Главная » Разное » Каротаж скважин что это такое

Каротаж скважин что это такое


Каротаж — Википедия

Карота́ж (фр. carottage, от carotte — морковь, с которой подразумевается сходство каротажного зонда) — самая распространённая разновидность геофизических исследований скважин.

Каротаж представляет собой детальное исследование строения разреза скважины с помощью спуска-подъёма в нее геофизического зонда. Метод имеет небольшой радиус исследования вокруг скважины (от нескольких сантиметров до нескольких метров), но обладает высокой детальностью, позволяющей не только определить с точностью до сантиметров глубину залегания пласта, но даже характер изменения самого пласта на всей его небольшой мощности. Многочисленность методов каротажа обусловлена многообразием методов наземной геофизики, для каждого из которых разработан аналогичный «подземный» вариант. Более того, существуют и специальные виды каротажа, не имеющие аналогов в наземной геофизике. Поэтому методы каротажа различают по природе изучаемых ими физический полей: электрические, ядерные и другие.

Собственно геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых создавались с целью не производить дорогостоящее бурение скважин, а ограничиваться лишь наземными измерениями. Тем не менее, зачастую без бурения скважин на исследуемом участке обойтись невозможно, так как скважина является источником керна — образцов горной породы, извлечённых с помощью бурового инструмента на поверхность. В то же время, отбор керна и его сохранение в первозданном виде при доставке в лабораторию, сам по себе является дорогим процессом. По этой причине возникла необходимость бескернового исследования скважин[1]. Дополнительным стимулом к этому послужило то, что многие скважины бурятся на хрупких и сыпучих породах, где керн невозможно поднять на поверхность.

При исследовании в скважинах могут применяться все аналоги видов наземной геофизики, прежде всего электроразведки. Из-за наличия влияния самой скважины на показания приборов, а также других факторов, за одну спуско-подъёмную операцию проводят измерения сразу несколькими различными методами, результаты которых интерпретируют совместно.

В русский язык термин «каротаж» пришёл из французского, где словом la carotte («морковь») на жаргоне буровиков назывался образец керна. Специалистов, занимающихся отбором керна, в шутку называли «морковниками». Это же слово, во французском языке, имеет и второй смысл — мелкое мошенничество. Первые методики каротажа не отличались точностью и зачастую себя не оправдывали, поэтому специалистов-каротажников называли мошенниками не только в шутку. Благодаря этому термин «каротаж» сперва прижился во французском языке, а затем распространился в остальных. Со временем в немецком языке термин был заменён на bohrlochmessung, в английском — на well logging, а в самом французском языке теперь применяют термин des diagraphies, но в России остался старый термин.

Более того, с данным термином стали прочно ассоциироваться сами геофизические исследования скважин, хотя они, в общем случае, включают в себя ещё и операции в скважине, и скважинную геофизику.

Впервые термин и саму методику в употребление ввели братья Конрад и Марсель Шлюмберже (основатели знаменитой нефтесервисной компании Schlumberger). В их модификации использовался электрический каротаж, а основной областью были поиски угольных пластов. Со временем методы каротажа стали использоваться и на рудных месторождениях, но основное применение затем нашли на нефтяных и газовых. На сегодняшний день в этой отрасли стоимость каротажа не превышает 4 % от стоимости буровых работ, обеспечивая при этом большую часть получаемой информации.

Первыми геофизическими исследованиями в России были геотермические измерения в скважинах, выполненные 1906 году Д. В. Голубятниковым[2]

Схема подъёма зонда с забоя скважины к устью с прохождением через пласт известняков

Для проведения каротажных работ в скважину опускают геофизический зонд, содержащий всё необходимое оборудование. Часть получаемой информации сразу передаётся на поверхность по геофизическому кабелю, который служит и несущим силовым элементом, и каналом передачи данных, и электрическим проводником. При этом некоторая часть информации может всё же быть записана в памяти самого зонда и получена уже после извлечения зонда на поверхность. По техническим причинам любой каротаж по скважине проводят снизу вверх, сначала опуская зонд на необходимую глубину, а лишь затем, медленно поднимая его, производят регистрацию сигналов.

Зависимость аномалии гамма-каротажа от скорости передвижения геофизического зонда

Так лучше удаётся выдерживать постоянную скорость перемещения зонда, в то время как при спуске зонд может застревать в скважине (прихватываться). Однако это не мешает незначительные измерения иногда проводить и при спуске зонда (плотномер, термометрия). В случае слишком большой скорости передвижения зонда по скважине, аппаратура может просто не успевать измерять даже большие аномалии. В то же время слишком низкая скорость подъёма зонда приводит к увеличению времени проведения каротажных работ, а значит — к увеличению стоимости работ в целом.

Ввиду того, что реальная скважина, в отличие от идеальной, никогда не бывает прямой, а также имеет непостоянный радиус, возникают технические сложности с точным определением текущей глубины зонда. По этой причине текущую глубину измеряют сразу несколькими способами:

  • так называемым локатором муфт (ЛМ), с помощью которого регистрируют муфты, которыми соединяются трубы, опущенные в скважину
  • счётчиком магнитных меток на геофизическом кабеле, каждая из которых расположена на расстоянии 10 метров от предыдущей (для сверки каждые 100 метров размещают двойную метку)

В реальных ситуациях счётчиком могут быть пропущены некоторые магнитные метки, а локатор может не заметить одну из муфт, однако их совместное использование позволяет нивелировать данные ошибки и достаточно точно привязать положение зонда к верной глубине.

Одним из недостатков методики является то, что на показания зонда влияет сама скважина:

  • металлические стенки скважины оказывают влияние на магнитные измерения зонда, являются хорошим проводником, затрудняя электрические измерения, а также мешают непосредственному исследованию затрубного пространства, препятствуя применению многих других методов
  • буровой раствор, которым заполнена скважина, в большом количестве содержит воду, что затрудняет использование методов, регистрирующих водородосодержание нефти, так как вода бурового раствора тоже содержит атомы водорода, а также соли хлора с большим сечением захвата нейтронов и глинистые частицы, имеющие естественное гамма-излучение
  • на практике также встречается несогласованность действий буровиков, создавших скважину, с геофизиками, производящими в ней измерения. При производстве буровых работ бригадам выгодней и надёжней работать на утяжелённом буровом растворе, содержащем увеличенную долю глинистых частиц. Однако эти же частицы оседают на стенках скважины, создавая толстую глинистую корку, сквозь которую в будущем не смогут пробиться измеряемые геофизические поля

Для увеличения информативности одной спуско-подъёмной операции в одном геофизическом зонде могут расположить сразу несколько приборов. Бывают случаи, когда приборов больше, чем может поместиться в одном зонде, или же эти приборы могут быть несовместимы между собой и их нельзя размещать в одном зонде. Тогда в скважину могут опустить и не один зонд, а связку из нескольких, размещённых друг за другом. Кроме того, к зонду может прикрепляться так называемая «коса». Внешне она представляет собой сравнительно короткий кабель, на котором подобно гирлянде размещены датчики, но при этом снятая информация от них поступает на основное оборудование, размещённое в корпусе зонда.

С помощью рессор зонд можно как прижимать к стенке скважины, так и не допускать их соприкосновения

В зависимости от каротажного метода может потребоваться либо центровка зонда по оси скважины (в этом случае зонд не должен касаться стенок скважины), либо наоборот — плотное прижатие зонда к стенке. В обоих случаях результат достигается с помощью рессор, размещённых снаружи корпуса. Для центровки на корпус крепятся четыре рессоры, размещённые в плане крестообразно, для прижатия к стенке скважины достаточно одной рессоры, размещённой сбоку.

Электрический каротаж является переработкой полевых электроразведочных работ, применительно к стеснённым условиям в скважине. В общих чертах работа сводится к пропусканию тока через два или более электродов с последующим измерением каких-либо электрических параметров: силы тока, разности потенциалов, частоты, диэлектрической проницаемости и т. п. Именно различием измеряемой величины и обусловлено многообразие методов электрического каротажа. Также эти различия обусловлены, например, конфигурацией опускаемых в скважину электродов, то есть их взаимным расположением друг по отношению к другу.

На фоне габбро-подобных вмещающих пород (1) МЭП, МСК и КМВ иногда отличаются только количественно, а не качественно, но позволяют отличить вкрапленную руду (2) от массивной (3), которые не различил КС.

Группа методов кажущегося сопротивления[править | править код]

  • собственно КС — кажущееся сопротивление с нефокусированными зондами. Самый распространённый метод данной группы, являющийся скважинным аналогом метода электрического профилирования в электроразведке
  • резистивиметрия. С помощью этого метода измеряют удельное электрическое сопротивление жидкости, заполняющей в данный момент скважину. Жидкость может быть представлена как буровым раствором (его сопротивление заранее известно), так и пластовыми флюидами (нефть, пресная или минерализованная вода), а также их смесью
  • БКЗ — боковое каротажное зондирование. Данный метод является скважинным аналогом метода вертикального электрического зондирования в электроразведке
  • микрокаротаж — разновидность КС с зондами очень малого размера, вплотную прижимаемыми к стенкам скважины. С помощью данного метода, преимущественно, ищут только коллекторы по скважине
  • БК — боковой каротаж. Отличие от классического КС заключается в фокусировке тока зондом
  • МБК — микробоковой каротаж. Отличие данного метода от микрокаротажа заключается в фокусировке тока зондом

Методы токового каротажа[править | править код]

В группе токового каротажа возможно создание самых различных концепций и их модификаций, однако на практике применяют лишь МСК (метод скользящих контактов) для исследования скважин на рудных месторождениях и БТК (боковой токовый каротаж) для исследования угольных скважин.

