Geophysical research: mga uri, pamamaraan at teknolohiya

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Ginagamit ang geophysical research para pag-aralan ang mga bato sa near-wellbore at inter-well space. Isinasagawa ang mga ito sa pamamagitan ng pagsukat at pagbibigay-kahulugan sa natural o artipisyal na pisikal na mga tagapagpahiwatig ng iba't ibang uri. Sa kasalukuyan, mayroong higit sa 50 geophysical na pamamaraan.

Mga pangkalahatang katangian

Ang Geophysical research (GIS, production geophysics o logging) ay isang set ng mga inilapat na geophysics method na ginagamit upang pag-aralan ang mga geological profile, kumuha ng impormasyon tungkol sa teknikal na kondisyon ng mga balon at tukuyin ang mga mineral sa ilalim ng lupa.

Ang GIS ay batay sa iba't ibang pisikal na katangian ng mga bato:

• electric;
• radioactive;
• magnetic;
• thermal at iba pa.

Production geophysical survey ng mga balon ang pangunahing uri ng geological na dokumentasyon ng mga balon. Ang layunin ng kanilang pagpapatupad ay upang malutas ang isang bilang ng mga teknikal na problema (paghahambing ng mga seksyon para sapagkakakilanlan ng strata ng parehong edad, pagpapasiya ng produktibong strata, marker horizons, lithological composition, ang mga pangunahing katangian ng pagbuo na nakakaapekto sa pag-unlad, pag-unlad at pagpapatakbo ng mga balon). Ang prinsipyo ng anumang paraan ng pag-log ng balon ay upang sukatin ang mga halaga na nagpapakilala sa mga katangian ng mga bato at bigyang-kahulugan ang mga ito.

Mga Paraan ng Elektrisidad

Kapag nagsasagawa ng mga electrical geophysical survey ng mga balon ng langis, ang mga sumusunod na katangian ay sinusukat:

1. Electrical resistivity (conductor minerals, semiconductors, dielectrics).
2. Electrical at magnetic permeability.
3. Electrochemical activity ng mga bato - natural (self-polarization potential method) o artipisyal na induced (induced polarization potential method).

Ang unang katangian ay nauugnay sa isang tampok tulad ng tumaas na resistivity ng langis at gas na saturated na mga bato, na isang tampok na pagkakakilanlan ng mga deposito ng langis at gas (hindi sila nagdadala ng kuryente). Sinusuri ang mga sukat gamit ang kadahilanan ng pagtaas ng paglaban, na nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang pinakamahalagang katangian ng reservoir - ang koepisyent ng porosity, tubig at saturation ng langis at gas. Ang pinakakaraniwang mga diskarte ng teknolohiyang ito ay inilalarawan sa ibaba.

Maliwanag na paraan ng pagtutol

Ang isang probe na may tatlong grounding electrodes (isang supply at 2 measuring electrodes) ay ibinababa sa balon, at ang pang-apat (supply) ay inilalagay sa wellhead. Kapag ang probe ay gumagalaw nang patayo sa kahabaan ng wellbore, nagbabago ang potensyal na pagkakaiba. Tukoy na elektrikalAng paglaban ay tinatawag na maliwanag dahil ito ay kinakalkula para sa isang homogenous na medium, ngunit sa katunayan ito ay hindi homogenous. Batay sa data na nakuha, binuo ang mga kurba, kung saan posibleng matukoy ang mga hangganan ng reservoir.

Tunog ng kuryente sa gilid

Gradient probes na may malaking haba (isang maramihang 2-30 na diyametro ng balon) ay ginagamit sa mga sukat, na nagbibigay-daan sa pagsasaalang-alang sa impluwensya ng drilling fluid at ang lalim ng pagtagos nito sa mga bato, upang matukoy ang totoo resistivity ng formation.

Shielded grounding method na may pito o tatlong electrode probe

Sa isang seven-electrode probe, ang kasalukuyang lakas ay kinokontrol upang ang pagkakapantay-pantay ng mga potensyal ay matiyak sa gitna at matinding mga punto sa kahabaan ng axis ng borehole. Ginagawa ito upang idirekta ang isang nakatutok na sinag ng electric charge sa bato. Ang resulta ay maliwanag ding pagtutol.

