Ұңғыма қабырғасында ашылған қабаттардың физикалық қасиеттері

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

ЖОСПАР

Кіріпе 2
Электрлік каротаж 4
Кедергі әдісі 4
Қалыңдығы шектелген қабаттар үшін көрінерлік меншкті кедергі (МК) қисық
сызықтары 8
Микрокаротаж 9
Ұңғыманы резметивиметриялау 11
Бүйірлік каротаж 11
Индукциялық каротаж 15
Көрінерлік меншікті электр өткізгіштік 17
Диэлектрлік каротаж 18
Өздігінен поляризацияданган потенциалдар әдісі 20
Диффузиялық-адсорбциялық потенциалдар 20
Қорытынды 22
Пайдаланған әдебиеттер тізімі 23

Кіріпе

Ұңғыманың геологиялық қимасын зерттеу және ондағы ашылған пайдалы
қазбалар қабаттарын анықтау әр түрлі геофизикалық әдіс-термен жүргізіледі:
электрлік, радиактивтік, акустикалық, ядролық, магниттік, термиялық,
геохимиялық және т.б. Зерттеу барысында алынған мағлұматтарды талдау
нәтижесінде қимадағы жыныстардың тереңдігі мен олардың жүйелілігі
(последовательность), литологиялық және петрографиялық сипаттамалары, қазба
байлықтардың бар-жоғы, егер бар болса олардың сандық және сапалық
мөлшерлері анықталады.
Геофизикалық зерттеу нәтижелеріне тек қана ұңғыма ашқан жы-ныстар ғана
емес, сонымен қатар физикалық қасиеттері әр түрлі
ұңғыма оқпанын жуатын сұйық ерітінділер де әсер етеді. Олардың
есерінен кейбір кезде ұңғыма диаметрі езгеруі ықтимал.
Бұрғылау барысында сазды ерітінділер фильтраттары қабаттарға
(пласттарға) сініп, оның қатты бөлшектері ұңғыма қабырғасына қабыршақтанып
қатуы мүмкін. Сөйтіп, ұңғыма қабырғасында ашылған қабаттардың физикалық
қасиеттері өзгеруі ықтимал.
Геофизикалық зерттеулердің нәтижелерін дұрыс талдау үшін алды-мен
ұңғыма диаметрінің өзгерісін, оқпалды жуатын сұйықтың физи-калық
қасиеттерін және оның фильтраттарының қабырғаға сіңу қалыңдығын білу қажет.
Фильтраттың ұңғыма қабырғасына сіңу қалыңдығы (тереңдігі) жыныстың
кеуектілігі мен өтімділігіне, сазды қабыршақтың өтімділігіне байланысты.
Ұңғыма ашқан сулы және мұнайлы қабаттарда сіңу аймағы құры-лысы әр
түрлі. Сулы қабатта алдымен шайылған аймақ (промытая зона) пайда болады.
Бұл аймақтың қалыңдығы 5-6 см-ден 10-15 см-ге дейін жетіп, меншікіті
кедергісі қабаттың өзгермеген бөлігіне қара-ғанда, жоғарырақ болады. Одан
ері өтпелі (переходная) аймақ пайда болады. Осы екі аймақ қосылып сіңу
белдемін құрайды (7.3-сурет).

7.3-сурет. Ұңғыма ашқан өткізгіш қабаттың құрылысы 1 - сазды қабыршақ;
2 - шайылған аймақ; 3 - өтпелі аймақ; 4 - қабаттың өзгермеген аймағы; dm
- қабаттың шайылған аймағының диаметрі; dc - ұңғыма диаметрі; һа - сазды
қабыршақтың қалыңдығы; һ - қабаттың қалыңдығы