Группа электромагнитных методов[править | править код]

Основное преимущество данной группы методов заключается в том, что их возможно использовать в сухих скважинах, не заполненных токопроводящим буровым раствором. Кроме того, его возможно применять и в скважинах, заполненных буровым раствором на основе нефти, которые тоже не проводят постоянный электрический ток. Встречаются следующие разновидности:

  • ИК — индукционный каротаж. При проведении используют сравнительно низкие частоты — до 200 кГц
  • индукционный каротаж на высоких частотах, результаты которого зависят как от электропроводности пород, так и от их диэлектрической проницаемости:
    • ВМП — волновой метод проводимости с частотой 1-5 МГц
    • ВДК — волновой диэлектрический каротаж с частотой до 60 МГц
  • ВЭМКЗ - высокочастотное электромагнитное каротажное зондирование
  • ВИКИЗ — высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование. Метод является аналогом БКЗ, но вместо постоянного тока используется переменный

Группа методов электрохимической активности[править | править код]

  • ПС — метод самопроизвольной поляризации, также известный как метод потенциалов самопроизвольной поляризации. Является скважинным аналогом метода естественного поля в электроразведке
  • ЭК — электролитический каротаж. Скважинный аналог метода вызванной поляризации в электроразведке
  • МЭП — метод электродных потенциалов. Данный метод существует исключительно в скважинном варианте и не имеет аналогов в полевой электроразведке
Благодаря различному поведению методов на одних и тех же породах можно провести литологическое расчленение (1 — суглинок; 2 — песчаник; 3, 5, 7 — глины; 4 — уголь; 6 — известняк) и даже определить численные показатели, например, плотности.

Методы радиоактивного каротажа оперируют наличием у пород природной радиоактивности, которая и измеряется в ходе каротажных работ. В том случае, если изначально порода имеет крайне низкий фон или не является радиоактивной вовсе, применяют её предварительное облучение с последующим измерением образовавшегося фона. По измеренным показаниям становится возможным определить целый ряд физических свойств породы: содержание водорода, глинистость, плотность и др.

В названиях данных методов применяются аббревиатуры и принята единая система буквенных обозначений. Названия, обычно, состоят из трёх букв:

  • первая буква обозначает вид излучения, которым воздействуют на исследуемую породу: Г — гамма-излучение, Н — нейтронное излучение
  • вторая буква означает тип измеряемого ответного излучения (те же обозначения)
  • третья буква характеризует область применения, обычно это К — «каротаж», однако могут быть и другие: О — «опробование», А — «анализ», М — метод вообще (ставится редко)

Также может использоваться четвёртая буква, которая в этом случае несёт дополнительную информацию — разновидность или модификацию метода. Однако названия некоторых методов не соответствуют данной классификации и носят исторически прижившиеся названия.

Группа гамма-методов[править | править код]

  • ГК — гамма-каротаж. Очень простой и распространённый метод, измеряющий только естественное гамма-излучение от пород, окружающих скважину. Существует его чуть более усложнённый вариант — спектрометрический гамма-каротаж (СГК или ГК-С), который позволяет различить попавшие в детектор геофизического зонда гамма-кванты по их энергии. По этому параметру можно точнее судить о характере слагающих толщу пород.
  • ГГК — гамма-гамма каротаж. Геофизический зонд облучает породу гамма-излучением, в результате которого порода становится радиоактивной и в ответ тоже излучает гамма-кванты. Именно эти кванты и регистрируются зондом. Существует две основных разновидности метода:
    • плотностная — ГГК-П (иногда встречается обозначение ПГГК)
    • селективная — ГГК-С (может обозначаться как Z-ГГК, С-ГГК и т. п.)
  • РРК — рентгенорадиометрический каротаж. Его название формально не соответствует общепринятой системе, поэтому иногда встречается название ГРК (гамма-рентгеновский каротаж), но РРК является общеупотребимым.

Группа методов стационарного нейтронного каротажа[править | править код]

В данной группе методов каждый геофизический зонд снабжают собственным источником нейтронов. Энергия излучаемых нейтронов может быть различной, но поток нейтронов поддерживается постоянным во время проведения каротажа. В качестве источников нейтронов могут быть как самопроизвольно распадающиеся элементы, так и ядерные реакции двух и более элементов (например, бериллия с альфа-частицей).

  • НГК — нейтронный гамма-каротаж. Породу облучают источником нейтронов, в результате порода становится радиоактивной и в ответ регистрируют излучаемые ею гамма-кванты.
  • ННК — нейтрон-нейтронный каротаж. Породу, как и в НГК, облучают нейтронами, но в ответ тоже регистрируют нейтроны, которые могут отличаться по своей энергии. Из-за этого ННК подразделяют следующим образом:
    • ННК-Т — нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам
    • ННК-НТ — нейтрон-нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам
  • МНК — многозондовый нейтронный каротаж по тепловым или надтепловым нейтронам

Группа методов импульсного нейтронного каротажа[править | править код]

В данной группе методов зонд снабжён источником нейтронов, но, в отличие от методов стационарного нейтронного каротажа, данный источник работает не непрерывно, а импульсами. Продукты взаимодействия импульсных вспышек нейтронов со средой многообразны, потому имеется большое число доступных методов:

  • ИННК-Т
  • ИННК-НТ
  • ИНГК
  • ИНГК-Спектрометрический (ИНГК-С)

Каждый из этих импульсных методов может иметь модификации, имеющие разную степень распространённости (в том числе и вообще не применяемые на практике). Например, ИНГК-С существует во множестве вариаций, самой распространённой из которых является C/O-каротаж (углеродно-кислородный каротаж).

Неклассифицируемые методы[править | править код]

На практике иногда находит применение ГНК — гамма-нейтронный каротаж, в основе которого лежит ядерный фотоэффект. Из-за того, что теоретически его можно отнести как к гамма-методам, так и к нейтронным, то обычно его рассматривают отдельно.

Также разработан метод НАК — нейтронно-активационный каротаж. Суть метода заключается в том, что в горных породах, под действием искусственного нейтронного облучения, создают значительное количество искусственных радионуклидов, которые имеют собственную гамма-активность. Именно её измеряют при проведении НАК. В этом отношении метод отдалённо напоминает НГК.

В данном разделе помещены методы, изучающие менее характерные для геофизики физические поля.

  • АК — акустический каротаж. В этом методе измеряют скорость распространения и затухание различных типов волн по стенкам скважины.
  • КМВ — каротаж магнитной восприимчивости. Применение данного метода обосновано в случае необсаженных трубами скважин. Исключением являются скважины, обсаженные неметаллическими обсадными трубами.
  • ЯМК — ядерно-магнитный каротаж. Данный метод, в силу его физического принципа, не включают ни в методы ядерного каротажа, ни в электрические. По своей сути он занимает промежуточное между ними положение и известен в двух модификациях:
  • ТК — термокаротаж. В ходе проведения данного каротажа могут измерять температуру и/или тепловое сопротивление стенок скважины.
  • механический каротаж — фактически это метод из области бурения скважин, строго не относящийся к геофизике. Численно вычисляется как продолжительность проходки каждого погонного метра скважины при её бурении
  • газовый каротаж — аналогично механическому, производится в процессе бурения. В данном случае измеряется содержание газов-углеводородов в отработанном буровом растворе, вышедшем на поверхность.

В силу узкой направленности каждого метода, а также из-за измерений в неблагоприятных условиях скважины, ни один метод каротажа не может давать объективной и достоверной информации. Данное обстоятельство было основным препятствием в начале XX века для развития данного раздела геофизических методов поисков полезных ископаемых (как уже отмечалось, поначалу каротажников считали мошенниками, откуда и произошло их название). Однако благодаря массовому появлению самых непохожих друг на друга методов, а также глубиной теоретической проработке каждого из них, при совмещении разных методов всё-таки удаётся получить почти всю необходимую информацию по разрезу скважины.

Метод ПС, почти сразу после его появления, стал применяться совместно с методом КС и этот комплекс получил название стандартного электрического каротажа. Комбинируя полученную с помощью разных методов информацию, можно более достоверно «расшифровать» содержимое недр.

Выделение угольных пластов комплексом методов ГИС. I — наблюдённая кривая, II — теоретическое поле. Породы: 1, 3, 5 и 7 — суглинки, 2 и 4 — каменный уголь, 6 — известняк.

На приведённом разрезе возникает сложная геологическая задача — нахождение глубины залегания угольных пластов. Метод КС не позволил без привлечения дополнительных изысканий отличить на данном разрезе каменный уголь от известняка (у обоих примерно одинаковые сопротивления при прочих равных условиях). Однако привлечение плотностного ГГК позволяет тут же выявить в разрезе известняк. Простой ГК также позволяет утвердиться в данной точке зрения, так как он хорошо реагирует на глинистость: в угольных пластах и в известняке нет глины, поэтому напротив них показания ГК проваливаются. Для сравнения также приведена диаграмма кавернометрии (КМ). В методе КМ измеряют диаметр скважины, который меняется по её глубине. Напротив хрупкого каменного угля стенки скважины при бурении разрушаются, поэтому диаметр скважины становится больше, а плотный известняк не поддался такому же разрушению, поэтому КМ его разрушений и не зафиксировала.

Выделение пласта бокситов комплексом методов ГИС. Породы: 1 — мергель, 2 и 4 — известняк, 3 — бокситы.

В данном разрезе обнаружен пласт бокситов, так как их естественная радиоактивность выше, чем у вмещающих пород, поэтому по ГК пласт выделяется максимумом. Метод КС прекрасно отбивает пласт пониженным сопротивлением, особенно его кровлю. Метод ПС также выделяет поляризуемый пласт бокситов, а провал показаний НГК свидетельствует о высоком содержании водорода (в бокситах много гидроксидов алюминия).

