CC BY
2УДК 622
Нигматов Л.Г.
канд. техн. наук, доцент Российский государственный университет нефти и газа
им. И.М. Губкина (г. Оренбург, Россия)
ИННОВАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН
Аннотация: строительство и геофизическое исследование скважин — это сложный многоэтапный процесс, требующий соблюдения строгих технологических норм и стандартов. На этапе подготовки к доставке оборудования, обустройству площадки и установке буровой установки. Бурение происходит с установкой обсадной колонны и цементированием. Геофизические исследования включают комплекс методов для анализа открытого и обсаженного ствола, а также горизонтальных скважин, позволяющий получить точные данные о составе пород и фильтрационные характеристики продуктивных горизонтов. Особое внимание уделяется технологии LWD, которая дает возможность проводить каротаж во время бурения, оперативно корректировать параметры и ускорять строительство. Комплекс автономного геофизического оборудования, такого как АМК-Горизонт, повышает эффективность и качество исследований. Строгое соблюдение последовательности этапов и контроль качества помогают минимизировать риски и обеспечить безопасность процесса, способствуя более совершенным решениям на каждом этапе.
Ключевые слова: геофизические исследования, бурение, контроль скважин, циркуляция, фильтр, АМК-Горизонт.
Процесс строительства скважин можно разделить на несколько важных технологических этапа этапов. На первом этапе осуществляется подготовка точки бурения и подъездных путей для доставки буровой установки. Затем производится транспортировка крупных компонентов бурового оборудования и
производится организация жилого городка на кустовой площадке. Бурение обычно начинается бурения направляющей колонны, после чего проводится спуск колонны и цементирование [1]. Геофизические исследования скважины охватывают такие сферы работ как изучение открытого ствола, а также анализ характеристик обсаженного ствола после его крепления и цементирования. Комплекс геофизических исследований (ГИС) также включает исследование горизонтальных скважин. Основная задача заключается в анализе открытого ствола, при этом изучается геологический разрез в зависимости от состава пластов. Методы оценки включают изучение литологии выделенных пластов и оценку фильтрационных свойств продуктивного горизонта и характеристик нефтенасыщенности.
Процесс геофизических исследований осуществляется следующим образом: на буровую установку, которая пробурила определенный интервал, транспортируется работники на вездеходе, в котором находятся необходимые приборы. Важным элементом является лебедка, на которую наматывается канат для спуска приборов. Оператор следит за процессом, чтобы избежать посадок приборов. Если такие ситуации возникают, оборудование необходимо убрать и провести подготовку ствола скважины. Проведение геофизических исследований в сложных условиях, например, при наличии посадок, строго запрещено [2].
На практике случаи посадок могут приводить к затруднениям в работе геофизических приборов и обрывам кабеля, что требует длительных и дорогостоящих действий для устранения аварий, включая повторное бурение. Для устранения таких ситуаций могут использоваться специальные устройства, такие как «щучья пасть» или другие подъемные механизмы.
Отдельное внимание стоит уделить геофизическим исследованиям горизонтальных скважин, которые можно выполнять с использованием тракторов, автономных приборов или колтюбинговых технологий. Существуют процедуры ГИС на жестком кабеле и исследования в процессе бурения, известные как LWD технологии.
В настоящее время выделяют четыре основных метода доставки геофизических приборов на забой скважин. В вертикальных скважинах используется метод с применением гибкого или жесткого геофизического кабеля. Этот способ менее энергозатратен, но имеет ограничения для горизонтальных скважин. Более распространенным методом для горизонтальных скважин является доставка приборов на бурильных или насосно-компрессорных трубах. Также могут применяться гибкие насосные трубы для доставки каротажных приборов.
Метод LWD, позволяющий проводить каротаж в процессе бурения, обеспечивает непрерывное получение информации о состоянии ствола скважины и оперативные изменения параметров бурения. Этот способ считается экономически эффективным, так как снижает необходимость в дорогостоящих операциях по спуску и подъему, а также увеличивает скорость бурения. Однако стоимость оборудования для LWD высока, и оно требует строгих стандартов к качеству бурового раствора.
Наиболее распространенным видом геофизических исследований является каротаж на кабеле, который применяется в наклонных скважинах и для анализа коэффициента цементирования. Применимость этого метода в горизонтальных скважинах ограничена, однако каротаж в процессе бурения LWD может сократить время строительства, помочь изучить глубину зоны проникновения фильтрата бурового раствора и уменьшить статистическую погрешность радиоактивных методов исследований. Таким образом, наиболее актуальным методом изучения геологического состава открытого ствола скважины является использование комплекса АМК-Горизонт.
Комплекс АМК-Горизонт состоит из следующих основных технических узлов (Рисунок 1).
Рис.1. Комплекс ГИС АМК- Горизонт.
