круговое распространение токов вокруг инструмента и буровой скважины, которое, распространяясь радиально в глубину прилегающих пород, является функцией частоты возбуждения и определяет проводимость (резистивность) пород.

Целью использования двух катушек приемника (BRx и Rx) является устранение эффекта первичного магнитного поля. Катушки намотаны таким образом, чтобы индуцируемое напряжение в каждой было равно и противоположно,
что взаимно сбалансировано. Это создает эффект отмены прямого взаимного сцепления между приемником
и первичным магнитным полем. Взаимно сбалансированная техника также имеет эффект сосредоточения приемника, обеспечивая лучшую чувствительность и вертикальное разрешение, чем приемник с одной катушкой.
Круговой ток, распространяющийся вокруг модуля, производит вторичное магнитное поле, которое наводится непосредственно в приемники, производя напряжение, что, является функцией проводимости породы.

Данные проводимости направляются непосредственно в блок электроники инклинометра SEA для передачи в режиме реального времени, а также записываются в память модуля. Это обеспечивает дублирование, и высокое дополнительное разрешение при интерпретации исследований, когда инструмент будет извлечен на поверхность. Память может содержать данные, получаемые каждые 8–200 секунд в зависимости от выбранной установки, чтобы соответствовать ожидаемой скорости проходки и началу сканирования. При необходимости можно установить задержку начала сканирования до 864000 секунд.

Источник

Geolib.net

Справочник по геологии

Гамма-каротаж

Гамма-каротаж (ГК) (англ. Gamma Ray Log (GR)) показывает естественную радиоактивность (или гамма-активность) пород в скважине, образуемую за счёт радиоактивных изотопов глинистых минералов: полевого шпата, слюды, иллита и минералов группы фосфатов.

Данный метод ГИС является наиболее распространённым и доступным видом радиоактивного каротажа.

Сущность метода

Содержащиеся в литологической толще скважины радиоактивные минералы, излучают гамма-активность, которая регистрируется геофизическим прибором.

Рис. 1. Радиоактивные изотопы и минералы.

Помимо глин, значительной радиоактивностью обладают полимиктовые песчаники, при незначительной глинистости за счёт калийсодержащих минералов: полевого, шпата, глауконита, микроклина.

Для чего применяют гамма-каротаж?

С помощью кривой ГК можно:

Метод работает как в открытом стволе, так и в обсаженных колонной скважинах.

Интерпретация гамма-каротажа

Показания в глинах отклоняются вправо, в песчаниках и известняках – влево. Чем выше глиносодержание пород, тем более сильное отклонение вправо (исключение — полимиктовые песчаники даже при малой глинистости обладают значительной радиоактивностью и их показания ГК высокие). Крайнее правое
положение кривой ГК – линия глин, крайнее левое отклонение кривой ГК – линия песков. Показания российского метода выражаются интенсивностью гамма-излучения в мкр/час (микрорентген/час) или имп/мин (импульсы/минута). В зарубежной практике показания метода выражаются в условных единицах американского нефтяного института (API).

Рис. 2. Контроль перфорации после прострелочно-взрывных работ. Продуктивный пласт отмечается меньшей глинистостью и меньшими значениями гамма-каротажа.

Определение литологии с помощью гамма-каротажа

Основное назначение гамма-каротажа – это выделение глинистых отложений по их высокой радиоактивности. На рисунке 3 показано как различные литологические разности отображаются на кривой гамма каротажа. Глины и битуминозные глины показывают наиболее высокие значения гамма активности, а чистые песчаники, известняки, доломиты, уголь и ангидриты характеризуются наименьшими показаниями. Следует учитывать, что чистые (неглинистые) разности отложений могут содержать полевые шпаты (аркозовые песчаники), слюды, глауконит или тяжёлые минералы, которые увеличивают показания гамма каротажа по сравнению с чистыми разностями песчаников.

Рис. 3. Литологическое расчленение разреза по гамма каротажу.