Комплексирование методов позволяет существенно расширить функциональность любого, даже самого простого метода. Особенно возрастает роль недорогого гамма-метода для выявления коллекторов, когда скважина заполнена буровым раствором. Удельное электрическое сопротивление этого раствора сопоставимо с сопротивлением пластовых вод. Метод ПС в этих условиях их плохо различает и данные ГК становятся основными для выделения коллектора.

  1. ↑ Нефтяник. — Изд-во "Недра", 1956. — 538 с.
  2. ↑ В. Н. Косков, Б. В. Косков. [https://pstu.ru/files/file/gnf/geofizicheskie_issledovaniya.pdf ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ГИС] (неопр.). Издательство Пермского государственного технического университета (2017).
  • Сковородников И. Г. Геофизические исследования скважин. — Изд. 3-е, перераб. и доп. — Екатеринбург: Институт испытаний, 2009. — 471 с. — 500 экз.

Каротаж скважин - основные методы

Для того чтобы оценить эффективность и работоспособность нефтяного месторождения, чаще всего используют каротаж скважин, который является одним из самых популярных способов разведки. Каротаж включает разные методы геологического исследования скважин; как правило, процедура сопровождается составлением необходимой документации, необходимой для детального изучения скважин. Такое исследование обычно основывается на изучении геофизических полей.

Чаще всего каротаж применяется при бурении скважин для добычи нефти или газа. Процедура нужна для того, чтобы оценить резерв скважины, контролировать техсостояние, а также для возможности проведения взрывных типов работ.

Что такое каротаж и когда он применяется?

Каротаж скважин применяется при разработке нефтяных и газовых месторождений, а также при ремонте ствола самой скважины. Он необходим и при обычной эксплуатации для того, чтобы осуществлять контроль над техническим состоянием скважины. Каротаж применяется в нефте- и газодобывающей промышленности; также некоторые методы могут быть использованы для водяных скважин.

Каротаж скважин нефти и газа помогает держать под контролем их техническое состояние. Поскольку при неисправности скважины может возникнуть не только убыточная, но и опасная для жизни и здоровья рабочих нефтедобывающего предприятия ситуация, то с помощью каротажа можно предупредить ее возникновение.

Классические методы каротажа помогают контролировать разработку месторождения нефти или газа. Без предварительного каротажа скважин геофизическая служба не сможет проводить взрывные и иные работы в скважине, так как это будет опасно.

Для изучения физических резервов скважин проводят каротаж скважин при помощи различных методов, которые имеют разную эффективность не только в зависимости от местности и поставленных перед каротажем задач, но и многих других факторов.

Каротаж скважин осуществляется различными способами, но все они объединены одной общей задачей: изучение искусственных и естественных физических полей, которые имеют разную природу. Интенсивность каротажа зависит от свойств грунта.

Основные методы каротажа

Чаще всего для геофизического исследования нефтяных и газовых скважин используются следующие методы каротажа:

Способы электрического исследования. Этот метод основан на изменении магнитного поля грунтового пласта, которое создается искусственно или возникает без дополнительных стимулирующих действий. Данный способ исследования часто используется для проверки технического состояния ствола. Различные горные породы отличаются по характеристикам проводимости электроразряда. Для того чтобы пользоваться данным методом, нужно знать способность электросопротивления породы, с которой предстоит иметь дело. Принцип работы заключается в следующем: при помощи специального зонда в шахте делают измерения электрического поля. После этого благодаря математическому и физическому анализу можно будет рассчитать основные характеристики месторождения.

Способы ядерно-геофизического исследования. При помощи этого метода каротажа выясняют, какова плотность скважины, ее пористость, количество угля, есть ли в грунте водород или другие газы. Существуют следующие подвиды этого способа исследования:

  • Гамма-каротаж: этот метод применяется для измерения гамма-излучения пласта, и зонд, используемый для работы, оснащается специальным детектором, который улавливает гамма-квантовые волны, трансформирует их в электроимпульс и посылает на оборудование для получения показателей. Такой метод каротажа особенно хорош для исследования закрытых скважин, т.е. внутри обсадной трубы, где нельзя применять, например, способы электрического исследования.
  • Гамма-гамма каротаж. Этот метод используется при проверке радиоактивности пласта, имеющей искусственное происхождение, и скважина проходит гамма-облучение, после которого приборы отмечают воздействие ответных волн. Метод позволяет узнать о наличии излучений, которые не проявились бы без искусственного стимулирования.
  • Нейтронный. Этот способ работает по схожему принципу, но облучение производится при помощи нейтронных волн.

Методы газового каротажа. При помощи этой группы способов выявляют количество углерода в скважине. Благодаря этому можно вычислить наиболее продуктивный слой грунта, насыщенный газом. Для осуществления этого метода каротажа скважин необходимы чувствительные газоанализаторы. Точность полученных результатов зависит от разновидности применяемого раствора, интенсивности циркуляции, скорости создания скважины и других факторов.

Кавернометрия. Такой метод основан на данных получаемых при замере поперечного диаметра скважин. Эти данные необходимы для вычисления размера обсадной трубы. Также способ позволяет обнаружить повреждения стенок скважины, если такие имеются.

Акустический каротаж. При этом способе измеряют скорость звукового сигнала, которая требуется ему для того, чтобы пройти грунты в пространстве возле скважины. Основан метод на том, что разные породы имеют разную плотность, из-за которой у звукового сигнала разнится время прохождения через слои грунта или породы. Таким образом, можно узнать, через какие слои проходит скважина. Для работы может быть использовано звуковое или ультразвуковое специальное оборудование, и оно состоит из двух типов устройств – датчика, который опускается непосредственно вниз, и аппарата для получения и преобразования результата исследования.

Термокаротаж. Такой метод используется исключительно для контроля работы уже имеющихся скважин. Для проверки состояния скважины в нее опускают специальный термометр. При помощи этого прибора выясняют, имеет ли обсадная колонна скважины целостную структуру и где в ней находятся дефекты, так как температура в поврежденном месте отличается от показателя для всей скважины. Процедура может быть осуществлена посредством определения природного теплового либо искусственного поля, а также методом охлаждения.

Возможности и преимущества каротажа скважин

Каротаж скважин – это достаточно сложный процесс, способ проведения которого зависит от функциональных возможностей, типа месторождения, грунтовых особенностей и других факторов. Полученные результаты могут быть полезны как при ремонте оборудования, так и в процессе разработки обнаруженного нефтяного или газового месторождения.

Видео: Каротаж скважин


Читайте также:

Каротаж скважины - что это такое? Гамма, газовый

Содержание   

Современный процесс бурения никогда не обходится без детального анализа геофизических данных будущей скважины. Для таких аналитических целей применяется так называемый каротаж, благодаря которому можно оценить не только существующие неисправности будущей скважины, но и потенциальные проблемы после ее освоения.

Прибор для проведения каротожа скважины

Только опираясь на собранные данные и применяя их в производстве и поддержании скважины можно гарантировать успех проведенных строительных работ и функциональность системы в будущем.

Особенности и назначение

Изначально — разберемся в назначении данного процесса.

Каротаж в процессе бурения скважин используется для изучения горных массивов на наличие, или же отсутствие, полезных ископаемых. Кроме того, используя каротаж можно узнать качество и потенциальное количество этих ископаемых.

Это целая система, что направлена на освоение как околоскважинных, так и межскважинных пространств. Вся система ориентирована на анализ работоспособности скважин для их дальнейшего поддержания и предупреждения возможных проблем.

Каротаж скважин позволяет узнать о ней следующие сведения:

  • Литологические характеристики породы, ее строение, этиология и возможная полезность;
  • Поиск источников воды входящих в скважину;
  • Получение данных о скорости фильтрации грунта на определенной территории;
  • Степень радиоактивности определенных пластов;
  • Интервалы между движениями подземных вод;
  • Установка расстояния до ближайших водоносных горизонтов;
  • Оценка и анализ водонепроницаемости горных пород.

Анализ скважин способен найти такие функциональные сбои работы самой скважины, как:

Комплекс оборудования для проведения каротажа скважины

  • Опасное повышение минерализации воды;
  • Нарушение системы герметики обсадной колонны, что чревато загрязнением скважины и, соответственно, ухудшения характеристик воды в ней;
  • Обрыв оборудования и неправильное расположение насоса в скважине, что чревато остановкой работы всей системы;
  • Засорение фильтра.

Примечательно, что оборудование, которым осуществляется гамма каротаж, а также каротаж радиоактивный и газовый, имеет встроенный прибор видеозаписи, позволяющий проводить съемку непосредственно в самой скважине. Это позволяет анализировать характеристики скважины не только специалистами, задействованными в работе над ней, но и сторонними экспертами.
к меню ↑

Методы проведения

Всего существует три основных метода проведения аналитических работ со скважинной:

  • Электрический метод;
  • Радиоактивный метод;
  • Классические методы.

Первый метод полностью ориентирован на измерения электрического поля, что либо возникает сам по себе, либо его создают искусственным образом. Используется этот вариант каротажа для анализа литологического состава грунта, что слагает стенки скважины.

Анализируются также и насыщенные водой пласты, оцениваются их параметры и характеристики. Прибор электрического каротажа состоит из устройства самопроизвольной поляризации, устройства сопротивления, устройство бокового зондирования, устройства вызванных потенциалов и токового каротажа (ТК).

