12. ТЕХНОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН, НАХОДЯЩИХСЯ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

12.1.1 Технологии геофизических исследований действующих скважин (ПГИ, ГИС-контроль, ГДИС) обеспечивают решение трех групп задач, которые по мере их усложнения составляют иерархический перечень:

• выбор оптимального режима работы скважины и ее технологического оборудования (технологический контроль);
• определение эксплуатационных характеристик вскрытого пласта (эксплуатационный контроль);
• исследование процесса вытеснения нефти и газа в пласте и оценка эффективности применяемых методов повышения нефтеотдачи (геолого-промысловый контроль).

Объектами исследований соответственно решаемым задачам являются: скважины, находящиеся в эксплуатации; эксплуатируемый пласт (пласты) в исследуемой скважине; разрабатываемая залежь. Выбор объекта определяет комплекс исследований, технологию проведения измерений, способы обработки и интерпретации полученных данных.

12.1.2 Для выбора оптимального режима работы скважины и ее технологического оборудования необходимы:

• определение в стволе скважины статических и динамических уровней раздела фаз — газожидкостного и водонефтяного контактов;
• оценка состава и структуры многофазного потока в стволе скважины;
• количественное определение суммарных фазовых расходов скважины, включая оценку выноса механических примесей;
• определение интегральных гидродинамических параметров объекта эксплуатации по замерам на устье;
• контроль работы технологического оборудования (срабатывание пусковых муфт, клапанов и пр.).

12.1.3 Исследования по определению эксплуатационных характеристик вскрытого пласта, в том числе на этапах его освоения и интенсификации, предусматривают:

• выделение работающих толщин пласта, в том числе интервалов притоков и поглощений:
• определение профиля притока в эксплуатационных скважинах и профиля приемистости в нагнетательных, оценку интервальных расходов;
• определение состава притоков из отдающих интервалов;
• количественную оценку интервальных дебитов по фазам и компонентам продукции (газ, жидкость, нефть, вода);
• определение гидродинамических параметров пластов — пластовых давлений и температуры, коэффициентов продуктивности и гидропроводности.

12.1.4 Исследования процессов вытеснения нефти и газа в пласте с целью контроля выработки запасов и оценки эффективности применения методов повышения нефтеотдачи включают:

• детальное расчленение разреза с выделением продуктивных пластов, определением их эффективных толщин, неоднородности, коэффициентов пористости, проницаемости поданным геофизических исследований необсаженных скважин;
• определение начальных и текущих коэффициентов нефтегазонасыщенности пластов, положений водонефтяного и газожидкостных контактов;
• определение остаточных коэффициентов нефте- и газонасыщенности;
• определение контуров нефтегазоносности и текущих параметров охвата пласта выработкой и заводнением по результатам сводной интерпретации данных, выполненной по всем скважинам месторождения или отдельных его участков.

12.2.1 Комплекс исследований для выбора оптимального режима работы скважины и определения эксплуатационных характеристик пластов составляют токовая и индукционная резистивиметрия, влагометрия, плотнометрия, термометрия, расходометрия, барометрия, акустическая шумометрия. Привязку полученных данных к глубинам и муфтам эксплуатационной обсадной колонны и НКТ выполняют по материалам ГК и локатора муфт и отверстий (ЛМ).

Для изучения процессов вытеснения нефти и газа в пласте выполняют нейтронный (НК) или спектрометрический нейтронный (НК-С) каротажи, импульсный нейтронный каротаж в интегральной (ИННК, ИНГК) и спектрометрической модификациях (С/О), ГК (на месторождениях с установленными радиационными эффектами), АК, а также ИК, ДК, если скважины обсажены неметаллическими обсадными трубами.

12.2.2 Условия проведения ПГИ определяются геологическими особенностями залежи, назначением и технологией эксплуатации скважины, ее конструкцией, техническим состоянием, физическими свойствами флюидов в стволе скважины, состоянием и поведением пластов, вскрытых скважиной. По скорости движения флюидов в стволе скважины и, соответственно, скорости изменения геофизических параметров во времени различают стационарные, нестационарные и квазистационарные условия.