Выделение интервалов коллекторов

Коллекторы выделяются по наименьшим показаниям гамма каротажа (отклонение кривой влево), соответствующим чистым неглинистым разностям пород. Следует учитывать, что плотные неглинистые породы (неколлекторы) также будут характеризоваться низкими значениями ГК.

Определение глинистости

Глинистость отложений позволяет судить об объёмном содержании глин в коллекторах и как следствии их качестве. Глинистость определяется (Кгл или V shale в зарубежной практике) следующим путём: сначала вычисляется относительная амплитуда интенсивности гамма излучения (I( или IGR) по формуле:

Рис. 4. Определение глинистости по гамма каротажу. I – показания ГК в интересующем нас интервале (GR log) Iп – показания ГК в чистых неглинистых породах (GR min) Iгл – показания ГК в глинах (GR max)

В упрощенном виде можно принять, что вычисленная I( (IGR) и есть коэффициент глинистости Кгл:

Более точные расчёты могут быть выполнены по эмпирической зависимости между Iγ глинистостью, определённой по лабораторному изучению керна или по зависимостям Ларионова.

Источник

Гамма-каротаж скважин (ГК / GR)

Гамма-каротаж (или каротаж ГК, gamma ray – GR) – это метод ГИС, позволяющий определять естественную радиоактивность исследуемых горных пород. Данный метод как правило входит в стандартный комплекс методов ГИС т.к. является наиболее доступным и распространенным. Метод ГК может применяться как в открытом стволе (необсаженная скважина), так и в закрытом стволе. Нередко кривые гк используются в качестве привязки разнесенных по времени записей каротажа, при условии что данный метод ГИС присутствует в обоих наборах данных, а интервал исследований имеет перекрывающиеся интервалы глубин.

Кривая ГК состоит из дискретных значений интенсивности гамма-излучения, анализируя данную кривую делать выводы о радиоактивности исследуемых пластов. Так, сравнительно более высокие значения на кривой гамма каротажа будут иметь пласты, содержащие такие химические элементы, как уран (U 238 ), торий (Th 232 ), изотоп калий (K 40 ) и другие элементы, характеризующиеся радиоактивностью. При этом, при использовании спектрометрического метода ГК (метод СГК – основан на определении энергии гамма-лучей) становится возможным определять, какой именно из радиоактивных элементов вносит наибольший вклад в показания данного метода, что соответственно, призвано упростить интерпретацию данных кривых.

Интерпретация гамма каротажа (ГК)

Наличие радиоактивных элементов в горной породе на этапе формирования породы определяется в первую очередь физико-химической обстановкой. В дальнейшем на радиоактивность начинают влиять вторичные изменения. Рассматривая в целом весь спектр горных пород, наибольшую радиоактивность имеют магматические породы, средние значения радиоактивности имеют метаморфические породи и наименьшее – осадочные горные породы.

Рассматривая осадочные горные породы, наибольший уровень естественной радиоактивности будут иметь глины т.к. характеризуются повышенным содержанием радиоактивных элементов и изотопов. Следовательно, на кривых гамма каротажа для терригенных или карбонатных разрезов пласты глин будут выделяться по повышенным показаниям метода ГК. При этом, различные неглинистые породы (чистые песчаники, доломиты, известняки) будут характеризоваться менее высокими значениями гк. Если же в данных породах будет расти содержание глинистых минералов (наличие глинистого цемента) то, показания ГК также будут расти.

При интерпретации кривых гамма каротажа также важно также понимать, что теоретически редкое, но возможное присутствие в осадочной породе небольшого количества радиоактивных металлов будет вызывать аномально высокие для них значения ГК, что может повлечь за собой ошибки в интерпретации.

Единицы измерения для кривой гамма каротажа – мкр/ч или gAPI. При необходимости перевод из одной единицы измерения в другую производится по общепринятым формулам для счетчика Гейгера или сцинтилляционного счетчика. В задаче корреляции разрезов можно обойтись без перевода единиц, т.к. в данном случае будет важна только форма самой кривой.