Погружение зонда в скважину для проведения каротажа

Радиоактивный метод применяют на небольших глубинах исследования (от 10 до 30 сантиметров). Огромным плюсом данного варианта проведения аналитических работ является то, что он способен проводить исследования в открытом и даже обсаженном стволе анализируемой скважины.

Данные полученные этим способом применяются для решения широкого круга геологических задач, преимущественно связанных с разведкой нефтегазовых месторождений. Применяют радиоактивный метод и для контроля над эксплуатацией и профилактикой системы этих месторождений.

В процессе проведения буровых работ на скважине радиоактивный метод является наиболее приемлемым и информативным. При этом наиболее популярен прибор гамма анализа, который является наиболее популярным в радиоактивном методе каротажа.

Классические способы каротажа включают такие методы, как:

  • Акустический анализ, работа которого заключается в фиксировании скорости распространения и затем затухания упругих волн по площади скважины;
  • Прибор КМВ — анализ магнитной восприимчивости;
  • Термокаротаж. Применяется для анализа тепловых характеристик (температурное и тепловое сопротивление) стенок скважины;
  • Механический анализ. Применяется для анализа продолжительности проходки погонных метров ствола исследуемой скважины в процессе буровых работ;
  • Газовый анализ. Используется для анализа углеводородных газов содержащихся в буровом растворе, который выходит на поверхность из работающей скважины непосредственно в процессе проведения работ по бурению.

Наиболее популярный гамма и газовый способ получения данных о скважине. Благодаря двум этим способам анализа можно определить показатель герметичности обсадной колонны, ведь в случае если она не дошла до известняка, необходима полная реорганизация всей системы работы над скважиной.

Пример результата проведения каротажа

Проблема герметичности обсадной колонны заключается в том, что если устройство работает не так как нужно, последующая эксплуатация скважины приведет к ее загрязнению, что повлияет на качество воды, сделав ее опасной для здоровья, и срок работы скважины.
к меню ↑

Этапы проведения

Проведение каротажа, какой бы способ выбран не был, газовый, гамма или радиоактивный, всегда начинается с погружения специального зонда во вход исследуемой скважины. Зонд отбивает геологический разрез внутренностей пробуренной скважины и позволяет свести риск возникновения аварийного состояния на ноль в случае, когда обсадная колонна не примыкает к известняку.

После или же вовремя проведения каротажа проводится видеосъемка, если, конечно, устройство позволяет это делать. Данные на записанном материале должны пройти интерпретацию специалистами, что смогут не только сообщить о находящихся в скважине полезных ископаемых, но и о потенциальных опасностях при последующей ее эксплуатации.

Самостоятельное проведение такого геологического анализа категорически запрещается, так как выполнение столь сложных работ предусматривает контроль специалистами и профессионалами в деле анализа характеристик скважин. Именно выполнение всей процедуры каротажа специалистами является гарантией долгой и результативной работы скважины.

Читайте также: особенности обустройства и эксплуатации скважины иглы.

к меню ↑

Какие этапы каротажа скважины? (видео)


 Главная страница » Скважины

Каротаж - PetroDigest.ru

 

Каротаж – исследование строения разреза скважины путем спуска в нее специального зонда, оснащенного устройствами для измерения различных геофизических параметров.

 

Происхождение термина

Термин происходит от французского «la carrotte» – морковь. Так на жаргоне буровиков назывался образец керна, предполагая его сходство с этим овощем. А специалистов, которые занимались отбором керна, в шутку прозвали «морковниками». Впоследствии это прозвище распространилось и на специалистов-каротажников. Таким образом термин «каротаж» прижился во французском языке, а затем распространился и в других.

Технику проведения каротажа и сам термин впервые ввели братья Конрад и Марсель Шлюмберже – они использовали электрический метод при исследовании угольных пластов.

Примечательно, что в немецком языке через некоторое время термин был заменен на «bohrlochmessung», в английском – на «well logging», в самом французском – на «des diagraphies», а в России остался и стал официальным старый термин «каротаж».

Предпосылки появления метода

Разработке месторождений полезных ископаемых всегда предшествует геологическая и геофизическая разведка недр. В большинстве случаев исследовать участок без бурения разведывательной скважины невозможно. Из скважины извлекают на поверхность образцы горной породы – керн, и транспортируют их в лабораторию для детального изучения. Естественно, подобный метод предполагает как временные, так и финансовые затраты. Кроме этого, в некоторых случаях структура пород не позволяет извлекать образцы на поверхность – например, при бурении хрупких или сыпучих пород.

Для оптимизации процесса разведки недр возникла необходимость бескернового исследования скважин. Таким методом стал каротаж.

Зачем нужен каротаж?

Каротаж скважины предусматривает получение таких необходимых и важных данных, как:

  • Идентификация смежных водные источников
  • Определение расстояния до водоносных горизонтов
  • Подвижность грунтовых вод
  • Оценка водопроницаемости пород
  • Радиоактивность конкретного пласта
  • Скорость фильтрации грунта
  • Литосферно-тектонические характеристики породы (в том числе механическая напряжённость)

Кроме этого, процедура позволяет выявить такие трудноопределимые неполадки в работе скважины, как:

  • Засорение водяного фильтра
  • Критическую степень минерализации
  • Повреждение обсадной колонны и нарушение её герметичности (что чревато загрязнением)
  • Обрыв в глубине скважины навесного оборудования, некорректное расположение насосного агрегата (что чревато отказом всей системы)

В некоторых случаях каротажный зонд оснащается приборами для видеозаписи, что позволяет проводить видеосъемку в скважине. Это ко всему прочему дает возможность сохранять информацию и предоставлять ее для анализа сторонним экспертам.

Проведение каротажных работ

В подготовленную для проведения процедуры скважину погружают геофизический зонд, который содержит все необходимое оборудование. Основные измерения при каротаже скважины проводятся при движении зонда снизу вверх. Это объясняется тем, что при таком методе достигается наибольшая плавность хода зонда - при спуске устройство может периодически застревать. Таким образом, сканирующее устройство сначала погружают на необходимую глубину, а затем, постепенно поднимая его, производят регистрацию сигналов.

Тем не менее, некоторые параметры (плотность, термометрия) иногда снимают и при спуске зонда.

Часть информации, регистрируемой зондом передается на поверхность в режиме реального времени по специальному кабелю, который одновременно является и несущим элементом. Другая часть информации может быть записана в память устройства и раскодирована уже после извлечения устройства на поверхность.

Для достижения максимальной информативности исследования в рамках одной проходки, на геофизическом зонде могут разместить сразу несколько приборов. Если все приборы на одном зонде не умещаются, или же эти приборы по определенным причинам не могут быть размещены на одном зонде, в скважину погружают связку из нескольких зондов. Иногда к одному зонду прикрепляю т так называемую «косу» - относительно короткий кабель, на котором закрепляют несколько дополнительных измерительных приборов.

Методы каротажа

Наиболее распространенными методами каротажа является электрический и радиоактивный методы, который в свою очередь делятся на несколько подвидов.

Кроме этого применяется и другие менее распространенные процедуры.

Электрический каротаж

Методы электрического каротажа основаны на измерении тех или иных электрических параметров в условиях скважины при пропускании тока через погружаемые в нее электроды.

В зависимости от измеряемой величины данные методы делятся на несколько подгрупп:

  • Методы кажущегося сопротивления
  • Токовые методы
  • Электромагнитные методы
  • Методы электрохимической активности

Радиоактивный каротаж

Методы радиоактивного каротажа основаны на измерении природной радиоактивности изучаемых пород и почв. Если исследуемая порода имеет низкий радиационный фон, то ее предварительно облучают и измеряют уровень ответного излучения. Такие исследования позволяют определить ряд важных физических параметров породы: содержание водорода, плотность, глинистость и др.

В зависимости от типа применяемого излучения данные виды исследований делят на несколько подгрупп: гамма-методы, методы стационарного и импульсного нейтронного каротажа, и методы в которых используется оба вида излучения.

Прочие методы

Кроме электрических и радиоактивных методов, для исследований скважин применяют и другие, но менее распространенные методы:

  • Акустический каротаж. Суть его в определении быстроты распространения и затухания звуковых волн по полости скважины.
  • Каротаж магнитной восприимчивости.
  • Ядерно-магнитный каротаж.
  • Термокаротаж. Получение теплофизических характеристик стенок скважины.
  • Механический каротаж. Необходим для расчёта продолжительности проходческих операций и длины линейной проходки скважины в ходе буровзрывных работ.
  • Ггазовый каротаж

На практике результаты исследования, проведенного с помощью только одно какого-либо метода не дает объективной и достоверной информации по разрезу скважины. Поэтому при изучении недр применяется сочетание сразу несколько методов каротажа – так называемое комплексирование методов. Такой подход позволяет существенно расширить функциональность даже самого простого метода исследования и получить наиболее полный массив данных.

Обследование скважин источника на воду в Москве и области

Вас интересует диагностическое обследование скважин? Телеинспеция источника – это один из результативных методов дефектоскопии, с помощью которого устанавливаются причины некорректной работы скважины. Прогрессивный и недорогой способ помогает найти причины неполадок и выполнить безупречно их ликвидацию.

Компания ЛИМИШ проведет обследование скважины и устранит любые проблемы и предпосылки к ним. Мы выполним экспертную оценку данных, полученных в ходе телеинспекции источника. По результатам обследования скважин в заключении мы покажем:

  1. Текущее состояние источника.
  2. Параметры дебета воды.
  3. Наличие дефектов, засоров и неисправностей.

Вы не довольны качеством, степенью минерализации воды? Уменьшился напор воды в кране или она стала странного цвета? Мы готовы все вам показать и рассказать, выполнив видеодиагностику скважин.