Paraan ng induction

Ang isang probe na may emitting at receiving coils, isang alternator at isang rectifier ay ibinababa sa balon. Kapag lumilikha ng induced EMF, tinutukoy ang maliwanag na electrical conductivity ng formation.

Dielectric na paraan

Katulad ng nauna, ngunit ang dalas ng electromagnetic field sa coil ay isang order ng magnitude na mas mataas. Ginagamit ang paraang ito upang matukoy ang likas na saturation ng reservoir na may mababang kaasinan ng tubig.

Mayroon ding paraan ng microprobes (hindi hihigit sa 5 cm ang laki nito) para sukatin ang electrical resistance ng bato,direktang katabi ng pader ng borehole.

Radiometry

Radiometric geophysical research method ay nakabatay sa pagtuklas ng nuclear radiation (kadalasan ay mga neutron at gamma ray). Ang pinakakaraniwang paraan ay:

• natural rock radiation (ɣ-method);
• scattered ɣ radiation;
• neutron-neutron (pagrehistro ng mga neutron na nakakalat ng nuclei ng mga atom ng bato);
• pulse neutron;
• neutron activation (ɣ-radiation ng artipisyal na radioactive isotopes na nagmumula sa pagsipsip ng mga neutron);
• nuclear magnetic resonance;
• neutron ɣ-method (ɣ-radiative neutron capture radiation).

Ang mga pamamaraan ay nakabatay sa batas ng pagpapalambing ng gamma radiation flux density, ang epekto ng pagkalat at pagsipsip ng mga neutron sa bato. Batay dito, natutukoy ang density ng mga bato, ang kanilang komposisyon ng mineral, nilalaman ng luad, pagkabali, at ang radioactive na kontaminasyon ng mga kagamitan sa pagbabarena ng downhole.

Seismoacoustic method

Ang mga pamamaraan ng acoustic ay nakabatay sa pagsukat ng natural o artipisyal na pag-vibrate ng tunog. Sa unang kaso, ang mga geological at geophysical na pag-aaral ng mga ingay na nangyayari kapag ang gas o langis ay pumasok sa wellbore ay isinasagawa, at ang spectrum ng vibrations ng drilling tool sa panahon ng rock penetration ay sinusukat din.

Ang mga paraan para sa pag-aaral ng mga artipisyal na oscillations ng tunog o ultrasonic spectrum ay nakabatay sa pagsukat sa oras ng pagpapalaganap ng wave opamamasa ng oscillation amplitude. Ang bilis ng pagpapalaganap ng tunog ay depende sa ilang mga parameter:

• mineral na komposisyon ng mga bato;
• ang antas ng kanilang saturation ng gas-oil;
• litological features;
• clayness;
• pamamahagi ng stress sa mga bato;
• sementasyon at iba pa.

Ang probe na ibinaba sa balon ay binubuo ng isang transmitter at isang receiver na pinaghihiwalay ng mga acoustic insulator. Upang mabawasan ang epekto ng geometry ng borehole sa mga resulta ng pagsukat, kadalasang ginagamit ang tatlo o apat na elementong probes. Ang tool sa downhole ay konektado sa kagamitan sa ibabaw gamit ang isang cable. Ang signal mula sa receiver ay na-digitize at ipinapakita sa screen.

Sa tulong ng pamamaraang ito, ang mga pag-aaral ng lithological dissection ng reservoir section, malalaking cavity sa ilalim ng lupa ay isinasagawa, natutukoy ang mga katangian ng reservoir at kinokontrol ang water cut.

Thermal logging

Ang batayan ng thermal logging sa field geophysical survey ay ang pag-aaral ng temperature gradient sa kahabaan ng wellbore, na nauugnay sa iba't ibang thermal properties ng mga bato (paraan ng natural at artificial thermal field). Ang thermal conductivity ng mga pangunahing mineral na bumubuo ng bato ay umaabot sa 1.3-8 W / (m∙K), at sa mataas na saturation ng gas ay bumababa ito ng ilang beses.