12.2.2.1 Стационарные условия характеризуются отсутствием зависимости измеряемых параметров от времени. Стационарные условия исследований характерны для длительно простаивающих скважин.

12.2.2.2 Нестационарные условия характеризуются существенной зависимостью параметров во времени. Они наблюдаются при резких изменениях режимов работы скважины — ее пуске, остановке, изменении депрессии на пласт.

12.2.2.3 Условия называют квазистационарными, если изменение параметров происходит настолько медленно, что ими можно пренебречь. Квазистационарными считаются условия в скважине, длительное время работающей со стабильным расходом.

Длительность работы может меняться от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от производительности скважины и депрессии на пласт. Квазистационарными являются также условия в интервалах стабильных межпластовых перетоков простаивающих скважин.

12.2.3 Общие процедуры, присущие технологиям ПГИ, включают действия, предусмотренные разделом 6, и дополнительные действия, которые сопровождают только технологии исследований в действующих скважинах.

Дополнительные требования ПГИ обусловлены необходимостью получения данных разновременных измерений для их последующего сравнительного анализа и выявления на этой основе каких-либо характеристик флюидов в стволе скважины, продуктивных пластов и эксплуатируемых залежей. Они содержат также требования, связанные с контролем качества первичных данных. Суммарно они включают:

• получение начальных (фоновых) геофизических характеристик изучаемого объекта — естественной гамма-активности, нейтронных параметров, упругих свойств, естественного температурного поля, - а также сведений о состоянии обсадной колонны и цементного камня, об эффективных толщинах, коэффициентах пористости, проницаемости и нефтенасыщенности пород, характеризующих объект до начала эксплуатации скважины (залежи);
• регистрацию при каждом исследовании положений муфт обсадной колонны, ГК или НК для привязки данных измерений;
• определение текущего состояния многолетнемерзлых пород и конструкции скважины в интервале их залегания;
• выполнение исследований в интервале, превышающем по протяженности изучаемый объект, с целью получения данных против опорных пластов и в интервалах глубин с невозмущенными характеристиками;
• выполнение повторного измерения по всему интервалу основной записи при условии постоянного режима работы скважины;
• проведение исследований с применением лубрикаторов в газовых скважинах, а также в нефтяных, в которых ожидается избыточное давление на устье;
• в газовых скважинах с высоким давлением на устье для спуска приборов применение специальных грузов; длина скважинного прибора с грузами должна быть меньше длины лубрикатора не менее чем на 1 м.

12.2.4 В зависимости от проведения в скважине перед началом или в процессе исследований каких-либо технологических операций технологии ПГИ подразделяют на стандартные и активные. К первым относят исследования, выполняемые при определенных, но статических условиях в скважине. Суть активных технологий состоит в проведении измерений в процессе различных воздействий на пласт или скважину в целом: химических, термических, гидродинамических, закачек меченых веществ и т.п.

12.3.1 Стандартные исследования проводят согласно типовым схемам, согласованным между недропользователем и производителем работ. Перечень операций, выполняемых в каждой технологии, определяется назначением скважины, способом и режимом ее эксплуатации и решаемыми задачами.

12.3.2 В длительно простаивающих скважинах (неработающих, наблюдательных, контрольных, пьезометрических) выполняют измерения, данные которых сопоставляют с данными фоновых замеров с целью выявления локальных аномалий, связанных с выработкой продуктивных пластов и нарушениями технического состояния обсадной колоны и цементного камня. Комплексы исследований определяются решаемыми задачами.

12.3.2.1 Данная технология предусматривает выполнение замеров одиночными методами ГИС с периодичностью от нескольких недель до нескольких месяцев.

12.3.2.2 В наблюдательных скважинах ПХГ время проведения замеров привязывают к циклам эксплуатации (закачка, отбор, нейтральные периоды).