Операция рекомендована для любой артезианской скважины в случае ее поломки, неэффективной работы отдельных компонентов системы. Также процедура может проводится регулярно в целях профилактики источника.

Своевременная диагностика с помощью камеры выявит крупные и мелкие неполадки. Таким образом, компания предупредит возникновение более серьезные неисправностей в вашем источнике.

Телеинспекция скважин

При глубоком обследовании технического состояния источника необходима видеоинспеция скважины. Результаты подобного исследования крайне важны для принятия верных решений. Процедура позволит выявлять проблемы:

  • с погружным насосом;
  • с обсадной трубой;
  • с установленным трубопроводом.

Данный вид работ выполняется компетентными сотрудниками компании «Лимиш». Они используют специальное высокоточное оснащение, позволяющего получать объективные данные о состоянии системы на большой глубине. Это крайне важно при телеинспекции конструктивных элементов колодцев.

Квалифицированная и грамотная видеоинспекция скважин помогает установить степень их износа, принять решение о ремонте/восстановлении или консервации на фиксированный период или ликвидации.

Мы воспользуемся одним из самых быстрых и эффективных, точных методов диагностики. С помощью современного оборудования мастера компании быстро установят причину неисправности или неправильной работы источника. Телеинспекция – это инновационное мобильное решение, которое поможет:

  • определить текущее состояние конструкции;
  • установить место, причины дефектов и факт поломок источника;
  • осуществить ремонт скважины по месту;
  • избежать возникновения критических и аварийных ситуаций.

Технологичная процедура позволит установить степень износа и работоспособность вашего колодца. Метод видеодиагностирования позволяет увидеть скрытое внутри скважинной установки. Фирменные бригады нашей компании приедут на объект с высокоточным оборудованием для телеинспекции:

  • скважин;
  • обсадных труб и др. элементов конструкции.

В ходе процедуры будут использоваться особые проталкиваемые модули, которые позволят мастерам ЛИМИШ детально рассмотреть внутреннюю поверхность скважины.

Профессиональное обследование скважины и подземного оборудования

Мы достоверно определим габариты оборудования, его состояние, места, где протекают подземные источники воды и скорость их течения.

По результатам видеодиагностики (обследование скважины) специалисты определят и проведут весь спектр восстановительных работ. Если будет выявлена поломка оборудования — мы готовы сразу предложить Вам имеющийся у бригады набор аналогов.

ПОЧЕМУ МЫ:

  1. Приедем оперативно.
  2. 10 лет работаем в этой сфере, многие специалисты обучались в ведущих дилерских центрах канализационного оборудования.
  3. После нас не будет грязи на участке.
  4. Только современные средства – безопасное извлечение насоса из глубокой скважины.
  5. Всегда на выезд берем необходимый комплект для замены сломанного оборудования.
  6. Официальная гарантия на все наши работы.

Также мы выполним безупречную периодическую диагностику вашей скважины для обеспечения стабильности ее работы в удобное для вас время.

Обрудование для видеодиагностики

Предлагаемые процедуры в рамках услуги осуществляются с использованием маленькой камеры. Продвинутая система из кабеля со стеклопрутком оснащена проталкивающим приспособлением. На конце установлена миниатюрная камера для съемки видео.

При запуске подобной камеры в конструкцию на дисплей принимающего устройства выводится изображение в реальном времени. Опытный инженер компании выполняет анализ состояния внутренних поверхностей скважины и дает компетентную оценку по дефектам и неисправностям.

Компания «Лимиш», выполняя телеинспекцию источника, осуществляет погружение оборудования на глубину до 150 м. Мы используем оборудование, которое подходит для труб с диаметром 25 мм и более. Применение таких устройств помогает провести качественное результаты с получением максимального количества информации о неисправностях.

Почему не стоит пренебрегать телеинспецией источника?

Видеодиагностика скважин, производимая нашими опытными инженерами, применяется для решения возникших проблем, так и с целью профилактики работы источника. Мы настоятельно рекомендуем время от времени заказывать у нас недорогое обследование скважин столь прогрессивным и точным методом.

Обращайтесь в нашу компанию, чтобы специалисты с навыками, вооруженные современными устройствами правильно и быстро определили все дефекты, своевременно устранили проблемы источника.

Наша услуга «видеоинспеция скважин» в Москве и Подмосковье поможет сократить ваши расходы по эксплуатации колодцев, оборудования, поскольку вовремя принятые необходимые меры позволят избежать вам дорогостоящего ремонта/замены оборудования. Позвоните и оставьте свою заявку в компании «Лимиш» на проведение диагностических профилактических мероприятий. Гарантируем, что все работы будут проведены профессионально и на самом высоком уровне!

Каротаж скважин нужен для изучения литолого-стратиграфического разреза скважины. На основании каротажа сравнивают данные близлежащих скважин, пробуренных ранее, составляют карту залежей продуктивных пластов. Гидрологические карты из интернета дают обобщенные гидрогеологические данные и не пригодны для пользования. Чтобы успешно работать нужен геологический материал по данному району.

Методы каротажа скважины

На протяжении 10-лет нами собраны геологические материалы по скважинам Подмосковья, которые используются для достижения 100%-результата при бурении на воду. Узнать точное строение залегающих пород возможно лишь при бурении скважины исследовательских колонковых скважин с отбором керна. Буровая коронка бурит породу по кольцу, остальная не разрушенная часть в виде столбика (керна) поднимается в приемное устройство и доставляется для изучения наверх. Каротаж скважины в процессе или по окончании бурения, тоже дает точную гидрогеологическую оценку. Этот способ изучения дешевле.

Электрокаротаж скважины

Электрометрические работы относятся к основным видам геофизических исследований.

Электрокаротаж скважины основан на методах изучения электрического и электромагнитных полей. На каротажном кабеле опускаем приборы:

  • ПС – прибор для измерения потенциалов собственной поляризации горных пород;
  • БКЗ – прибор бокового каротажного зондирования, определяет кажущееся удельное сопротивление пластов;
  • ИК – прибор для исследования искусственного электромагнитного поля.

Каротажный прибор называют зондом. В зависимости от метода исследования, зонды имеют различную конфигурацию и отличаются по способам зондирования. Прибор при помощи каротажной лебедки опускают на забой скважины или на исследуемую отметку. На электроды зонда подается электрический импульс, геологическая лебедка медленно протаскивает зонд по стволу от забоя к устью на постоянной скорости.

Местоположение прибора определяют по заранее нанесенным магнитным меткам на каротажном кабеле. Счетчик, установленный на устье, считывает метки и выводит показания на дисплей. Прибор зонда фиксирует изменение электрического поля и через кабель передает информацию на компьютер, где программа обрабатывает данные и строит кривые линии сопротивлений (КС). Метод основан на отличии сопротивлений: каждая порода имеет свое удельное электрическое сопротивление. По интерпретации полученных данных строим литологию, находим перспективные пористые пласты с высоким водонасыщением.

1 – глина, 2 – суглинок, 3 – песок, 4 – песок глинистый, 5 – водонасыщенный песчаник, 6 – мергель, 7 – известняк, 8 – известняк глинистый.

Обратите внимание на правую колонку. Здесь данные измерений разности потенциалов между точечными электродами прибора при зондировании ствола скважины.  Прослеживается 3 водоносных горизонта: интервалы: 28-44 м, 70 – 86 м и 90-100 м. В этих интервалах наблюдается максимальная амплитуда по шкале мВ. Это характерно для проницаемых пород. После исследования на дебит определили, что пласт известняка в интервале 90– 100 м выдает 12 м3/ч воды.

Изначально Заказчик хотел получить воду из выше лежащих горизонтов, но низкий дебит заставил изменить решение. Скважину углубили до 107 метров и получили воду из артезианского пласта.

Гамма каротаж скважин

Этот метод применяют в районах, где нет точной информации о водяных горизонтах и для проверки качества цементного стакана после цементирования. В скважину опускают зонд со счетчиком, который измеряет интенсивность радиоактивного излучения пород.

Гамма каротаж скважины

Гамма каротаж применяют для подтверждения качества цементирования эксплуатационной колонны. Но при двухколонной конструкции, по отработанной технологии, цементируется или кондуктор, или техническая колонна, где качество цементного камня исследуются более дешевыми методами – термометрией.

Акустический каротаж скважин

Методы каротажа скважины входят в обязательный комплекс заключительных работ бурения. На их основании составляется паспорт скважины. Это относится к скважинам муниципального значения, коллективного пользования с высоким дебитом. Акустический каротаж подтверждает ранее полученные данные литологии. Акустический каротаж (АК) использует метод скорости распространения или затухания звуковой волны в горных породах. Ультразвуковой излучатель создает упругую волну и посылает ее на стенки скважины. Ниже излучателя находятся два приемника на некотором расстоянии друг от друга.

1 – карбонатные породы (доломит), 2 – песчаник, 3 – аргиллит (плотная глина, 4 – коллектор (водонасыщенный пласт).

Сравнение электрокаротажа, гамма каротажа, нейтронного гамма каротажа, акустического каротажа
По рисунку:

  • В 3-колонке данные электрокаротажа. КС – кривые сопротивлений.
  • 4-колонка – данные гамма каротажа (ГК) и нейтронного гамма каротажа (НГК), линии радиационных кривых;
  • 5 колонка – акустический каротаж, линии ультразвуковых кривых.

По этим кривым выделяют водоносные пласты. На схеме пласт в интервале 120-140 м. Метод кавернометрии исследует диаметр скважины. Это нужно для определения коэффициента кавернозности, а также для определения границ пласта. Известно, что проницаемые пласты фильтруют промывочную жидкость, образуя корку на стенках скважины, происходит уменьшения диаметра, на переходах границ пластов образуются каверны, соляные пласты имеют увеличенный диаметр ствола. Кавернометрия выполняется после завершения бурения.