Для перехода от стальных бурильных труб к самому прибору используется переводник с резьбовым соединением от бурильных труб на резьбовое соединение ^-80*4. Внешний диаметр прибора составляет 155 мм. Следующим функциональным прибором, длина которого составляет порядка 3 метров, называется АСПГ-108, он является непроходным и содержит в себе определенные датчики. Далее следует прибор, длина которого составляет порядка шести метров, он называется АКГ-У. К этому прибору присоединяется прибор 2ГГКП-А-108, наружный диаметр которого 108мм. Рассматриваемый прибор состоит из шарнирного переводника, источника гамма излучения, рессорного предохранителя, и охранного кожуха. Рессорный предохранитель служит для уменьшения контакта геофизического прибора с проницаемым слоем стенки скважины. В самом конце следует переводник КАСП-Тверь внешним диаметром 102мм. В конструкции устройства содержится модуль TM-A2. Рассматриваемый модуль обеспечивает хранение данных измерения геофизических параметров всех модулей в энергонезависимой памяти. Данный модуль содержит следующие методы: измерение давления, измерение температуры скважины, а также трех координатный акселерометр. Также прибор позволяет проводить измерение температуры внутри модуля, температуру
окружающей среды и напряжение бортового питания. Данный прибор выполняет следующие функции.
Буровой инструмент, на котором осуществляется доставка геофизических приборов на забой, должен быть точно измерен, результаты замеров подтверждаются подписью мастера, представителем заказчика и предъявляются руководителю геофизической организации. Следует также провести внеплановую проверку оборудования, чтобы избежать простоев при проведении геофизических исследований. После завершения всех подготовительных действий начинается запись данных [3].
Геофизические исследования выполняются в определенной последовательности. Сначала автономный комплекс опускают на 5 метров выше забоя, после чего регистрируется стоянка в течение одной минуты, при этом инструмент фиксируется на клиньях. Если возникает повторная посадка или затяжка, проводится расхаживание бурильной колонны. Время стоянки без движения инструмента не должно превышать трех минут, поэтому требуется своевременная диагностика оборудования. Во время подъема бурильного инструмента с комплексом АМК «Горизонт» запрещены любые удары по инструменту и провороты колонны с приборами. При необходимости изменения скорости подъема — это следует согласовать с представителем заказчика. После подъема автономного комплекса его демонтируют и удаляют радиоактивный ионизирующий источник.
Таким образом, строительство и геофизическое исследование скважин — это комплексный процесс, требующий точного выполнения всех этапов и стандартов для обеспечения безопасности и эффективности. Нарушение последовательности работ на одном этапе может создать проблемы на следующем, поэтому важно соблюдать стандарты и обеспечивать постоянный контроль качества. Геофизические исследования на разных стадиях позволяют получить точные данные о составе пород, фильтрационных свойствах и характеристиках насыщенности пластов. Современные методы, такие как каротаж на бурильных трубах и использование автономных комплексов,
ускоряют процесс, снижают затраты и обеспечивают оперативное принятие решений. Соблюдение всех технологических норм и тщательная подготовка к исследованиям минимизируют риски и повышают эффективность бурения скважин.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности";
2. Архипов, А. И. Апробация информационно-измерительных систем в процессы строительства и эксплуатации скважин // Новые технологии в газовой промышленности: Тезисы докладов конференции 08-11 октября 2013 года. -Москва: РГУНиГ им. И.М. Губкина, 2013. - С. 62. - БЭК ШЬАШ;
3. Нигматов, Л. Г. Снижение аварийности при бурении скважин за счет идентификации и учета наработки бурильной колонны // Современное развитие нефтегазовой отрасли России: вызовы, проблемы, решения: Материалы конференции, 09 февраля 2024 года. - Оренбург: РГУНиГ им. И.М. Губкина, 2024. - С. 295-297 - БЭК ХКиСАО
Nigmatov L.G.
Gubkin Russian State University of Oil and Gas (Orenburg, Russia)
INNOVATIVE METHODS OF CONDUCTING GEOPHYSICAL SURVEYS OF WELLS
Abstract: the construction and geophysical exploration of wells is a complex multi—stage process that requires compliance with strict technological norms and standards. At the stage of preparation for the delivery of equipment, site arrangement and installation of the drilling rig. Drilling takes place with the installation of the casing and cementing. Geophysical research includes a set of methods for analyzing open and cased shafts, as well as horizontal wells, which allows obtaining accurate data on the composition of rocks and filtration characteristics of productive horizons. Special attention is paid to LWD technology, which makes it possible to carry out logging during drilling, promptly adjust parameters and accelerate construction. The complex of autonomous geophysical equipment, such as AMK-Horizon, increases the efficiency and quality of research. Strict adherence to the sequence of stages and quality control help to minimize risks and ensure the safety of the process, contributing to better solutions at each stage.
Keywords: geophysical research, drilling, well monitoring, circulation, filter, AMK
Horizon.