12.3.3 В действующих скважинах проводят весь комплекс измерений технологического, эксплуатационного и геолого-промыслового контроля. При этом, как правило, выполняют одноразовые геолого-промысловые исследования (НК, ИНК, ГК, АК, ИК, ДК) и многократные ПГИ (резистивиметрию, влагометрию, термометрию, расходометрию, барометрию, акустическую шумометрию) при смене условий в скважине.

12.3.3.1 В скважинах, работающих со стабильным расходом (нагнетательных, фонтанных, добывающих), а также находящихся в освоении и работающих в режиме фонтанирования, последовательно проводят:

• измерения в технологическом режиме эксплуатации;
• серию измерений на установившихся режимах, отличающихся депрессиями на пласты;
• серию разновременных измерений непосредственно после прекращения эксплуатации;
• регистрацию на фиксированной глубине во времени кривых восстановления давления и температуры после прекращения эксплуатации;
• серию разновременных измерений непосредственно после пуска или изменения дебита скважины;
• регистрацию на фиксированной глубине во времени кривых стабилизации давления и температуры после пуска или изменения дебита скважины.

12.3.3.2 В скважинах ПХГ, работающих со стабильным расходом в циклическом режиме, перечисленные технологии исследований привязывают к конкретным циклам эксплуатации хранилища (закачка, отбор). При стабильной эксплуатации (в периоды закачки или отбора) исследования проводят согласно требованиям пп. 12.3.3.1.

12.3.3.3 В скважинах, работающих с нестабильным расходом (в процессе компрессирования, свабирования, в режиме накопления и др.), а также в осваиваемых низкодебитных скважинах, характеризующихся нестационарными условиями исследований, используют следующие элементы технологии:

• регистрацию серии разновременных диаграмм по глубине в процессе изменения режима работы скважины (или ее возбуждения), а также на последующем этапе затухания притока;
• регистрацию на фиксированной глубине кривых изменения во времени давления и температуры при пуске или изменении режима работы скважины, в том числе — кривых изменения давления на забое скважины при подъеме уровня жидкости в стволе;
• регистрацию кривых изменения во времени давления на устье скважины (на буфере, в межтрубье) и на забое;
• фиксацию текущего местоположения фазовых уровней (уровней жидкости и раздела «вода-нефть») эхолотом или путем регистрации непрерывных диаграмм методами оценки состава флюидов в интервале перемещения уровней.

12.3.3.4. В скважинах, работающих в нестационарном режиме с нестабильным расходом (компрессируемых, свабируемых, работающих в режиме накопления и пр.), комплекс измерений технологического и эксплуатационного контролей повторяют:

• в технологическом режиме эксплуатации и в остановленной скважине (при простое скважины после остановки в течение 5-10 ч и более) с одновременной фиксацией на устье параметров технологического режима скважины (температуры, давления, дебитов газа, нефти, воды);
• во времени на нескольких установившихся режимах нагнетания (отбора), отличающихся депрессиями на пласты (после стабилизации параметров на каждом режиме в течение 5-10 ч и более) с одновременной фиксацией на устье параметров технологического режима (температуры, давления, дебитов флюидов);
• в простаивающей после эксплуатации скважине (через 0,5-2; 3-5; 7-10; 15-24 ч после прекращения эксплуатации);
• давления и температуры на фиксированной глубине в простаивающей после эксплуатации скважине (в период от 5-10 до 24 ч и более в зависимости от интенсивности предшествующей работы и фильтрационных характеристик пласта);
• непосредственно после пуска или изменения дебита скважины ~ через 0,5; 1; 2; 3; 5 ч;
• изменения во времени давления и температуры на фиксированной глубине после пуска или изменения режима работы скважины (в период от 1-2 до 5-10 ч после изменения в зависимости от дебита скважины).

12.3.3.5 В малодебитных скважинах, работающих в режиме пульсирующего газожидкостного потока с пробковой или кольцевой структурами, дополнительно проводят регистрацию временных флуктуаций давления и показаний других методов изучения «притока-состава». Продолжительность цикла регистрации флуктуаций составляет 10-20 мин. Флуктуационные измерения проводят в обособленных интервалах конструкции скважины (в НКТ, в колонне выше продуктивной толщи, между основными совместно эксплуатируемыми объектами, в зумпфе при подозрении на его негерметичность) в перерывах между измерениями этих параметров в динамическом режиме.