Мұнайлы қабатта сіңу процесі күрделірек болады. Шайылған белдемнің
кейбір қуыстарында мұнай компоненттері қалып қояды. Есептеулерге қарағанда
бұл аймақта қалған мұнайдың мөлшері шамамен 15-25 % (газды қабаттарды 30 %-
ке дейін) болады. Ұңғыма қабырғасына ері қарай фильтраттың сіңу процесі
жыныстардың өткізгіш қасиеттеріне тікелей байланысты.
Мұнайдың жоғары фазалы өтімділігіне байланысты сіңу аймағының сыртында
көмкеру аймағы пайда болуы ықтимал. Оның құрамындағы судың мөлшері жоғары
болып, уақыт өтісімен бұл өздігінен жойылады.
Ұңғыманың конструкцясына сәйкес, оның оқпаны төмендеген сайын болат
колоннамен (құбырмен) қапталады (бекітіледі). Тіпті кей-бір учаскелерде
мүңцай құбырлар бірнеше болуы мүмкін. Құбырларды бекіту үшін ұңғыма
қабырғасы мен колонна арасын цементпен (це-менттік тастармен) толтырады.
Бұл жағдайда ұңғыманың қимасын тек қана радиактивтік каротажбен немесе
термикалық және акустикалық әдістермен зерттеуге болады. Осындай зерттеулер
нәтижелеріне (жазылған диаграммаларға) тау жыныстарының әсерімен қатар
колон-налар қабырғаларының және цемент тастардың қалыңдығы, цементтің
ұңғыма мен құбырдың қабырғаларымен жабысу деңгейі, колонна сыртындағы
сұйықтардың айналымы, мұнай құрамы және т.б. факторлар қосымша әсер етеді.
Ұңғыманы бұрғылаудың соңғы сатысында (пайдалануға берер ал-дында) оның
техникалық жағдайын тексеру жүргізіледі (әр түрлі кемістіктерді, ақауларды
тексеру, яғни колонналардың герметикалық жабылуы, цементтердің сапасы және
т.б.). Мұндай тексеріс акустикалық каротаж, радиактивті, термиялық және
басқа да геофизикалық әдістермен жүргізіледі. Ол үшін құбырдың (колоннаның)
қабырғасы және цемент қабаты атқыланып, тесік жасалады. Мұндай тексерістер
ұңғыманы пайдалану барысында да жүйелі түрде жүргізіледі.
Мұнай мен газ ұңғымаларын пайдалану барысында оларды зерттеу ықшамды
(малогаборитный) геофизикалық аспаптармен (мәселен, диаметрі 25-50 мм
радиактивті каротаж аспаптарымен) жүргізіледі. Аспаптар ұңғымаға колонна
арқылы насос-компрессорлар құбырымен түсіріледі. Бұл жұмыстарды жүргізу
барысында, оқпан бойымен өр тереңдікте флюид құрамы да тексеріліп отырады.

Электрлік каротаж

Электрлік каротаждың негізгі мақсаты — жыныстардың көрінерлік меншікті
кедергісінің (МК) және табиғи потенциалдың (ТП) ұңғыма оқпаны бойымен
өзгерісін зерттеу арқылы геологиялық қиманы ажырату. Бұл зерттеудің
нетижесінде МК мен ТП параметрлерінің өзгерісі қисық сызықтар арқылы
бейнеленеді.
Электрлік каротаж екі түрлі әдіспен жүргізіледі: кедергі әдісі (метод
сопротивлений) және өздігінен пайда болатын электр өрісі әдісі (метод
самопроизвольно возникающего электрического поля). Кедергі әдісімен
жүргізілетін каротаждың негізгі түрлері: әдеттегі (обычный) зондпен каротаж
(фокусталмаған), бүйірлік және индуктивтік каротаж, микрокаротаж.

Кедергі әдісі

Кедергі әдісіндегі әдеттегі зондтпен каротаж жүргізу тау жыны-сының
көрінерлік меншікті кедергісін үш электродты зондпен өлшеуге негізделген.
Ол үшін төрт электродты MANB қондырғысы пайдаланылады. М,А,N немесе М,А,В
үш электродтары (каротаждық зонд) ұңғымаға кабель арқылы түсіріліп, ал
төртінші электрод В немесе ұңғыма ернеуінде қазық ретінде жерге енгізіледі
(заземление) (7.4-сурет).