Глубинность метода ГК:

Гамма-каротаж может применяться для:

Существующая разновидность метода ГГК-П (гамма-гамма плотностной или RHOB) позволяет определять численные значения плотности горных пород.

С этой статьей также читают:

Кавернометрия (профилеметрия или Caliper Logging) – это метод ГИС, который обеспечивает непрерывное измерение диаметра и…

Нейтрон-нейтронный каротаж (neutron-porosity logging)– одна из распространенных разновидностей нейтронного каротажа скважин, в основе которого лежит…

Источник

Что такое каротаж скважины и для чего он необходим?

Современный процесс бурения никогда не обходится без детального анализа геофизических данных будущей скважины. Для таких аналитических целей применяется так называемый каротаж, благодаря которому можно оценить не только существующие неисправности будущей скважины, но и потенциальные проблемы после ее освоения.

Прибор для проведения каротожа скважины

Только опираясь на собранные данные и применяя их в производстве и поддержании скважины можно гарантировать успех проведенных строительных работ и функциональность системы в будущем.

1 Особенности и назначение

Изначально — разберемся в назначении данного процесса.

Каротаж в процессе бурения скважин используется для изучения горных массивов на наличие, или же отсутствие, полезных ископаемых. Кроме того, используя каротаж можно узнать качество и потенциальное количество этих ископаемых.

Это целая система, что направлена на освоение как околоскважинных, так и межскважинных пространств. Вся система ориентирована на анализ работоспособности скважин для их дальнейшего поддержания и предупреждения возможных проблем.

Каротаж скважин позволяет узнать о ней следующие сведения:

Анализ скважин способен найти такие функциональные сбои работы самой скважины, как:

Комплекс оборудования для проведения каротажа скважины

Примечательно, что оборудование, которым осуществляется гамма каротаж, а также каротаж радиоактивный и газовый, имеет встроенный прибор видеозаписи, позволяющий проводить съемку непосредственно в самой скважине. Это позволяет анализировать характеристики скважины не только специалистами, задействованными в работе над ней, но и сторонними экспертами.
к меню ↑

2 Методы проведения

Всего существует три основных метода проведения аналитических работ со скважинной:

Первый метод полностью ориентирован на измерения электрического поля, что либо возникает сам по себе, либо его создают искусственным образом. Используется этот вариант каротажа для анализа литологического состава грунта, что слагает стенки скважины.

Анализируются также и насыщенные водой пласты, оцениваются их параметры и характеристики. Прибор электрического каротажа состоит из устройства самопроизвольной поляризации, устройства сопротивления, устройство бокового зондирования, устройства вызванных потенциалов и токового каротажа (ТК).

Погружение зонда в скважину для проведения каротажа

Радиоактивный метод применяют на небольших глубинах исследования (от 10 до 30 сантиметров). Огромным плюсом данного варианта проведения аналитических работ является то, что он способен проводить исследования в открытом и даже обсаженном стволе анализируемой скважины.

Данные полученные этим способом применяются для решения широкого круга геологических задач, преимущественно связанных с разведкой нефтегазовых месторождений. Применяют радиоактивный метод и для контроля над эксплуатацией и профилактикой системы этих месторождений.

В процессе проведения буровых работ на скважине радиоактивный метод является наиболее приемлемым и информативным. При этом наиболее популярен прибор гамма анализа, который является наиболее популярным в радиоактивном методе каротажа.

Классические способы каротажа включают такие методы, как:

Наиболее популярный гамма и газовый способ получения данных о скважине. Благодаря двум этим способам анализа можно определить показатель герметичности обсадной колонны, ведь в случае если она не дошла до известняка, необходима полная реорганизация всей системы работы над скважиной.

