CC BY
33
УДК 550.370
ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ НА ДАННЫЕ ИНДУКЦИОННОГО КАРОТАЖА В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ
Олег Борисович Бочаров
Baker Hughes, Новосибирский технологический центр, 630128, Россия, г. Новосибирск, ул. Кутателадзе, 4а, кандидат физико-математических наук, заместитель директора, тел. (383)332-94-43, e-mail: Oleg.Bocharov@bakerhughes.com
Александр Игоревич Макаров
Baker Hughes, Новосибирский технологический центр, 630128, Россия, г. Новосибирск, ул. Кутателадзе, 4а, кандидат технических наук, научный сотрудник, тел. (383)332-94-43, e-mail: AlexanderI.Makarov@bakerhughes.com
Антон Павлович Мосин
Baker Hughes, Новосибирский технологический центр, 630128, Россия, г. Новосибирск, ул. Кутателадзе, 4а, научный сотрудник, тел. (383)332-94-43, e-mail: Anton.Mosin@bakerhughes.com
Александр Викторович Серяков
Baker Hughes, Новосибирский технологический центр, 630128, Россия, г. Новосибирск, ул. Кутателадзе, 4а, кандидат технических наук, научный сотрудник, тел. (383)332-94-43, e-mail: Alexander.Seryakov@bakerhughes.com
В работе показано влияние технологических особенностей бурения интервала коллектора, таких как скорость проходки скважины, остановки при замене буровых свеч на изменение удельного электрического сопротивления в прискважинной области и измерения индукционного каротажа в процессе бурения. Для этого используется численное моделирование процесса проникновения фильтрата бурового раствора в пласт, на основе которого рассчитывается распределение удельного электрического сопротивления в окрестности скважины, и сигналов индукционного каротажа в процессе бурения.
Ключевые слова: двухфазная фильтрация, зона проникновения, каротаж в процессе бурения, индукционный каротаж, режим бурения, геолого-технологические параметры.
THE INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL OPERATIONS ON THE RESISTIVITY LOGGING WHILE DRILLING
Oleg B. Bocharov
Baker Hughes, Novosibirsk Technology Center, 630128, Russia, Novosibirsk, Kutateladze Str. 4a, Ph. D., Deputy Director, tel. (383)332-94-43, e-mail: Oleg.Bocharov@bakerhughes.com
Alexander I. Makarov
Baker Hughes, Novosibirsk Technology Center, 630128, Russia, Novosibirsk, Kutateladze Str. 4a, Ph. D., Scientist, tel. (383)332-94-43, e-mail: Alexanderi.Makarov@bakerhughes.com
Anton P. Mosin
Baker Hughes, Novosibirsk Technology Center, 630128, Russia, Novosibirsk, Kutateladze Str. 4a, Scientist, tel. (383)332-94-43, e-mail: Anton.Mosin@bakerhughes.com
Alexander V. Seryakov
Baker Hughes, Novosibirsk Technology Center, Russia, 630128, Novosibirsk, Kutateladze Str. 4a, Ph. D., Scientist, tel. (383)332-94-43, e-mail: Alexander.Seryakov@bakerhughes.com
The present article demonstrates the effect that drilling technological parameters such as rate of penetration and stoppages duration while drill pipe change, may have on resistivity in a wellbore zone and induction LWD (logging while drilling) measurements. To reveal effect the numerical modeling of mud invasion is used to obtain the necessary data for resistivity calculation distribution in near-wellbore areas that are the input data for the induction-logging-signals computation.
Key words: two-phase filtration, invasion zone, while-drilling measurements, induction logging, drilling regime, geological-technological parameters.
В настоящее время для бурения скважин все чаще используются компоновки буровой колонны с приборами геофизических исследований скважины. Такие измерения, как традиционно считают, несут информацию об истинных свойствах пласта, наименее подверженных искажениям за счет внедрения фильтрата бурового раствора в прискважинную зону, из-за небольшого, по сравнению с каротажем на кабеле, времени с момента вскрытия. Процесс проникновения бурового раствора в пласт приводит к вытеснению углеводородов в поровом пространстве и изменению удельного электрического сопротивления (УЭС) в окрестности скважины [1, 2]. Это сказывается на измерениях индукционного каротажа в процессе бурения [3]. Результаты электромагнитных измерений оказываются зависящими от расположения прибора относительно долота, технологических пауз, чувствительными к изменению скорости проходки, что может привести к неверному определению истинного удельного электрического сопротивления пласта.
Для моделирования процесса формирования зоны проникновения используется двумерная осесимметричная модель Баклея-Леверетта с учетом роста глинистой корки, скорости бурения интервала пласта, режима бурения скважины и эффекта гравитационных сил, связанного с различием плотности фильтрата бурового раствора и пластовой нефти [4]. Для моделирования измерений индукционного и электрического каротажа применяется двумерная осесимметричная геоэлектрическая модель с произвольным количеством зон, как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Рассмотрен однородный нефтенасыщен-ный горизонтальный пласт высокой проницаемости, залегающий между непроницаемыми глинистыми сланцевыми слоями, в котором пробуривается вертикальная скважина. Входные параметры для моделирования приведены в таблице.