7.4-сурет. Көрінерлік меншікті кедергіні өлшеу сұлбасы. А,В және М,N —
ток жүретін және өлшеуіш электродтар; П - өлшеуіш аспап; Е - ток көзі; R -
жүйенің ток күшін реттейді; тА — миллиамперметр

А және В электродтары (ток жүретін) арқылы электр өрісі қозды-рылып, М
және N электродтары көмегімен потенциалдар айырымы өлшенеді (кедергі
әдісінде ток жүретін және өлшенетін электродтарды өзара алмастыруға болады,
бұл сыбайластылық принципі деп аталады).
Сонымен, біртекті изотропты ортада А нүктесі арқылы тараған тогының М
нүктесіндегі потенциалын төмендегі формула арқылы табуға болады:

(7.32)
мұнда р - меншікті кедергі, I- ток мөлшері. 7.32-формуласындағы
орнына МА
немесе NA мәндерін қойсақ:

(7.33)
нүктесіндегі потенциал:
Ал, потенциалдар айырымы:
Ал МА
мұндағы NA-MA =MN. Олай болса:

(7.34)

(7.35)

(7.36)
Сонымен, (7.36) формуласы арқылы біртекті ортаның меншікті кедергісін
есептеуге болады, яғни

(7.37)
(7.37) формуласының оң жағындағы шамаларды өлшеу арқылы р мәні
анықталады. Бұл формулада - милливольтпен (мВ — вольттың мыңнан бір
бөлігі), - миллиампермен (мА), MN, МА және NA ара қашықтықтары метрмен (м)
өлшеніп, р – Ом*м-мен есептелінеді.
(7.37) формуласындагы
деп белгілесек, онда

(7.38)
мұндағы К— зонд коэффициенті деп аталады.
Әдетте, ұңғыма ашқан қима әртекті орта болып саналады. Сон-дықтан,
(7.38) формуласы арқылы табылған меншікті кедергі көрі-нерлік (кажущееся)
деп аталады.
мұндағы р анизотропиялық ортаның меншікті кедергісінің орташа мәні
(анизотропия - жыныстың физикалық қасиеттері әр түрлі бағытта түрліше
болуы); Ха - анизотропия коэффициенті; а - ұңғыма өсімен жыныстъщ қабатталу
жазықтығы арасындағы бұрыш.
Егер, жыныстың меншікті кедергісі қабатталу бағытына перпендикуляр
өлшенсе, онда ол

(7.40)
мұндағы - ортаның нақгы меншікті кедергісі.
Егер, жыныстардың меншікті кедергісі кат-қабатталу бағытымен өлшенсе,
онда:

(7.41)
Әдетте, жыныстардың МК параметрін өлшеу үшін әр түрлі зондтар (үш
электроды бар қондырғы) пайдаланылады: градиент-зондтар және потенциал-
зондтар (7.5-сурет).

7.5-сурет. Зондтарды белгілеу І - градиент-зонд:
а - жабындық (кровельный), б- ұлтадық (подошвенный),
II - потенциал-зонд: жақша ішіндегі: 1 – бірполюсты,
2-екіполюсты зонд; 1-ток жүретін электродтар(АВ) ;
2-өлшеуші электродтар(М,N); 3 -тіркеуорны; 4 – ұңғымадағы
табиғи өріс потенциалын өлшейтін электродтар.

7.6-сурет. Жоғары кедергілі (а,б) және төменгі кедергілі (в,г)
бірнеше қабаттар
үшін кедергісінің қисық сызықтары. а, в — ұлтандық градиент-зонд; б,
г — погенциал-зонд