Заключение

Каротаж скважины в первую очередь необходим компаниям, выполняющим бурение в определенном регионе. Это дает сравнительно точную литологическую информацию района работ. Посмотрите на профиль одного из районов, где нами пробурен ряд скважин. В 2008 году скважина N 27 была пробурена в одном из районов Подмосковья. Поскольку она была первой в этом районе, то мы для себя сделали каротаж, чтобы в дальнейшем ориентироваться на ее данные. И вот теперь в этом районе мы пробурили еще несколько скважин и составили палеогеологический профильный разрез. Вот схема.

Такие же разрезы составлены практически для всех районов Подмосковья. Определены песчаные и известняковые водоносные горизонты. Информацию по разрезам мы даем только своим специалистам перед началом бурения. Желаете иметь точную информацию? Свяжитесь со специалистами компании, и мы выполним каротаж. Скажите, какие методы хотите использовать. Цена на каротаж скважины зависит от методов исследований. Уточним объем работ, согласуем цену. Звоните, спрашивайте.

КАРОТАЖ • Большая российская энциклопедия

КАРОТА́Ж [франц. carottage – от­бор бу­ро­во­го кер­на, от carotte – мор­ковь; керн (по фор­ме мор­ко­ви)], ком­плекс ме­то­дов, ос­но­ван­ных на из­ме­ре­нии фи­зич. по­лей в бу­ро­вых сква­жи­нах с це­лью изу­че­ния гор­ных по­род, вскры­тых сква­жи­ной и рас­по­ло­жен­ных вбли­зи неё. К осн. за­да­чам К. от­но­сят­ся изу­че­ние гео­ло­гич. раз­ре­за сква­жи­ны, вы­де­ле­ние пла­стов по­лез­но­го ис­ко­пае­мо­го и оцен­ка со­дер­жа­ния в них по­лез­ных ком­по­нен­тов. Гео­фи­зи­че­ские ис­сле­до­ва­ния сква­жин, су­ще­ст­вен­ной ча­стью ко­то­рых яв­ля­ет­ся К., по­зво­ля­ют про­во­дить эти ра­бо­ты, зна­чи­тель­но со­кра­тив объ­ём от­би­рае­мо­го кер­на. Ком­плекс ка­ро­таж­ных ме­то­дов, при­ме­няе­мых в неф­тя­ных и га­зо­вых сква­жи­нах, на­зы­ва­ют про­мы­сло­вой гео­фи­зи­кой.

Пер­вые тем­пе­ра­тур­ные из­ме­ре­ния в неф­тя­ных сква­жи­нах Азер­бай­джа­на и Да­ге­ста­на бы­ли вы­пол­не­ны в 1906–16 Д. В. Го­лу­бят­ни­ко­вым. Ши­ро­кое при­ме­не­ние К. свя­за­но с дея­тель­но­стью франц. учё­ных К. и М. Шлюм­бер­же, ко­то­рые в 1926–31 про­ве­ли из­ме­ре­ния элек­трич. со­про­тив­ле­ния и са­мо­про­из­воль­ной по­ля­ри­за­ции по­род в неф­тя­ных сква­жи­нах ме­то­да­ми элек­три­че­ско­го ка­ро­та­жа. В 1933 В. А. Фок ре­шил за­да­чу о рас­пре­де­ле­нии элек­трич. по­ля в сква­жи­не; опи­ра­ясь на это ре­ше­ние, рос. гео­фи­зик Л. М. Аль­пин рас­счи­тал па­лет­ки (со­б­ран­ные на од­ном лис­те кри­вые из­ме­ряе­мых па­ра­мет­ров в за­ви­си­мо­сти от элек­трич. свойств по­род), ко­то­рые лег­ли в ос­но­ву ме­то­да бо­ко­во­го ка­ро­таж­но­го зон­ди­ро­ва­ния (БКЗ). Даль­ней­шее раз­ви­тие тео­рии элек­трич. ка­ро­та­жа и раз­ра­бот­ка спо­со­бов прак­тич. при­ме­не­ния ме­то­да БКЗ бы­ли вы­пол­не­ны рос. гео­фи­зи­ка­ми С. Г. Ко­ма­ро­вым и В. Н. Дах­но­вым. В 1933–1934 груп­па рос. гео­фи­зи­ков (Г. В. Горш­ков и др.) раз­ра­бо­та­ла гам­ма-ка­ро­таж, ос­но­ван­ный на из­ме­ре­нии ес­теств. ра­дио­ак­тив­но­сти гор­ных по­род. В 1941 Б. М. Пон­те­кор­во пред­ло­жил ней­трон­ный К. В 1946–48 амер. гео­фи­зик Х. Г. Долль пред­ло­жил элек­трич. К. с фо­ку­си­ров­кой то­ка (бо­ко­вой К.), ин­дук­ци­он­ный К. и зон­ды для мик­ро­элек­трич. ис­сле­до­ва­ний сква­жин. В 1938–39 амер. гео­фи­зик Г. Ар­чи и Дах­нов ус­та­но­ви­ли за­ви­си­мость элек­трич. свойств по­род от их по­рис­то­сти (за­кон Ар­чи – Дах­но­ва).

Методика проведения каротажа

При ка­ро­таж­ных ис­сле­до­ва­ни­ях в сква­жи­ну спус­ка­ют на ле­бёд­ке сква­жин­ный при­бор, обо­ру­до­ван­ный дат­чи­ка­ми фи­зич. па­ра­мет­ров. Сква­жин­ный при­бор со­еди­нён с ре­ги­ст­ри­рую­щей ап­па­ра­ту­рой, рас­по­ло­жен­ной на по­верх­но­сти, спец. ка­ро­таж­ным ка­бе­лем, обес­пе­чи­ваю­щим элек­тро­снаб­же­ние при­бо­ра и пе­ре­да­чу сиг­на­лов дат­чи­ков. Сред­ст­ва те­ле­мет­рии по­зво­ля­ют од­но­вре­мен­но пе­ре­да­вать на по­верх­ность боль­шое ко­ли­че­ст­во сиг­на­лов по од­ной жи­ле ка­бе­ля. Тех­нич. сред­ст­ва про­ве­де­ния К. (ле­бёд­ка с ка­бе­лем, кон­троль­но-из­ме­рит. ап­па­ра­ту­ра, сква­жин­ные при­бо­ры и зон­ды), раз­ме­щён­ные на ав­то­мо­би­ле, вез­де­хо­де и др., на­зы­ва­ют ка­ро­таж­ной стан­ци­ей. При из­ме­ре­ни­ях в го­ри­зон­таль­ных сква­жи­нах сква­жин­ный при­бор кре­пит­ся на бу­риль­ных тру­бах и пе­ре­ме­ща­ет­ся вдоль сква­жи­ны с их по­мо­щью. В этом слу­чае сква­жин­ный при­бор дей­ст­ву­ет ав­то­ном­но (без ка­ро­таж­но­го ка­бе­ля) и снаб­жа­ет­ся не толь­ко дат­чи­ка­ми фи­зич. па­ра­мет­ров, но так­же ис­точ­ни­ка­ми пи­та­ния и ре­ги­ст­ри­рую­щим уст­рой­ст­вом.

При К. бу­ро­вых сква­жин из­ме­ря­ют­ся та­кие фи­зич. па­ра­мет­ры гор­ных по­род, как удель­ное элек­трич. со­про­тив­ле­ние, ес­теств. ра­дио­ак­тив­ность, ско­ро­сти рас­про­стра­не­ния уп­ру­гих волн, маг­нит­ные свой­ст­ва, темп-ра и др. Со­от­вет­ст­вен­но раз­ли­ча­ют элек­трич. К., ра­дио­ак­тив­ный ка­ро­таж (ядер­но-фи­зич. ме­то­ды К.), аку­сти­че­ский ка­ро­таж, К. маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­сти, тер­мо­ка­ро­таж и др.

Элек­трич. К. под­раз­де­ля­ют на неск. осн. мо­ди­фи­ка­ций, в ко­то­рых оп­ре­де­ля­ют разл. ха­рак­те­ри­сти­ки элек­трич. по­ля. В ме­то­де са­мо­про­из­воль­ной по­ля­ри­за­ции из­ме­ря­ют элек­трич. по­тен­циа­лы, са­мо­про­из­воль­но воз­ни­каю­щие в сква­жи­не; в ме­то­де со­про­тив­ле­ний оп­ре­де­ля­ют удель­ное элек­трич. со­про­тив­ле­ние гор­ных по­род. При про­ве­де­нии ра­бот при­ме­ня­ют зон­ды элек­трич. К., со­дер­жа­щие то­ко­вые и из­ме­рит. элек­тро­ды: пер­вые слу­жат для про­пус­ка­ния элек­трич. то­ка в гор­ные по­ро­ды, пе­ре­се­чён­ные сква­жи­ной, вто­рые – для из­ме­ре­ния по­тен­циа­ла или на­пря­жён­но­сти элек­трич. по­ля. В ме­то­де бо­ко­во­го К. ис­поль­зу­ют зон­ды с фо­ку­си­ров­кой то­ка в на­прав­ле­нии пла­стов, пе­ре­се­чён­ных сква­жи­ной.