На рис. 1 приведены примеры фильтрационного моделирования и расчета электросопротивления прискважинной зоны при непрерывном бурении с постоянной скоростью 10 м/ч и с технологической паузой длительностью 1 час. Момент расчета распределений электросопротивления - 3 часа с момента вскрытия кровли коллектора. На рисунке явно видно влияние остановки бурения на структуру зоны проникновения. В верхней части коллектора зона проникновения после возобновления бурения увеличилась на 5 см. Для рис. 1, а прибор индукционного каротажа располагается на глубине xx20м, а для случая на рис. 1, б положение прибора соответствует глубине xx10м.
Таблица
Входные параметры для моделирования формирования зоны проникновения
Группа Параметр Значение
Свойства пласта Абсолютная проницаемость 6000 мД
Мощность пласта 20 м
Константы фазовых проницаемостей воды и нефти 2.0, 3.0
Пористость 25 %
Начальная водонасыщенность 10 %
Остаточная нефтенасыщенность 10 %
Давление 200 атм
Вязкость водной фазы 0.3 сП
Свойства флюидов Вязкость пластовой нефти 3.0 сП
Сопротивление бурового раствора 0.1 Ом-м
Сопротивление пластовой воды 0.05 Ом-м
Проницаемость глинистой корки 5 мД
Превышение давления в скважине над пластовым в процессе бурения 40 атм
Гидростатическое превышение давления в скважине над пластовым 30 атм
Параметры бурения Продолжительность бурения перед технологической паузой 1 час
Технологическая пауза 1 час
Продолжительность бурения после технологической паузы 3 часа
Расположение прибора индукционного каротажа от долота 10 м
Скорость бурения скважины 10 м/ч
Радиус скважины 0.108 м
УЭС, Ом-м ю
100
УЭС, Ом-м 1 ю
100
пз
х ^
ю
ху95
ххОО
хх05
ххЮ
хх15
хх20
хх25
Расстояние вглубь пласта, м
О 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 -1-
Расстояние вглубь пласта, м О 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
ху95
К_I_I_I
03
ю
ххОО
хх05
ххЮ
хх15
хх20
хх25
Г
Рис. 1. Распределения УЭС, полученные в результате численного моделирования процесса формирования зоны проникновения, в случае с непрерывным бурением (а) и в случае с остановкой бурения (б)
б
а
При анализе влияния зоны проникновения на измерения индукционного каротажа для каждого положения прибора производился расчет распределения УЭС зоны проникновения, соответствующий своему времени с момента начала бурения. На рис. 2 приведены примеры синтетических сигналов короткого зонда индукционного каротажа прибора MPR (Multy Propagation Resistivity), которые приведены в кажущихся удельных электрических сопротивлениях (кУЭС). На рис. 2, а приведены сигналы для случая непрерывного бурения, рис. 2, б -для случая с остановкой бурения. В обоих случаях наблюдается влияние зоны проникновения с пониженным УЭС. Для случая с остановкой бурения наблюдаются различия значений сигналов на интервале верхней и нижней частей коллектора, связанные с неоднородной структурой зоны проникновения.
рассчитанные на основе распределений УЭС, приведенных на рис. 1, а и 1, б
соответственно
Результаты моделирования показывают, что технологическая пауза, сделанная в момент положения забоя в середине проницаемого пласта, приводит к более глубокому проникновению бурового раствора в верхней части коллектора, чем в его нижней части. Это отражается на синтетических сигналах индукционного каротажа, что может привести к неверной оценке истинного удельного электрического сопротивления пласта.
Таким образом, в работе продемонстрировано, что на этапе обработки данных индукционного каротажа в процессе бурения необходимо использовать дополнительную геолого-технологическую информацию, содержащую данные обо всех технологических буровых операциях на скважине.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Alpak F.O., C. Torres-Verdin, and T.M. Habashy. Petrophysical inversion of borehole array-induction logs: Part I - Numerical examples // Geophysics. - 2006. - Vol. 71. - N 4. - P. F101-F119.
2. Alpak F.O., C. Torres-Verdin, and T.M. Habashy. Petrophysical inversion of borehole array-induction logs: Part II - Field data examples // Geophysics. - 2006. - Vol. 71. - N 5. - P. G261-G268.
3. H. Maurer, Y. Antonov, B. Corley, R. Khokhar, M. Rabinovich, and Z. Zhou. Advanced Processing for a New Array Laterolog Tool // SPWLA 50th Annual Logging Symposium, June 2124. - 2009. - 14 p.
4. Кашеваров А.А., Ельцов И.Н., Эпов М.И. Гидродинамическая модель формирования зоны проникновения при бурении скважин // ПМТФ. - 2003. - Т. 44. - № 6. - С. 148-157.
© О. Б. Бочаров, А. И. Макаров, А. П. Мосин, А. В. Серяков, 2016