Градиент - зонд деп М және N немесе А және В қос электродтары аралығы,
А және М немесе М және А сыңар (қос емес) электродтары аралығына қарағанда
аз зондтарды айтады.
Градиент - зондтың мөлшері (размері) АО-ға тең (О-тіркеу орны, М, N(A,
В) қос электродтар орталығы). АО көбейген сайын зерттелетін ортаның
тереңдігі де көбейеді. Егер градиент-зондтың қос электроды сыңар
электродтың астында болса, ол ұлтандық деп, керісінше болса жабындық деп
аталады.
Потенциал-зонд деп МА аралығы қос электродтар М, N(A, В) аралығынан аз
болған жағдайда айтылады. МА ұзындығы потенцциал-зондтың мөлшері болып
саналады.
Қалыңдығы шектелген қабаттар үшін көрінерлік меншкті кедергі (МК)
қисық сызықтары. МК қисық сызықтарының формасын анықтайтын тау жыныстарының
меншікті кедергілері қабаттың қалындығымен, зондтың түрі мен мөлшеріне,
зондтың қабатта орналасуына байланысты. 7.6-суретте тәжірибелік және
теориклық зерттеулер нәтижесінде қалыңдығы шектелген, меншікті кедергілері
әр түрлі бірнеше қабаттар үшін алынған қисық сызықтары келтірілтен. Бұл
суретте, егер қабаттың қалыңдығы зонд мөлшерінен жоғары болса, онда мұндай
қабат қалың деп, керісінше — жұқа деп аталған. Егер қабаттың меншікті
кедергісі кіріктіруші ортадан жоғары болса, онда мұндай қабат жоғары
кедергілі, керісінше болса төменгі кедергілі деп аталады.
7.6 а-суретте жоғары кедергілі калың қабат қисық сызығы максимуммен
сипатталады, ал жұқа қабатта максимум анық білінбейді. Төменгі кедергілі
қалың және жұқа қабаттар үшін минимумдар әр түрлі пішінді болады.
Қабаттың нақты (истинное) меншікті кедергісі негізінен, бүйірлік
каротаждық зондылау (БКЗ) тәсілімен анықталады. Бұл әдісті қолдану
барысында ерітінді фидьтратының ұнғыма қабырғасына сіңу белдемі де
анықталады.
БКЗ тәсілінде градиент-зондтардың төмендегі тұрлері паядаланы-лады:
ұлтаңдык - АО, 4МО, 1N; A1M0, 1N; A2MO, 5N; A4M, 0,5N; A8M1N немесе
жабындық - NO, 1MO, 4A; NO, 1М 1А және т.б. БКЗ диаграммаларын өндеу
нәтижесінде қабаттар дараланып, зондылау қисық сызығы тұрғызылады.
Қалың және жоғары кедергілі қабаттар үшін зондылау қисық сызығын
тұрғызу барысында МК параметрінің орташа мәндері пайдаланылған жөн. Ал,
орташа қалыңдықты және жоғары кедергілі қабаттар үшін (6һ20 м) МК-нің
орташа және ең жоғары мәндерін пайдалану керек. Жоғары кедергілі жұқа
қабаттар үшін (һ6 м), әдетте, экстремалды зондылау қисық сызықтары
түрғызылады.
БКЗ-нің мәліметтерін талдау (интерпретациялау) барысында тұрғызылған
зондылау қисық сызықтары теориялық қисық сызықтармен салыстырылып, олардың
арасындағы сәйкес келетінінің параметрлері (меншікті кедергі, фильтраттың
сіңу белдемі) алынады.
Алынған БКЗ зондылау қисық сызығы алдымен екі қабатты палеткадағы
қисық сызықтармен (БКЗ-1) салыстырылады. Егер тәжірибелік БКЗ қисық сызығы
палеткадағы ешбір қисық сызықпен сәйкес келмесе, бұл ұңғыма қабырғасына
фильтраттың енгенін білдіреді.
БКЗ нәтижелерін мұндай әдіспен интерпретациялаудың карапайымдығына
қарамастан, кемшіліктері де бар.
1.Тек қана әдеттегі (обычный) зондтар нәтижелері пайдаланылады. Басқа
зондтармен алынған мағлұматтарды пайдалануға болмайды.
2. Өңдеу процесін автоматтандыру мүмкін емес. Сондықтан да, ұңғыма
ашқан жыныстардың меншікті кедергісін анықтау үшін каро-таждың басқа
түрлері пайдаланылады.
БКЗ әдісін пайдаланылудың қолайсыз жағдайлары: қиманың әртектілігі
(кедергілері әр түрлі қабатшалардың алмасуы), аса жоғары немесе аса төмен
кедергілі тау жыныстары, ұңғыма жуатын ерітінділер кедергісінің аз болуы
(тұзды ерітінділер). Бұл жағдайларда каротаждың басқа түрлері
пайдаланылады.
Микрокаротаж деп аз мөлшерлі градиент — және потенциал-зондтармен
кедергі каротажын жүргізуді айтады. Зондтар ұңғыма қабырғасына серіппемен
қысылып, оқшаулатқыш табандарға орналастырылады (7.7-сурет). Табанның орта
жерінде бір-бірінен 25 мм қашықтықта А, М және N ұш электроды бекітіледі.
Осындай сұлбасы градиент-микрозонд АО,025М0,025N жәнe потенциал-микрозонд
АО, 05М құрылым, ұнғымада электр каротаж жүргізіледі (7.8-сурет).
Микрозондтар көмегімен анықталған меншікті кедергі (7.38) формуласы
арқылы есептелінеді. Бұл формуладағы К - коэффициенті тежірибелік жолмен
анықталады. Градиент-микрозондпен зерттеу радиусы оның ұзындығына, ад
потенциал-микрозондтпен зерттеу радиусы оның ұзындығынан 2,0 - 2,5 есе
артық болатынын еске алсақ, онда олардың зерттеу тереңдігі 4 және 10-12 см
болады. Сонымен, зерттеу радиустары әр түрлі екі микрозонд көмегімен
жазылған кедергі қисық сызықтарын өңдеу арқылы, ұңғыма қабырғасында ашылған
кабаттың сыртқы бөлігінің меншікті кедергісін, сазды қабыршақтың және
ұңғыманы жуатын ерітінді қабыршақтарының әсерлерін анықтауға болады.
Алынған мәліметтерді интерпретациялаудың (талдаудың) мақсаты —
геологаялық қиманы ажыратып, ондағы өткізгіш және өткізбейтін қабаттарды
бөлу, қабаттың жуылған бөлігінің меншікті кедергісін (р )