Активные технологии применяют в скважинах, находящихся в эксплуатации, когда стандартные технологии ПГИ оказываются неэффективными. Их выполняют по индивидуальным программам, согласованным между недропользователем и производителем работ. Технология выполнения заключается в проведении геофизических измерений в процессе активных воздействий на пласты, к которым относят:

• химические воздействия — обработки пород соляной, плавиковой и другими кислотами;
• термические — прогрев пласта либо закачка в пласт воды с другой температурой;
• гидродинамические — снижение и повышение уровня флюидов в скважине (методика переменных давлений);
• закачку в исследуемые пласты меченых веществ, которые представляют собой жидкости, обогащенные искусственными радиоактивными изотопами либо содержащие вещества с аномальными свойствами поглощения нейтронов;
• наведение искусственной гамма-активности пород.

Последовательность операций в активных технологиях включает проведение серии измерений: фоновых — до начала воздействия; в процессе воздействия; непосредственно после воздействия и в ходе расформирования эффектов, вызванных воздействием.

Применение стандартных и активных технологий и рекомендуемых комплексов ПГИ должно обеспечить получение следующих результатов:

12.5.1 Выбор оптимального режима эксплуатации скважины при решении задач технологического контроля (п. 12.2.1). Исходными параметрами для этого являются:

• общий дебит скважины и дебиты отдельных флюидов — газа, нефти и воды;
• обводненность продукции;
• работающие интервалы — отдельно по каждому флюиду;
• профили притоков или приемистости;
• положения уровней раздела флюидов в стволе скважины;
• критерии режима работы скважины — устьевые и забойные давления и температуры, коэффициенты гидравлических потерь в стволе скважины.

12.5.2 Информацию о работающих интервалах и их характеристиках при решении задач эксплуатационного контроля, включая контроль за интенсификацией добычи.

Исходными параметрами являются:

• интервалы притоков (отдельно по каждому флюиду);
• параметры работы фильтра;
• относительные интервальные расходы (профили притоков или приемистости);
• пластовое давление;
• величина депрессии (репрессии);
• гидро- и пьезопроводность, текущий коэффициент проницаемости;
• характеристики радиальной неоднородности (скин-фактор и степень вскрытия);
• плотности флюидов в стволе скважины и объемные доли каждого флюида по стволу скважины.

12.5.2.1 Методы оценки состава флюида, заполняющего ствол скважины, — косвенные. Необходимыми условиями для придания их результатам статуса количественных определений являются доказательства отсутствия затрубной циркуляции и однородная структура потока флюидов в стволе скважины - будь это водонефтяная эмульсия или дисперсный газожидкостный поток.

Результаты измерений методами, использующими проточный тип датчика (влагометрия, плотнометрия) в условиях многофазных потоков, должны рассматриваться как индикаторные даже при наличии метрологического обеспечения.

12.5.2.2 Для определения гидродинамических параметров эксплуатируемых объектов проводят профильную или точечную измерения баро- и расходометрию на нескольких (3-5) режимах работы скважины, разновременные измерения профилей геофизических параметров при смене режимов работы скважины, регистрацию кривых восстановления и стабилизации давлений и температур, а также кривую восстановления давления на забое скважины. В ходе регистрации последней кривой контролируют изменение уровней жидкости в НКТ и межтрубном пространстве (между НКТ и обсадной трубой) методами оценки состава или с помощью устьевых эхолотов.

12.5.3 Основой технологии контроля процессов интенсификации притоков являются измерения фоновые и после воздействия на пласты.

12.5.3.1 Выбор объектов интенсификации осуществляют по данным методов ПГИ и дополнительно - акустического каротажа. Применение последнего целесообразно при проектировании гидроразрыва пласта.