Nalilikha ang mga artipisyal na thermal field sa panahon ng pagbabarena sa tulong ng flushing fluid o pag-install ng mga electric heater sa balon. Upang masukat ang gradient ng temperatura nang madalasginagamit ang mga downhole electric resistance thermometer. Ginagamit ang copper wire at semiconductor na materyales bilang pangunahing elemento ng sensing.

Ang pagbabago sa temperatura ay hindi direktang naitala - ayon sa magnitude ng electrical resistance ng elementong ito. Ang circuit ng pagsukat ay naglalaman din ng isang elektronikong oscillator na ang panahon ng oscillation ay nag-iiba sa resistensya. Ang dalas nito ay sinusukat ng isang espesyal na aparato, at ang pare-parehong boltahe na nabuo sa frequency meter ay ipinapadala sa visual na kagamitan sa pagmamasid.

Ang pagsasagawa ng geophysical research gamit ang teknik na ito ay nagbibigay-daan sa pagkuha ng impormasyon tungkol sa geological structure ng field, pagtukoy ng oil, gas at water-bearing formations, pagtukoy ng kanilang flow rate, pag-detect ng anticlinal structures at s alt domes, mga thermal anomalya na nauugnay sa pag-agos ng hydrocarbons. Ang paggamit ng teknolohiyang ito ay partikular na nauugnay sa mga lugar na may aktibong aktibidad ng bulkan.

Mga geochemical GIS na pamamaraan

Ang mga pamamaraan ng geochemical research ay batay sa direktang pag-aaral ng gas saturation ng drilling fluid at mga pinagputulan na nabuo sa panahon ng well flushing. Sa unang kaso, ang pagpapasiya ng nilalaman ng mga hydrocarbon gas ay maaaring isagawa nang direkta sa panahon ng pagbabarena o pagkatapos nito. Ang drilling fluid ay degassed sa isang espesyal na yunit, at pagkatapos ay ang hydrocarbon content ay tinutukoy gamit ang isang gas analyzer-chromatograph na matatagpuan sa logging station.

Slurry, o mga particle ng drilled rock,na nakapaloob sa drilling fluid ay pinag-aaralan ng luminescent o bituminological na pamamaraan.

Magnetic logging

Ang mga magnetikong pamamaraan para sa pagsasagawa ng well logging ay kinabibilangan ng ilang paraan upang makilala ang mga bato:

• sa pamamagitan ng magnetization;
• sa magnetic susceptibility (paglikha ng isang artipisyal na electromagnetic field);
• sa mga nuclear magnetic properties (tinutukoy din ang teknolohiyang ito bilang nuclear logging).

Ang lakas ng magnetic field ay dahil sa pagkakaroon ng mga magnetic ore body at mga layer na sumasailalim at nagsasapawan sa kanila. Ang mga magnetic modulation sensor (flurosondes) ay nagsisilbing mga sensitibong elemento ng downhole equipment. Masusukat ng mga modernong instrumento ang lahat ng tatlong bahagi ng magnetic field vector, gayundin ang magnetic susceptibility.

Nuclear magnetic logging ay upang matukoy ang mga katangian ng magnetic field, na na-induce ng hydrogen nuclei sa pore fluid. Ang tubig, gas at langis ay naiiba sa nilalaman ng hydrogen nuclei. Salamat sa property na ito, posibleng pag-aralan ang reservoir at ang permeability nito, tukuyin ang uri ng fluid, at pag-iba-ibahin ang mga uri ng constituent na bato.

gravity exploration

Ang Gravity exploration ay isang paraan ng geophysical exploration ng mga deposito batay sa hindi pantay na pamamahagi ng gravity field sa kahabaan ng wellbore. Sa layunin, 2 uri ng naturang pag-log ay nakikilala - upang matukoy ang density ng mga bato ng mga layer na tumatawid sa balon, at upang matukoy ang lokasyon ng mga geological na bagay na nagdudulot ng anomalya sa gravity (pagbabago sa halaga nito).

Ang pagtalon ng huling indicator ay nangyayari kapag lumilipat mula sa isang reservoir na may mas mababang density patungo sa mas siksik na mga bato. Ang kakanyahan ng pamamaraan ay upang sukatin ang vertical gravity at matukoy ang kapal ng reservoir. Nagbibigay-daan sa iyo ang data na ito na malaman ang density ng mga bato.

