Компьютеризация геофизических методов исследования скважин

 

Компьютерные технологии ГИС бурящихся скважин

 

Компьютерные комплексы для ГИС включают:

• комплект модульных программно-управляемых скважинных приборов основных количественных методов ГИС с базовым и скважинным метрологическим обеспечением, позволяющий реализовать широкий комплекс исследований разведочных скважин за 2-3 рейса;
• компьютерные наземные регистрирующие лаборатории с бортовыми вычислительными комплексами;
• программное обеспечение для регистрации и экспресс-обработки получаемых геофизических данных на скважине.

Помимо традиционного ранее для России комплекса массовых исследований, компьютерные технологии ГИС включают аппаратуру компенсированного нейтронного и акустического каротажа, литоплотностной каротаж, кислородно-углеродный каротаж, спектральный гамма-каротаж, многозондовые и многочастотные электромагнитные имиджеры (ИКЗ, ВИКИЗ). -[1]

Компьютерные технологии геолого-технологических исследований бурящихся скважин - ГТИ

 

Комплексы для ГТИ включают:

• комплекс современных датчиков параметров процесса бурения;
• компьютеризованную аппаратуру для экспресс-анализа флюидов, шлама и керна, газового каротажа;
• компьютерную регистрирующую лабораторию с бортовыми вычислительными комплексами;
• программное обеспечение для регистрации и обработки данных ГТИ.

Реализуется параметрический ряд станций ГТИ различного назначения и с различным набором аппаратурно-программных средств для всех категорий скважин.

Аппаратура и программное обеспечение комплексов ГТИ позволяет использовать их также для контроля и управления процессом цементирования скважин. -[1]

 

Компьютерные технологии исследований горизонтальных скважин

 

В силу особенностей геологических разрезов и технологий проводки скважин в период массового бурения кустовых наклонно-направленных скважин, в России были разработаны оригинальные технологии бескабельного каротажа таких скважин (ВНИИГИС, ДОАО“Газпромгеофизика”, НПФ “Геофизика”). Ввиду невозможности использования с применявшимися у нас типами промывочных жидкостей гидравлического канала связи “Забой-Устье”, более 25 лет назад в России (ВНИИГИС) была разработана и получила широкое применение технология проводки и исследования таких скважин с использованием электромагнитного канала связи. Позднее такая технология начала применяться Западными компаниями. Эта же технология стала широко применяться и при бурении горизонтальных скважин (ГС). Появились сейчас отечественная и импортная аппаратура с гидравлическим каналом связи. Наряду с технологиями исследований горизонтальных скважин (ГС) с гидравлическим и электромагнитными каналами связи “Забой-Устье”, в России разработаны и получили применение новые, оригинальные технологии исследований ГС:

• Технология “Горизонталь” с использованием кабеля со специальными переводниками (НПФ “Геофизика”);
• Технология исследований на специальном жестком каротажном кабеле, эффективная при бурении скважины в твёрдых породах (“Татнефтегеофизика”);
• Технология исследований с комбинированным каналом связи, применяемая в глубоких скважинах и при наличии в разрезе соляных пластов (ДОАО“Газпромгеофизика”, ВНИИГИС);
• Технология исследований горизонтальных скважин с помощью автономных аппаратурно-методических комплексов “АМАК-Обь” (НПЦ “Тверьгеофизика”, ДОАО“Газпромгеофизика”,).

Аппаратурно-методический комплекс “АМАК-Обь” при перемещении с помощью бурильных труб осуществляет исследования скважин полным комплексом ГИС, таким же, как в вертикальных скважинах, с автономной записью внутри прибора. Последние две технологии реализуются с помощью компьютерных станций ГТИ-ГИС. Благодаря переходу на компьютерные технологии ГИС и ГТИ обеспечиваются:

• повышение в 2 раза производительности ГИС и сокращение срока исследования скважин;
• интегрированная обработка ГИС и ГТИ с целью повышения их информативности;
• оптимизация проводки скважин и режимов бурения по данным ГТИ;
• метрологически обеспеченная информация в стандартах и форматах, пригодных для международного аудита;
• экспресс-обработка данных на скважине для принятия оперативных решений. -[1]

 