7.8-сурет. Басқа диаграммалармен қоса мнкрозондтар қисық сызықтарын
пайдалану мысалы. 1 - құмтас; 2 - құмды саз; 3 — сазды құмтас; 4 —
құрамында газ бар құмтас; 5 - газ-су шекарасы; 6 - кабаттың құрамында газ
бар бөлігі; 7 - қабаттың құрамында су бар бөлігі

анықтау болады. Егер өткізгіш қабатта сазды қабыршақ пайда болса, онда
потенциал-микрозондпен (зерттеу терендігі 10—12 см) өлшенген МКмәні
градиент-зондпен (зерттеу тереңдігі 4 см) өлшенген МК-нің, мәніне қарағанда
әлдеқайда жоғары болады. Мұндай, екі микрозондпен өлшенген МК- нің
айырмашылығы тек қана өткізгіш қабаттарда кездеседі және мұны болымды
(жағымды немесе оң таңбалы) айырмашылық, (положительное расхождение или
положительное приращение) деп атайды. Мұндай құбылыс микрозондтың табаны
мен ұнғыма қабырғасы арасында пайда болған сазды қабыршақтар әсерінен
болады. Егер ұңғыма қабырғасындағы сазды кабыршақ қалың болса (2 см-ден
астам), онда екі микрозондпен өлшенген МК-ның мәні сол сазды қабыршақтың
меншікті кедергісін көрсетіп, өлшенген қабаттың нақты МК-нің мәнінен кем
болады.
Кей кезде (егер ) градиент-микрозондпен өлшенген МК мәні,
патенциал-микрозондпен өлшенген МК-нің мәнінен көбірек болуы ықтимал, яғни
ұнамсыз (теріс таңбалы) айырмашылық (отрицательное приращение) пайда
болады.
Ұңғыма ашқан сазды қабаттар үшін градиент және потенциал-
микрозондтармен өлшенген МК мәндері бірдей болады ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.