Многозондовий прилад радіоактивного каротажу з реєстрацією повільних і надтеплових нейтронів СНК-89 (2ННКм+2ННКнт+ГК)

Прилад СНК-89 (діаметром 89 мм) призначений для проведення геофізичних досліджень в обсаджених і необсаджених нафтових і газових свердловинах з метою виділення колекторів, визначення їхньої пористості, характеру насичення, оцінки літологічних особливостей та ін.

Зондовий пристрій приладу включає в себе:

– камеру джерела для розміщення в ній стаціонарного джерела швидких нейтронів S;

– два детектора повільних (теплових + надтеплових) нейтронів 1 і 2 (лічильники типу СНМ-56), розташовані на різних відстанях (L_МЗ і L_БЗ) від джерела по одну сторону від нього (L_МЗ – довжина малого зонду , L_ВЗ – довжина великого зонду);

– два детектора надтеплових нейтронів 3 і 4 (лічильники повільних нейтронів типу СНМ-56, оточені кадміевим фільтром), розташовані на відстанях L_МЗ і L_ВЗ від джерела по іншу сторону від нього;

Прилад містить електронний блок з блоком детектування 5 гамма-випромінювання для вимірювання природної радіоактивності гірських порід;

За допомогою комплексного приладу СНК-89 реалізуються три модифікації     двухзондового нейтрон-нейтронного каротажу: по повільним нейтронам (2ННКм); по надтепловим нейтронам (2ННКнт); по чисто тепловим нейтронам (2ННКт), а також інтегральна модифікація гамма-каротажу (ЦК).

Технічна характеристика

Діапазон робочих температур, °С                                                               від –10 до +200

Максимальний гідростатичний тиск, МПа                                                                        120

Діаметр приладу, мм                                                                                                           89

Довжина приладу, мм                                                                                                   ~3200

Маса приладу, кг                                                                                                             ~100

Швидкість каротажу, м/час:

                                 при загальних дослідженнях                                    400 – 800

                                               при спеціальних дослідженнях                                200 – 400

                                               при детальних дослідженнях                                        до 200

Комплект поставки

Свердловинний прилад з паспортом, шт                                                                              1

Посібник з експлуатації                                                                                                          1

 Пульт керування типу КУРА-2М, шт                                                                                      2

Переваги та позитивні якості приладу

– підвищена швидкість рахунку нейтронів (менша статистична похибка вимірювань; більша швидкість каротажу);

–  збільшення глибини досліджень;

–  зменшений вплив свердловинних факторів;

– підвищена чутливість: 1) до водневмісності (при визначенні пористості і виділенні газонасищенних колекторів); 2)  до концентрації хлору (при визначенні характеру насичення);

– можливість одночасного визначення кількох петрофізічних властивостей гірських порід (пористість, характер насичення, літологічні особливості та ін).

Розробники

Інститут геофізики НАН України; т. (044)-424-33-30; vkulyk@igph.kiev.ua

ЗАТ «Київський завод Геофізприлад»;т. (044)430-46-92; V.Karmazenko@geofizpribor.kiev.ua

 

Приклади свердловинних вимірювань

Свердловинні випробування приладу СНК-89 проводилися в газових свердловинах Дніпровсько-Донецької западини.

В інтервалі розрізу 2345-2465 м необсадженою свердловиною вскрито ряд газоносних і водоносних пластів пісковику пористістю близько 20%. Пласти-колектори характеризуються значною зоною проникнення (діаметр ЗП ~ 1,6 м) слабомінералізованого (~ 3 г / л) фільтрату бурового розчину (БР), що робить практично неможливим поділ газоносних і водоносних колекторів за допомогою серійних приладів ННК.

На рис. 1 представлена каротажна діаграма, отримана за допомогою нового приладу СНК-89. Газоносні пласти чітко виділяються (синя лінія) негативною аномалією, пласти-неколлектори - позитивною, а водоносні шари - "нульовою". Ці результати отримані в умовах глибокого проникнення фільтрату БР (d_ЗП » 8d_скв) в пласти-колектори (як газоносні, так і водоносні).