Компьютерные технологии и оборудование для исследований действующих нефтяных и газовых скважин

 

Компьютерные комплексы ГИС для действующих нефтяных и газовых скважин включают набор высокочувствительных датчиков (дебита, температуры, давления, состава потока, ГК, акустических шумов, локатор муфт и др.) в модульном исполнении с единым интерфейсом и наземный аппаратурно-программный комплекс с бортовыми вычислительными средствами (ДОАО“Газпромгеофизика”, СКТБ “Геотрон”, НПФ “Геофизика”). Компьютерные комплексы ГИС для действующих газовых скважин (ДОАО “Газпромгеофизика”) обеспечиваются параметрическим рядом специальных лубрикаторов и вспомогательным наземным оборудованием. В комплекс исследований действующих скважин входит малогабаритный импульсный генератор нейтронов, спускаемый через НКТ (ВНИИЯГГ, “Татнефтегеофизика”).-[1]

 

Новейшие технологии ГИС, созданные в России

 

Различие условий, традиций, научных школ обусловило оригинальность пути развития российской геофизики и позволило, как это было и ранее (импульсные генераторы нейтронов, ядерно-магнитный каротаж, гидродинамический каротаж, исследования скважин через НКТ, ВСП и др.), предложить ряд новых технологий, представляющий интерес для мирового технического сообщества. Ряд из них (технологии исследования горизонтальных скважин, ГТИ и др.) выше упоминались. Здесь хотелось бы особо отметить технологию определения начальной и текущей нефтенасыщенности пластов-коллекторов на основе анализа различных типов волн акустического многоволнового каротажа. Эта технология, впервые представляющая альтернативу методу Арчи, предложена и разработана в РГУ НГ. Особое значение она может получить в обсаженных скважинах, в комплексе с кислородно-углеродным -каротажем и другими методами, для анализа разработки нефтяных и газовых месторождений. Для реализации этой технологии используется специально разработанная аппаратура многоволнового акустического каротажа (НПЦ “Тверьгеофизика”,ДОАО “Газпромгеофизика”). Для доизвлечения остаточных запасов нефти и газа, наряду с этой технологией, будет весьма перспективна технология их оценки на основе изучения пространственной неоднородности залежей на базе интегрированной обработки данных ГИС (РГУНГ им. Губкина…).-[1]

 

Задачи и перспективы развития ГИС в России

 

Дальнейшее развитие нефтегазового комплекса России требует вовлечения в разведку и разработку новых, сложнопостроенных по типам коллекторов и флюидных систем, перспективных отложений. К ним относятся:

• месторождения, приуроченные к коллекторам трещиннного типа (рифейские отложения Юрубчено-Тахомской зоны Восточной Сибири и др.);
• глинистые песчаники в тонкослоистых разрезах (ачимовская свита и юра Западной Сибири и др.);
• битуминозные коллекторы (месторождения Урало-Поволжья, бажениты Западной Сибири) и др.

 

 

Новые геологические задачи

 

Крайне важна разработка методик количественного изучения углеводородных залежей со сложным и смешанным составом флюидальных систем (газ с высоким, предкритическим содержанием конденсата, жидкий конденсат, нефть). Такими сложными характеристиками отличаются весьма значительные по запасам жидких углеводородов залежи ачимовской толщи Западной Сибири, залежи в глубокозалегающих подсолевых отложениях Прикаспийской впадины и другие. Для решения этих проблем необходимо использование новых методов и методик ГИС. Представляется перспективным использование ядерно-магнитного каротажа в искусственных полях, различных по физической основе имиджеров и сканеров, геохимического каротажа. Главной, на наш взгляд, концептуальной проблемой для развития ГИС является более глубокое, теоретическое и экспериментальное познавание физической сущности отдельных геофизических методов, их функциональных связей с отдельными характеристиками пород и флюидов, и их синергетическое использование для создания искомого геологического образа. -[1]

 

Новые технологические задачи

 

В последние годы на месторождениях и ПХГ получают распространение новые технологии и конструкции при строительстве скважин. К ним относятся:

• высокопроизводительные скважины большого диаметра на месторождениях и ПХГ;
• разведочные и эксплуатационные скважины на глубокозалегающие (более 5 км) перспективные отложения, в том числе с АВПД и высоким содержанием Н2S;
• поисково-разведочные скважины малого диаметра (120 мм и менее), в том числе бурящиеся с использованием технологии “КОЛ-ТЬЮБИНГ”;
• горизонтальные скважины и горизонтальные боковые стволы из скважин эксплуатационного фонда.