В ин­дук­ци­он­ном К. элек­трич. то­ки в гор­ных по­ро­дах воз­бу­ж­да­ют при по­мо­щи ге­не­ра­тор­ной ка­туш­ки, пи­тае­мой пе­ре­мен­ным то­ком (без галь­ва­нич. кон­так­та элек­тро­дов с гор­ны­ми по­ро­да­ми). При по­мо­щи из­ме­рит. ка­туш­ки, со­ос­ной с ге­не­ра­тор­ной, из­ме­ря­ет­ся на­пря­жён­ность маг­нит­но­го по­ля то­ков в по­ро­де, ве­ли­чи­на ко­то­рой оп­ре­де­ля­ет­ся элек­тро­про­вод­но­стью гор­ных по­род. В ди­элек­трич. К. по­ле в сква­жи­не воз­бу­ж­да­ет­ся ге­не­ра­тор­ной ка­туш­кой, пи­тае­мой пе­ре­мен­ным то­ком зна­чи­тель­но бо­лее вы­со­кой час­то­ты. В этом слу­чае из­ме­ря­ет­ся раз­ность фаз ме­ж­ду дву­мя точ­ка­ми на оси сква­жи­ны, оп­ре­де­ляе­мая ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­стью гор­ных по­род. В К. маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­сти из­ме­ря­ет­ся воз­ни­каю­щая в ка­туш­ке эдс, ве­ли­чи­на ко­то­рой за­ви­сит от маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­сти гор­ных по­род.

Ядер­но-фи­зич. ме­то­ды К. сво­дят­ся ли­бо к из­ме­ре­нию ес­теств. ра­дио­ак­тив­но­сти гор­ных по­род (гам­ма-ка­ро­таж), ли­бо к оп­ре­де­ле­нию ин­тен­сив­но­сти воз­дей­ствия на гор­ные по­ро­ды по­то­ков гам­ма-кван­тов (гам­ма-гам­ма-ка­ро­таж) или ней­тро­нов (ней­трон­ный К.). Ин­тен­сив­ность ес­теств. гам­ма-из­лу­че­ния гор­ных по­род из­ме­ря­ет­ся с по­мо­щью сква­жин­ных ра­дио­мет­ров. При гам­ма-гам­ма-ка­ро­та­же в кор­пус сква­жин­но­го при­бо­ра по­ме­ща­ют зонд, со­стоя­щий из ис­точ­ни­ка гам­ма-кван­тов и де­тек­то­ра, раз­не­сён­ных по оси сква­жи­ны. Изу­ча­ет­ся рас­се­ян­ное гор­ны­ми по­ро­да­ми гам­ма-из­лу­че­ние, ин­тен­сив­ность ко­то­ро­го за­ви­сит от плот­но­сти по­род. Зонд ней­трон­но­го К. вклю­ча­ет ис­точ­ник бы­ст­рых ней­тро­нов и де­тек­тор (гам­ма-кван­тов или мед­лен­ных ней­тро­нов). Ней­тро­ны, ис­пус­кае­мые ис­точ­ни­ком, бом­бар­ди­ру­ют стен­ку сква­жи­ны, за­мед­ля­ют­ся при со­уда­ре­ни­ях и за­хва­ты­ва­ют­ся яд­ра­ми ато­мов. За­хват ней­тро­на со­про­во­ж­да­ет­ся ис­пус­ка­ни­ем гам­ма-из­лу­че­ния. Наи­бо­лее ин­тен­сив­но ней­трон за­мед­ля­ет­ся в сре­де с боль­шим со­дер­жа­ни­ем во­до­ро­да. По­сколь­ку во­до­род со­дер­жит­ся в пла­сто­вой во­де и уг­ле­во­до­ро­дах, за­пол­няю­щих пус­тот­ное про­стран­ст­во гор­ной по­ро­ды, ней­трон­ный К. яв­ля­ет­ся од­ним из осн. ме­то­дов оп­ре­де­ле­ния по­рис­то­сти по­род-кол­лек­то­ров.

По­рис­тость гор­ных по­род оце­ни­ва­ют так­же при по­мо­щи аку­стич. К. Зонд аку­стич. К. со­дер­жит ис­точ­ни­ки и при­ём­ни­ки уп­ру­гих ко­ле­ба­ний, рас­по­ло­жен­ные на кор­пу­се сква­жин­но­го при­бо­ра и раз­не­сён­ные по оси сква­жи­ны. Из­ме­ря­ет­ся вре­мя про­бе­га уп­ру­гой вол­ны от ис­точ­ни­ка до при­ём­ни­ка (в бу­ро­вом рас­тво­ре и по стен­ке сква­жи­ны), а так­же ам­пли­ту­да вол­ны. Вре­мя про­бе­га оп­ре­де­ля­ет­ся ско­ро­стью рас­про­стра­не­ния уп­ру­гих ко­ле­ба­ний в гор­ных по­ро­дах. Ха­рак­тер из­ме­не­ния ам­пли­туд с уда­ле­ни­ем от ис­точ­ни­ка по­зво­ля­ет оце­нить сте­пень за­ту­ха­ния уп­ру­гих волн при их рас­про­стра­не­нии в гор­ных по­ро­дах. Ско­ро­сти уп­ру­гих волн оп­ре­де­ля­ет и сейс­ми­че­ский ка­ро­таж. В этом слу­чае ис­точ­ник уп­ру­гих ко­ле­ба­ний рас­по­ла­га­ет­ся на по­верх­но­сти, а сейс­мо­при­ём­ни­ки – на разл. глу­би­не в сква­жи­не.

В неф­тя­ных и уголь­ных сква­жи­нах про­во­дят га­зо­вый ка­ро­таж для оп­ре­деле­ния неф­те­га­зо­нос­но­сти пла­ста или оцен­ки за­га­зо­ван­но­сти уголь­но­го пла­ста. Оп­ре­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ст­во и со­став га­за, по­пав­ше­го в про­мы­воч­ную жид­кость (бу­ро­вой рас­твор) при раз­бу­ри­ва­нии пла­ста. Для ли­то­ло­гич. ха­рак­те­ри­сти­ки по­род, прой­ден­ных сква­жи­ной, при га­зо­вом К. так­же изу­ча­ют шлам. Про­ве­де­ние ме­ха­нич. К. (ре­ги­ст­ра­ции за­ви­си­мо­сти ря­да па­ра­мет­ров, ха­рак­те­ри­зую­щих ре­жим бу­ре­ния сква­жи­ны, от глу­би­ны сква­жи­ны) по­зво­ля­ет ин­тер­пре­ти­ро­вать дан­ные га­зо­во­го К. и изу­чить гео­ло­гич. раз­рез сква­жи­ны.

К К. сква­жин от­но­сит­ся так­же ре­ги­ст­ра­ция па­де­ния пла­стов (см. На­кло­но­мет­рия), диа­мет­ра и ис­крив­ле­ния сква­жи­ны (см. Ка­вер­но­мет­рия и Инк­ли­но­мет­рия) и др. ви­ды кон­тро­ля тех­нич. со­стоя­ния сква­жи­ны. Сква­жин­ные при­бо­ры на ка­ро­таж­ном ка­бе­ле ис­поль­зу­ют­ся для разл. тех­но­ло­гич. опе­ра­ций: от­бо­ра об­раз­цов гор­ных по­род и пла­сто­во­го флюи­да из сте­нок сква­жи­ны, пер­фо­ра­ции об­сад­ных ко­лонн и др.

Ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ний в сква­жи­не пред­став­ля­ют­ся в ви­де ка­ро­таж­ных диа­грамм, от­ра­жаю­щих за­ви­си­мость разл. фи­зич. па­ра­мет­ров от глу­би­ны сква­жи­ны. Об­ра­бот­ка и ин­тер­пре­та­ция ка­ро­таж­ных диа­грамм про­во­дит­ся ли­бо не­по­сред­ст­вен­но при за­пи­си ка­ро­таж­ных кри­вых, ли­бо в об­ра­ба­ты­ваю­щем цен­тре по­сле про­ве­де­ния ка­ро­та­жа.

Вы­бор то­го или ино­го ме­то­да К. оп­ре­де­ля­ет­ся по­став­лен­ной за­да­чей, ха­рак­те­ром гео­ло­гич. раз­ре­за (тер­ри­ген­ный, кар­бо­нат­ный или гид­ро­хи­ми­че­ский), на­ли­чи­ем об­сад­ной ко­лон­ны и ти­пом сква­жи­ны (раз­ве­доч­ная или экс­плуа­та­ци­онная).

Использование каротажа

На уголь­ных ме­сто­ро­ж­де­ни­ях ме­то­ды К. при­ме­ня­ют­ся для ли­то­ло­гич. изу­че­ния раз­ре­зов сква­жин, вы­де­ле­ния пла­стов уг­лей, оцен­ки их золь­но­сти (не­сго­рае­мо­го ос­тат­ка), оп­ре­де­ле­ния мощ­но­сти и строе­ния пла­стов. Мощ­ность уголь­ных пла­стов ма­ла, по­это­му ис­поль­зу­ют­ся мик­ро­ме­то­ды К. и элек­трич. К. с фо­ку­си­ров­кой то­ка. Осо­бен­но эф­фек­тив­но уголь­ные пла­сты вы­де­ля­ют по дан­ным плот­но­ст­но­го гам­ма-гам­ма-ка­ро­та­жа и аку­стич. К., т. к. плот­ность уг­лей су­ще­ст­вен­но мень­ше плот­но­сти ок­ру­жаю­щих по­род. 