String at quartz gravimeter ay ginagamit bilang pangunahing kagamitan sa downhole. Ang unang uri ng mga aparato ay ang pinaka malawak na ginagamit. Ang ganitong mga gravimeter ay isang electromechanical vibrator kung saan ang isang alternating boltahe ay inilalapat sa isang patayong nakapirming string na may nakasuspinde na load. Ang vibrator ay konektado sa isang generator, at ang mga pagbabago sa dalas nito ay nagsisilbing panghuling parameter.

Kagamitan

Isinasagawa ang geophysical research method sa tulong ng field geophysical stations, ang mga pangunahing elemento nito ay:

• mga tool sa downhole;
• winch na may mechanical o electromechanical drive (mula sa power take-off, electrical network o independent power source);
• drive control unit;
• sistema ng pagsubaybay para sa mga pangunahing tagapagpahiwatig ng mga pamamaraan ng tripping (lalim ng paglulubog, bilis ng pagbaba sa balon, lakas ng tensyon) - unit ng display, unit ng pag-igting, sensor ng lalim;
• borehole lubricator para sa pagsasara ng wellhead sa panahon ng well logging (kasama ang mga shutoff valve, stuffing box, receiving chamber, pressure gauge at iba pang instrumentation);
• ground measurement equipment (sa chassis ng isang kotse).

Deep well maintenance equipmentay matatagpuan sa katawan ng dalawang kotse. Ang mga laboratoryo para sa geophysical exploration ng mga balon ay naka-mount sa chassis ng URAL, GAZ-2752 Sobol, KamAZ, GAZ-33081 at iba pa. Ang katawan ng kotse ay karaniwang may kasamang 2 compartment - isang manggagawa, kung saan matatagpuan ang kagamitan, at isang "change house" para sa mga service personnel.

Ang mga pangunahing kinakailangan para sa kagamitan ay mataas na katumpakan at pagiging maaasahan ng mga geophysical survey. Ang trabaho sa mga balon ay nauugnay sa mahirap na mga kondisyon - mahusay na lalim, makabuluhang pagbaba ng temperatura, panginginig ng boses, pagyanig. Ang kagamitan ay nakumpleto ayon sa mga kinakailangan ng customer, ang paraan na ginamit at ang mga layunin ng trabaho. Para sa geophysical research sa mga balon sa malayo sa pampang, lahat ng kagamitan ay dinadala sa mga lalagyan.

Pagbibigay kahulugan sa mga resulta

Ang mga resulta ng geophysical survey ay pinoproseso nang sunud-sunod mula sa mga halaga ng mga instrumento sa pagsukat hanggang sa pagtukoy ng mga geophysical na parameter ng reservoir:

1. Conversion ng mga signal ng downhole equipment.
2. Pagtukoy sa tunay na pisikal na katangian ng mga pinag-aralan na bato. Maaaring kailanganin ang karagdagang field geophysical work sa yugtong ito.
3. Pagpapasiya ng lithological at reservoir properties ng formation.
4. Gamit ang mga resulta na nakuha upang malutas ang isa sa mga gawain na itinakda - pagtukoy ng mga deposito ng mineral, ang kanilang pamamahagi sa buong rehiyon, pagtukoy sa geological na edad ng mga bato, mga koepisyent ng porosity, nilalaman ng luad, saturation ng gas at langis, pagkamatagusin; pagkakakilanlan ng mga reservoir, pag-aaral ng mga tampokseksyong geological at iba pa.

Ang interpretasyon ng mga geophysical survey ay isinasagawa sa pamamagitan ng iba't ibang pamamaraan depende sa teknolohiyang ginamit (electrical, radiometric, thermal, atbp.) at mga kagamitan sa pagsukat. Ang mga modernong geophysical na organisasyon ay nagpapatakbo ng mga awtomatikong sistema ng pagkolekta at pagproseso ng data (Prime, Pangea, Inpres, PaleoScan, SeisWare, DUG Insight at iba pa).