Все эти технологии и конструкции при строительстве скважин требуют соответствующего обеспечения аппаратурой и технологиями ГИС, пригодными для этих условий и геометрии измерений. -[1]

 

Интеграция различных методов исследований

 

Значительные перспективы открывает комплексирование и интеграция различных видов исследований скважин и геологических объектов и создание интегрированных компьютерных комплексов для их реализации с целью решения различных геологических и технологических задач. К их числу следует отнести создаваемые в России:

• интегрированные компьютерные станции, обеспечивающие проведение геолого-технологических и геофизических исследований (система ГТИ-К);
• интегрированные компьютерные станции для проводки, геолого-технологических и геофизических исследований горизонтальных скважин, в том числе с использованием автономных геофизических приборов;
• интегрированные компьютерные станции для ГИС, ГТИ, ВСП в процессе бурения и межскважинных геофизических исследований;
• интегрированные аппаратно-методические комплексы для долговременных геофизических, геохимических и газогидродинамических исследований скважин, пласта, залежи и структур объектов исследований объектов УВС и ПХГ с целью экологического мониторинга и охраны окружающей среды;
• система интегрированной интерпретации данных ГИС, керна, испытаний, полевой геофизики и геофизического контроля за разработкой, с целью использования геолого-геофизической информации для построения геолого-геофизических и газогидродинамических моделей объектов УВС и ПХГ. -[1]

 

Роль геофизической информации в построении информационных и управляющих систем

 

Во всех геофизических организациях, независимо от ведомственной принадлежности, в широком плане используется компьютерная технология первичных данных ГИС с применением аппаратурно-программного обеспечения для их сбора и обработки с целью формирования локальных, региональных и отраслевых баз и банков данных геолого-геофизической информации. ДОАО “Газпромгеофизика” ОАО “Газпром”, ГЛАВНИВЦ, МПР РФ, ЦГЭ, Минтопэнерго как главные научно-исследовательские центры проводят разработку и внедрение информационно-измерительных систем и программного обеспечения по иерархии. Указанные разработки предназначены для формирования информационно-вычислительных центров с геолого-геофизической информацией - ГГИ, для многократного использования при подсчете и корректировке запасов УВС, проектировании и управлении разработкой, мониторинге объектов УВС и ПХГ. Сбор информации осуществляется по данным: разведочной геофизики, геофизическим исследованиям скважин, геологическим, геохимическим, газогидродинамическим и гидрогеологическим исследованиям скважин, пластов, залежей объектов УВС и ПХГ, производственно-экономической деятельности предприятий, осуществляющих их проведение. Основными функциями геофизических информационно-вычислительных центров является:

• автоматизированные сбор, регистрация, обработка, хранение и передача по каналам связи ГГИ по иерархии в локальные, региональные и отраслевые ИВЦ предприятий, акционерные общества, территориальные комитеты, компании, ВНИИ, НИИ;
• автоматизация процессов объектно-ориентированной и комплексной обработки ГГИ при проведении поисково-разведочных работ и моделировании залежи;
• интегрированная интерпретация ГГИ и подготовка решений для управления процессами разработки объектов УВС, ПХГ и строительства скважин;
• создание локальных, региональных и отраслевых баз и банков данных геолого-геофизической информации БДГГин при поиске - разведке - обустройстве - разработке - добыче - эксплуатации и мониторинге объектов УВС и ПХГ.

За основу подхода к созданию единой информационно-вычислительной сети принят иерархический принцип организации информационно-вычислительных систем по уровням: локальный - региональный - отраслевой. Формирование ведомственных центров геолого-геофизической информации направлено на обеспечение в перспективе Федерального центра топливно-энергетического комплекса страны. ХХI век является веком компьютеризации и использования информационных технологий для прогнозирования и управления технологическими процессами больших систем с целью оптимизации технологического производства. Информация ГИС имеет определяющее значение при решении этих проблем. -[2]