На рис. 2 показані можливості приладу СНК-89 в необсадженій (а) та обсадженіой (б) свердловинах при розподілі пластів за літологією, виділення пластів-колекторів та оцінки характеру їх насичення в умовах глибокого проникнення фільтрату БР. При цьому пористість порід визначена за допомогою цього ж приладу.

Из рис. 2 видно, що водо-і газоносні пісковики, щільні і низькопористі вапняки, а також глинисті породи чітко розділені і відображені трьома окремими групами, які описуються лінійними регресіями. Розрізнення газоносних і водоносних пісковиків пов'язано з залишковою газонасиченістю, а також з підвищеною глибиною та чутливістю нового приладу.

З таблиці видно, що для приладу СНК-89,  у порівнянні з СРК,  характерні великі швидкості рахунку нейтронів.

Гірська порода	Швидкість рахунку нейтронів приладами СРК та СНК-89, імп/хв; потужність PuBe  джерела Q ~ 1×107 н/с
	СРК		СHКм–89		СНКнт–89		СНКт–89
	МЗ	БЗ	МЗ	БЗ	МЗ	БЗ	МЗ	БЗ
Прісна вода	20400	640	74838	2015	6000	780	68838	1235
Обсаджена свердловина: dскв = 270 мм, dкол= 219 мм
Середнє за розрізом 1250-1340 м	27513	1091	82388	3224	8737	1439	73651	1785
Глинястий  пласт-неколлектор	24401	771	73268	2808	8457	1289	64811	1519
Пласт-колектор	34267	1883	94732	4647	11049	2079	83683	2568
Обсаджена свердловина: dскв = 216 мм, dкол = 168 мм
Середнє за розрізом 2560-3640 м	30255	1754	76270	4255	11237	1870	65033	2385
Низькопористий пласт ( вапняк kп ≈ 1%)	52589	7747	109135	11308	18595	5032	90540	6276
Пористий пласт (пісковик, kп ≈ 14%)	73608	2978	88473	6033	14042	2517	74431	3516
Необсаджена свердловина: dскв = 190 мм
Середнє за розрізом 2250-2460 м	47590	3719	119954	6766	13019	2610	106935	4156
Низкопористий пласт (вапняк kп ≈ 1%)	73208	10506	159394	15476	19047	5630	140347	9846
Пористий пласт (пісковик, kп ≈ 15%)	52593	3901	130313	7035	13334	2504	116979	4531

Рис. 1. Діаграма нейтронного і гамма-каротажу (прилад СНК-89)

в необсадженій свердловині (d_скв = 195мм; d_зп = 1,6 м)

А₁нт; A₂т; DГК – інтерпретаціонні параметри, в умовних одиницях

Рис. 2.  Показання приладу СНК-89 (в умовних одиницях) на великому зонді

от пористості пластів k_п

(а – необсаджена свердловина; б –  обсаджена свердловиина):

1 – щільні і низькопористі пласти;

2 – пісковики-колектори:      – газоносні,     – водоносні;

3 – пласти-неколектори

Нова апаратура нейроного та акустичного каротажу для дослідження нафтогазових свердловин та їх інтерпритаційно-методичне забезпечення

Геофізичні свердловинні дослідження (ГСД) є основним засобом вивчення геологічного розрізу, документування і підрахунків запасів нафти і газу, а також контролю розробки нафтових і газових родовищ.

Одним із найважливіших петрофізичних параметрів гірських порід є пористість. В розрізі нафтогазових свердловин пори можуть бути заповнені водою, нафтою, газом, їх сумішшю. Породи, які мають здатність віддавати і приймати порові флюїди, називаються колекторами. Виділення пластів-колекторів, визначення їх пористості та характеру насичення є однією з головних задач ГСД.

Важливе місце серед методів ГСД займають радіоактивний і акустичний каротаж. Ці методи дозволяють визначати властивості колекторів як в необсаджених свердловинах, так і в обсаджених стальною зацементованою колоною. Зокрема, нейтронний і акустичний каротаж (НК і АК) відносяться до найбільш використовуваних на практиці методів визначення пористості. Враховуючи, що ці методи мають різну фізичну основу, їх спільне застосування та відповідна комплексна інтерпретація значно підвищують інформативність і точність визначень пористості та інших параметрів порід-колекторів.