12.5.3.2 Для контроля за процессами воздействия на пласты применяют:

• при соляно-кислотной обработке — метод искусственных радиоактивных изотопов, временные измерения ИННК с регистрацией содержания хлора в прослоях, подвергнутых обработке;
• при тепловых воздействиях: термометрию и расходометрию при термобарохимическом воздействии; термометрию при воздействии водяным паром; термометрию и нейтронный каротаж при внутрипластовом горении;
• при гидроразрыве пласта — метод искусственных радиоактивных изотопов, термометрию (при различных значениях температуры задавливаемой жидкости и пласта), акустический каротаж;
• при гидродинамическом воздействии - нестационарную барометрию или серию комбинированных замеров барометрии и расходометрии на стационарных режимах;
• при акустическом воздействии - ННК-Т в варианте временных измерений.

12.5.3.3 Оценку эффективности результатов интенсификации выполняют по данным расходометрии и термометрии.

12.5.4 Типовые задачи геолого-промыслового контроля наиболее обширные и сложные. Для проведения сводной интерпретации исходными данными служат результаты интерпретации материалов ГИС в открытом стволе и результаты ПГИ: эффективные нефте-, газонасыщенные и заводненные толщины; глубины отбивки начальных и текущих ГВК, ГНК, ВНК; коэффициенты охвата пластов процессами выработки (обводнения); значения интервальных и пластовых коэффициентов начальной, текущей и остаточной нефте-, газо- и водонасыщенности.

Возможности отдельных методов геофизических исследований для решения задач ПГИ определяются геологическими характеристиками коллекторов (коэффициенты пористости, проницаемости, глинистости, нефтегазонасыщенности, удельное электрическое сопротивление пластовых и нагнетаемых вод), способом и режимом эксплуатации скважины и залежи, составом добываемых флюидов.

12.6.1 Нейтронный каротаж со стационарными источниками (НГК, НК) применяют для определения положений газожидкостных контактов в неперфорированных и перфорированных интервалах в скважинах, обсаженных трубами из любых материалов.

Во вновь пробуренных скважинах исследования проводят не ранее чем, через 7 суток после цементирования колонны. При исследовании перфорированных пластов уровень жидкости в стволе скважины должен быть ниже статического для обеспечения минимального проникновения жидкости из скважины в пласт. В фонтанирующих скважинах и скважинах, оборудованных штанговыми насосами, измерения проводят малогабаритными приборами через насосно-компрессорные трубы или межтрубное пространство в процессе работы скважины.

Методы НГК, НК являются основными при исследовании газоводяных залежей с относительно невысокими пластовыми давлениями и неконтролируемой минерализацией пластовых вод. Положение ГВК устанавливают:

• по началу увеличения показаний зондов против слабоглинистых коллекторов в условиях отсутствия или небольшой глубины зоны проникновения;
• по превышению показаний большого зонда над малым — методика двухзондового НК;
• сравнением показаний текущего и фонового измерений (методика временных измерений) при обеспечении идентичности их выполнения (конструкция и заполнение ствола скважины, тип аппаратуры и т. п.).

При исследовании газонефтяных залежей используют временные измерения НГК и НК, по результатам которых нефтенасыщенные прослои отмечаются совпадением показаний, а газонасыщенные - их расхождением во времени.

Возможности исследований нефтеводяных заложен ограничены. Наиболее надежно ВНК устанавливают в пластах с высокой пористостью при вытеснении нефти водой с минерализацией более 120 г/л. Модификация спектрометрического нейтронного гамма-каротажа (НГК-С) более чувствительна к содержанию хлора и обеспечивает более достоверную фиксацию ВНК, чем метод НГК.

12.6.2 Импульсный нейтронный каротаж в интегральной (ИННК, ИНГК) и спектрометрической модификациях (С/О-каротаж) применяют в неперфорированных и перфорированных интервалах. Интервал регистрации должен охватывать продуктивные пласты, опорные пласты с известной насыщенностью и интервалы глинистых перемычек и покрышек. Допускается выполнение измерений в отдельных точках разреза, если непрерывная регистрация не обеспечивает необходимой точности. Общее число измерений в точках должно быть не менее 30, в том числе не менее 10 измерений в опорных водонасыщенных пластах и не менее 3 — в глинах. Для количественной интерпретации данных необходима информация о литологическом составе и пористости пород, установленная по результатам исследований в открытом стволе.