Пример результата проведения каротажа

Проблема герметичности обсадной колонны заключается в том, что если устройство работает не так как нужно, последующая эксплуатация скважины приведет к ее загрязнению, что повлияет на качество воды, сделав ее опасной для здоровья, и срок работы скважины.
к меню ↑

2.1 Этапы проведения

Проведение каротажа, какой бы способ выбран не был, газовый, гамма или радиоактивный, всегда начинается с погружения специального зонда во вход исследуемой скважины. Зонд отбивает геологический разрез внутренностей пробуренной скважины и позволяет свести риск возникновения аварийного состояния на ноль в случае, когда обсадная колонна не примыкает к известняку.

После или же вовремя проведения каротажа проводится видеосъемка, если, конечно, устройство позволяет это делать. Данные на записанном материале должны пройти интерпретацию специалистами, что смогут не только сообщить о находящихся в скважине полезных ископаемых, но и о потенциальных опасностях при последующей ее эксплуатации.

Самостоятельное проведение такого геологического анализа категорически запрещается, так как выполнение столь сложных работ предусматривает контроль специалистами и профессионалами в деле анализа характеристик скважин. Именно выполнение всей процедуры каротажа специалистами является гарантией долгой и результативной работы скважины.

Источник

Что такое гамма в бурении

11.Системы передачи информации в процессе бурения.

Ø Кабельные системы.

«+» максимальная информативность, быстрота получения сигнала, помехоустойчивость, 2-х сторонняя связь, источник энергии на поверхности, работа с воздухом и аэрированными пром. жидк.

«-» наличие кабеля в (на) колонне, невозможность вращения колонны и закрытия ПВО.

Ø Электромагнитный канал.

«+» высокая информативность, низкая стоимость систем

«-» дальность зависит от глубины перемежаемости пород, низкая помехоустойчивость.

Ø Гидравлический канал :

— система на «+» импульсах (регистрируется ↑ давл. внутри бурильных труб).

— система непрерывных волн.

«+» применение без нарушения технологических процессов, независимость от глубины и пород.

«-» низкая скорость сигнала, низкая помехоустойчивость, необходимость в забойном источнике питания, невозможность работы с воздухом и аэрированными пром. жидк

12.Методы вычисления результатов измерений.

13.Устройство и принцип работы датчиков (магнитометры, акселерометры):

Магнитометры – состоят из двух параллельно расположенных катушек на которые подается напряжение определенной величины, в зависимости от расположения по отношению к магнитному полю земли скорость намагничивания катушек меняется, эти показания снимаются и переводятся в значения азимута скважины.

Акселерометр (Равновесный) – внутри корпуса с внешней обмоткой, в жидкости, находится магнит который удерживается в центральной позиции переменным током, при отклонении от горизонтального расположения корпуса акселерометра, магнит начинает перемещение и величина тока изменяется. Эти показания снимаются и переводятся в значении зенитного угла.

Акселерометр (Кварцевый стержневой) – магнит прикреплен на тонких подвесах к корпусу, переменный ток используется для удержания магнита в центральной позиции, при отклонении от горизонтального расположения корпуса акселерометра, магнит начинает перемещение и величина тока изменяется. Изменение отклика выходного напряжения переводятся в значении зенитного угла.

14.Установка датчика давления – датчик давления располагается в манифольдной линии или на стояке, на достаточном удалении от буровых насосов, мест резких перегибов направления линии высокого давления (для уменьшить вероятность возникновения помех) лучше в тёплом помещении.

Накачка компенсатора (гаситель пульсации) 30-40% от рабочего давления.

15.Промывочные жидкости: (параметры, единицы, физический смысл)

В – водоотдача (см3/30 мин.) Количество жидкой фазы отфильтровывающееся в стенки скважины из ПЖ.

ρ – удельный вес (г/см3). Вес единицы объема бурового раствора.

λ – липкость (град.) фрикционные свойства промывочной жидкости на сопротивление движению инструмента по поверхности фильтрационной корки.

П – содержание песка (%). Влияет на абразивные свойства бурового раствора.

СНС – статическое напряжение сдвига (мПа*с). Усилие для перевода ПЖ из состояния геля в жидкость.

ДНС – динамическое напряжение сдвига (сП). Усилие в промывочной жидкости при ее протекании.

Источник