У зв’язку з цим подальша розробка та удосконалення універсальних методів НК і АК для вирішення проблеми одночасного визначення пористості, характеру насичення, коефіцієнтів нафто- і газонасиченості та ін. параметрів колекторів є важливою і актуальною задачею.

Метою проекту була розробка, виготовлення та випробування приладів НК і АК з поліпшеними геофізичними характеристиками та розширеними можливостями, а також розробка способів реалізації цих можливостей при визначенні пористості та характеру насичення колекторів. Виконання проекту дозволило створити унікальні прилади світової новизни. На розроблені прилади та відповідні способи каротажу отримано ряд патентів, на способи використання нових приладів подано низку заявок на винаходи.

Особливістю приладів НК нового типу є те, що вони дозволяють визначати не тільки пористість (як відомі прилади НК), а й характер насичення порід-колекторів і, при певних умовах, коефіцієнти нафто- і газонасиченості. При цьому нові прилади НК мають збільшену зону досліджень, менші похибки вимірювань, підвищену чутливість до пористості, високу здатність розрізняти воду і вуглеводні, зменшений вплив свердловинних чинників.

Крім того, ці прилади дозволяють проводити каротаж з більшою швидкістю, можуть працювати через буровий інструмент (каротаж в процесі буріння), а також через насосно-компресорні труби в експлуатаційних свердловинах. Прилади мають великі переваги при ревізії свердловин старого фонду.

Проведені випробування дослідних зразків нових багатозондових приладів НК та АК в нафтогазових свердловинах на родовищах Дніпровсько-Донецької западини, Криму, північного околу Донбасу підтвердило їх високу ефективність. Це дозволяє, спільно з розробленими способами використання приладів, значно підвищити інформативність та достовірність каротажних досліджень в необсаджених і обсаджених свердловинах, підвищити точність визначення пористості, зменшити імовірність пропусків колекторів, насичених вуглеводнями.

В умовах важливості проблеми збільшення видобутку нафти і газу на родовищах України і враховуючи надзвичайно високу вартість каротажної апаратури і відповідних послуг на світовому ринку, виконання проекту показало, що українським розробникам, незважаючи на відомі труднощі, під силу створення сучасної апаратури та відповідних методик інтерпретації. Однак доведення розроблених апаратурно-методичних комплексів до широкого впровадження на нафтогазових родовищах України та вихід на ринок інших країн потребують подальших значних різнопланових зусиль.

У виконанні проекту, крім Інституту геофізики НАН України, на різних етапах робіт брали участь фахівці ЗАТ «Київський завод «Геофізприлад», ЗАТ «Укрпромгеофізика», ТОВ «Укрспецгеологія». Виконання робіт по проекту показало, що тільки завдяки об’єднанню зусиль організацій різного профілю можна було отримати реальні результати. Після цього етапу робіт необхідна підтримка більш потужних організацій чи фірм або пряме державне замовлення.

В.В. Кулик

Сучасні енергоефективні технології створення конкурентноспроможної промислової продукції. Інноваційні шляхи впровадження енергоефективних технологій створення конкурентноспроможної промислової продукції

Важливою складовою створення конкурентоспроможної промислової продукції на основі енергоефективних технологій є підвищення ефективності розвідки і добування вуглеводнів (нафти, газу, конденсату та ін.). Геофізичні свердловинні дослідження (ГСД) є основним засобом виявлення продуктивних пластів-колекторів і визначення їх параметрів в нових свердловинах, ревізії (дорозвідки) свердловин старого фонду, а також контролю розробки нафтогазових родовищ.