При исследовании газоводяных залежей использование ИНК целесообразно при низкой информативности стационарного НК (обычно при высоких пластовых давлениях) либо при проведении комплексных исследований с решением нескольких задач. В газонефтяных залежах рекомендуется применять ИНК в интегральной модификации в вариантах одиночных измерений, повторных измерений во времени, по методике временных задержек. ИНК является наиболее информативным методом для исследований нефтеводяных залежей. Его спектрометрические модификации более информативны, чем интегральные.

Основное ограничение использования ИНГК, ИННК связано с низкой минерализацией вод — произведение последней на коэффициент пористости должно быть не ниже 8-10 мг/см3 в зависимости от глинистости и разности начального и конечного коэффициентов нефтенасыщенности. Неблагоприятными условиями для определения ВНК являются: низкая (менее 50 г/л) минерализация пластовых вод; пресные обводняющие воды при низкой минерализации остаточной воды; близкое объемное содержание солей в обводняющемся и нефтяном пластах. В пластах с высокоминерализованными пластовыми водами обводнение пресными закачиваемыми водами может быть установлено по данным регулярных измерений ИННК. Необходимым условием является малый интервал времени между повторными измерениями, обеспечивающий определение прохождения осолоненного фронта вод. Во всех случаях рекомендуется использовать С/О-каротаж, позволяющий решать задачи при произвольной минерализации пластовых (нагнетаемых) вод.

12.6.3 Волновой АК имеет потенциальные возможности при определении положений межфлюидных контактов для всех типов залежей. Необходимым условием является установленное сцепление цементного камня с колонной и породами.

12.6.4 Методы электромагнитного каротажа — индукционный и диэлектрический — выполняют в скважинах, обсаженных неметаллической колонной. Решение задачи для газоводяных и нефтеводяных залежей производят так же, как в открытом стволе. При низкой или неизвестной минерализации вод использование диэлектрического каротажа предпочтительнее.

12.6.5 Временные измерения ГК иногда информативны для выделения обводненных пластов в нефтеводяных залежах. Определение основано на радиогеохимическом эффекте (РГЭ) -возрастании естественной радиоактивности, более чем на 10 % по сравнению с фоновыми показателями, против обводненной части пласта независимо от минерализации нагнетаемой воды. Эффект не универсален и возможность его использования определяют применительно к району работ.

12.7.1 Редактирование первичных данных ПГИ, формирование файла недропользователя, экспресс-обработку данных и выдачу, при необходимости, твердых копий осуществляют непосредственно на скважине; полную оперативную интерпретацию и подготовку окончательного заключения проводит интерпретационная служба производителя работ.

12.7.2 Файл недропользователя должен содержать:

• заголовок;
• схематическое изображение сборки приборов с указанием общей длины и диаметров приборов, точек записи;
• схематическое изображение конструкции скважины с указанием мест установки технологического оборудования, сведения о лубрикаторе;
• фоновые, основные и повторные измерения с указанием условий их выполнения;
• калибровочные данные, полученные до и после проведения измерений.

Файл недропользователя формируют в формате LIS.

12.7.3 Окончательное заключение должно содержать: пояснительную записку с результатами интерпретации и аргументированными выводами; табличные и графические (кроссплоты, графики, сопоставления кривых) приложения, необходимые для обоснования выводов.

Окончательное заключение должно сопровождаться сводным планшетом, содержащим 2-3 кривые ГИС (например, ГК, ДС, ПС), характеризующие исследуемый интервал разреза, кривую локатора муфт, кривые основного замера ПГИ с выделенными на них признаками решения заданной задачи.

12.7.4 Содержание твердых копий должно полностью отражать файл недропользователя.

12.7.5 Документацию результатов исследований формируют согласно требованиям п. 6.6.5.