В Інституті геофізики ім.. С.І. Субботіна НАН України на базі проведених фундаментальних досліджень, експериментальних і дослідно-конструкторських робіт та свердловинних вимірювань розроблено основні положення нової технології визначення пористості колекторів і характеру їх насичення, а також кількісної оцінки коефіцієнтів нафто- і газонасиченості на основі методів нейтронного і акустичного каротажу (НК і АК) з використанням гамма-каротажу (ГК).

Технологія базується на низці розроблених способів та приладів для їх реалізації. Способи та відповідні прилади захищені 12 патентами України. Основні переваги запропонованого підходу наступні.

Технологія та її окремі високоінформативні складові працює як необсаджених, так і обсаджених стальними колонами свердловинах; в похилих і горизонтальних свердловинах; при каротажі в процесі буріння; в експлуатаційних та старофондових свердловинах (через насосно-компресорні труби). Вона дає позитивні результати у випадку, коли електричний каротаж малоінформативний (карбонатні і так звані низькоомні колектори в розрізі необсаджених свердловин) або практично незастосовний (обсаджені свердловини); має переваги перед надзвичайно дорогими і складними технологіями С/О-каротажу та ін., зокрема при виділенні нафтонасичених пластів в розрізах з малою мінералізацією пластових вод. Враховуючи «гнучкість» технології, в залежності від розв’язуваної задачі (різні діаметри приладів і різна довжина зондів, різні способи інтерпретації результатів), при створенні всього комплексу апаратури вона буде унікальною в плані універсальності при високій ефективності.

Основою розробленої технології є способи і прилади НК. Останні є приладами нового типу світової новизни з поліпшеними геофізичними характеристиками та розширеними можливостями. Такі прилади дозволяють проводити багатозондовий узгоджений нейтронний каротаж (БУНК), реалізуючи в єдиному приладі одночасно три модифікації НК: двозондовий нейтрон-нейтронний каротаж за повільними нейтронами (2ННКп); двозондовий нейтрон-нейтронний каротаж за надтепловими нейтронами (2ННКнт); двозондовий нейтрон-нейтронний каротаж за кадмієвою різницею (2ННКD_Cd) (віртуальний).

Для реалізації технології розроблено так званий приладний ряд – набір приладів, побудованих за одним принципом, але призначених для каротажних робіт в різних умовах. Прилади із вказаного набору відрізняються габаритами (в першу чергу діаметром) та довжиною зондів і представляють собою чотиризондові прилади НК з попарно узгодженими зондами повільних і надтеплових нейтронів.

Мінімальний приладний ряд НК включає прилади наступних діаметрів (позначені цифрою):

– СНК-42 – для проведення каротажу через насосно-компресорні труби, в т. ч. при роботах по інтенсифікації видобутку);

– СНК-73 – для проведення каротажу в необсаджених і обсаджених свердловинах, а також через буровий інструмент;

– СНК-76 – для проведення каротажу в необсаджених і обсаджених свердловинах, в т.ч. горизонтальних;

– СНК-89 – для проведення каротажу в необсаджених і обсаджених свердловинах;

– СНК-108 – для проведення каротажу наддовгими зондами в необсаджених і обсаджених свердловинах великого діаметру (особливо в свердловинах старого фонду без НКТ, а також при зондуванні ближньої зони).

Запропонована технологія на даний період є достатньо просунутою – разом із ЗАТ “Київський завод «Геофізприлад» розроблено, виготовлено і випробувано в нафтогазових свердловинах прилади СНК-73 і СНК-89; підготовлено для випробувань прилад СНК-76; підготовлено технічне завдання для створення надзвичайно потрібного для робіт в експлуатаційних свердловинах приладу СНК-42 (із застосуванням нових матеріалів, зокрема реакторного цирконію для виготовлення захисного кожуху та камери джерела нейтронів).

Для реалізації запропонованої технології в повному вигляді потрібна підтримка (зокрема, замовлення) державних і приватних структур. Нова технологія при проведенні відповідної роботи (реклама, маркетинг, лобіювання та ін.) є конкурентноздатною і може знайти свою нішу на світовому ринку. Українські розробники володіють необхідними know-how для виробництва нової апаратури та створення її інтерпретаційно-методичного забезпечення.

В.В. Кулик