На руд­ных ме­сто­ро­ж­де­ни­ях вы­яв­ле­ние руд и их ко­ли­че­ст­вен­ная оцен­ка про­во­дят­ся ядер­но-фи­зич. ме­то­да­ми К., а так­же ме­то­да­ми элек­трич. К. (для вы­де­ле­ния маг­не­ти­то­вых и суль­фид­ных руд, об­ла­даю­щих элек­трон­ной про­во­ди­мо­стью) и К. маг­нит­ной вос­при­им­чи­во­сти (для маг­не­ти­то­вых руд). Ред­ко­зе­мель­ные эле­мен­ты и мар­га­нец ха­рак­те­ри­зу­ют­ся вы­со­ки­ми се­че­ния­ми за­хва­та ней­тро­нов, по­это­му оцен­ка этих ме­сто­ро­ж­де­ний про­во­дит­ся по дан­ным ней­трон­но­го К. Со­дер­жа­ние алю­ми­ния в бок­си­тах вы­яв­ля­ют по дан­ным ней­трон­но­го К.: из­ме­ря­ют ин­тен­сив­ность гам­ма-из­лу­че­ния рас­па­да изо­то­па 28Al, об­ра­зую­ще­го­ся в ре­зуль­та­те ра­диа­ци­он­но­го за­хва­та те­п­ло­вых ней­тро­нов яд­ра­ми ста­биль­но­го изо­то­па 27Al. Со­дер­жа­ние вольф­ра­ма и мн. др. эле­мен­тов оце­ни­ва­ют с по­мо­щью рент­ге­но­ра­дио­мет­рич. К. В сква­жи­нах ура­но­вых ме­сто­ро­ж­де­ний ве­ду­щим ме­то­дом яв­ля­ет­ся гам­ма-ка­ро­таж.

Наи­боль­шее раз­ви­тие ме­то­ды К. по­лу­чи­ли при ис­сле­до­ва­ни­ях в неф­тя­ных и га­зо­вых сква­жи­нах, где они при­ме­ня­ют­ся на всех эта­пах гео­ло­го-раз­ве­доч­ных ра­бот. Ин­тер­пре­та­ция ка­ро­таж­ных диа­грамм по­зво­ля­ет вы­де­лить пла­сты-кол­лек­то­ры, спо­соб­ные со­дер­жать и от­да­вать уг­ле­во­до­ро­ды, оп­ре­де­лить мощ­но­сти этих пла­стов, их по­рис­тость и про­ни­цае­мость. В ча­ст­но­сти, для оцен­ки со­дер­жа­ния уг­ле­во­до­ро­дов в пла­сте ис­поль­зу­ют­ся ме­то­ды элек­трич. и ин­дук­ци­он­но­го К. В пус­то­тах (по­рах, ка­вер­нах и тре­щи­нах) пла­ста-кол­лек­то­ра со­дер­жит­ся смесь неф­ти, га­за и пла­сто­вой во­ды. Элек­трич. про­во­ди­мо­стью в этой сме­си об­ла­да­ет толь­ко пла­сто­вая во­да, по­это­му с уве­ли­че­ни­ем со­дер­жа­ния уг­ле­во­до­ро­дов в пла­сте его удель­ное элек­трич. со­про­тив­ле­ние уве­ли­чи­ва­ет­ся. Со­дер­жа­ние во­ды в гор­ных по­ро­дах оце­ни­ва­ют так­же ме­то­дом ди­элек­трич. К. По­рис­тость пла­ста-кол­лек­то­ра оп­ре­де­ля­ет­ся по дан­ным аку­стич. К., разл. мо­ди­фи­ка­ций ядер­но-фи­зич. К. и К. са­мо­про­из­воль­ной по­ля­ри­за­ции. В по­след­нем ме­то­де по­рис­тость оце­ни­ва­ет­ся по диф­фу­зи­он­но-ад­сорб­ци­он­ным свой­ст­вам пла­стов-кол­лек­то­ров. В экс­плуа­та­ци­он­ных неф­тя­ных и га­зо­вых сква­жи­нах ме­то­дами К. про­во­дит­ся кон­троль раз­ра­бот­ки ме­сто­ро­ж­де­ния, напр. кон­троль по­ло­же­ния кон­так­та ме­ж­ду во­дой и неф­тью в неф­тя­ном пла­сте.

Ме­то­ды К. ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в гид­ро­гео­ло­гии и инж. гео­ло­гии при по­ис­ках и раз­вед­ке под­зем­ных вод, кон­тро­ле и ох­ра­не ок­ру­жаю­щей сре­ды, ре­ше­нии про­блем ме­лио­ра­тив­ной и шахт­ной гид­ро­гео­ло­гии, ис­сле­до­ва­нии грун­тов и дон­ных от­ло­же­ний (при строи­тель­ст­ве мос­тов, же­лез­ных и шос­сей­ных до­рог, пло­тин, круп­ных зда­ний и др.). Роль ка­ро­таж­ных ис­сле­до­ва­ний осо­бен­но воз­рос­ла в свя­зи с не­об­хо­ди­мо­стью по­строе­ния циф­ро­вых гео­ло­гич. и гид­ро­ди­на­мич. мо­де­лей ме­сто­ро­ж­де­ний.

Что такое каротаж скважины? | Бурение скважин на воду

Визуальный осмотр самой главной части скважины на воду — ее подземного ствола, невозможен. Именно поэтому, для обследования глубоких шахт и стволов, прибегают к помощи каротажных зондов (от французского carotte — морковь).

Выполняя каротажные мероприятия, исполнитель работ спускает в скважину диагностический снаряд, связываемый с поверхностью сигнальным самонесущим кабелем, по которому считывается исследовательская информация. Внутренняя начинка зондов бывает самых различных видов и зависит от применяемого метода получения геофизических данных, которые могут фиксироваться не только поверхностными приборами, но и записываться в памяти находящегося под землей снаряда. После его извлечения данные расшифровываются и прилагаются к исследовательскому отчету.

Когда возникает необходимость в каротажных работах?

Несмотря на то, что для полноценной каротажной диагностики используется высокотехнологичное оборудование диктующее высокие цены на услуги такого рода, его применение оправдано на гидротехнических сооружениях промышленного назначения, а также, нередко, для мониторинга частных артезианских скважин. К подобному зондированию прибегают в следующих ситуациях:

  • Когда необходимо выполнить обследование скважины на воду — для выяснения причин изменения физико-химических параметров извлекаемой воды. Это один из самых распространенных случаев. Возможно ухудшение её органолептических свойств, существенное падение дебита источника, а также пескование или обилие иных посторонних примесей.
  • Требуется подвергнуть контролю состояние гидротехнического сооружения на объекте со значительным сроком эксплуатации, чтобы составить достаточно точный прогноз относительно его остаточного ресурса.
  • Необходимо выяснить, насколько глубоко обсадка посажена в расчетный известняковый горизонт (примерная величина составляет 1-2 м).
  • Осуществляется мониторинг состояния затрубных прилегающих слоёв породы и водоносного горизонта.
  • Устраняются аварийные проблемы, связанные с обрывом оборудования или попадания в ствол посторонних предметов.

Методы осуществления каротажа и их комлексирование

Каждый из практических способов обследования скважин на воду помогает решить определённый круг диагностических задач. Поэтому, для получения полноценной картины о состоянии гидротехнического сооружения, прибегают к комплексированию методов, то есть их совместному использованию. Тем не менее, непромышленные объекты в небольших частных хозяйствах, зачастую, подвергаются лишь видеоинспекции, позволяющей оперативно получить исчерпывающую информацию о техническом состоянии скважины.

Разновидности каротажных мероприятий

  1. Видеоисследование. Диагностика выполняется с использованием глубинной видеокамеры, защищенной прочным герметичным корпусом, снабженной обоймой из центрующих роликов. Миниатюрные размеры камеры (чуть более 20 мм) позволяют спускать её как в стволы артезианских скважин, так и даже в абиссинские иглы. Несмотря на то, что обычная телеинспекция является самым недорогим методом, она позволяет выявлять широкий спектр проблем, связанных с состоянием обсадных труб (на предмет разрывов, износа, коррозии и д.р.), целостности и загрязнения фильтра или водоприёмной части, а также присутствия посторонних предметов. Результаты видеодиагностики практически не нуждаются в расшифровке и могут передаваться заказчику в записанном на диске виде.
  2. Электрические методы используются в большинстве случаев, когда стоит задача идентифицировать структуру геологического разреза, с учетом классификации состава пластов и их границ. Для снятия показаний, которые отображаются на диаграмме, применяют зонды нефокусированных и фокусированных систем. Например, в методе кажущего сопротивления (КС) задействуются несфокусированные зонды, состоящие из трех электродов. Они взаимодействуют с четвертым, заземленным на поверхности электродом. Электрическая цепь работает на токах низкой частоты в несколько сотен герц, которые, при прохождении через породу или жидкость в скважине, позволяют составить картину о глубинных процессах. К методам КС относят исследования при помощи: микрозондирования, резистивиметрии, бокового зондирования, вертикального профилирования одиночными зондами. В определенной гидрогеологической обстановке оправдано использование более эффективных фокусированных 3-х, 7-ми и 9-ти электродных датчиков по методу бокового каротажа (БК).
  3. Радиоактивные методы основываются на анализе естественных либо искусственно созданных потоков частиц. Радиационный фон горных пород, взаимодействуя с гамма или нейтронным излучением источника, заключенным в спускаемом зонде, позволяет идентифицировать их по физическому и химическому составу. Согласно классификации излучения обозначают соответственно два основных подвида радиоактивного метода: гамма и нейтронные каротажи.
  4. В акустических методах измеряют скорость распространения, а также изменения амплитуды упругих колебаний, воспринимаемых приемниками зонда. Расшифровка данных, полученных подобным способом, позволяет делать выводы о техническом состоянии сооружения, цементного кольца и прилегающих пород.
  5. Метод кавернометрии показывает пустоты, образовавшиеся во время буровых работ, изменение диаметра ствола до его обсадки. Например, уменьшение номинального диаметра, соответствующего диаметру долота, в песчаных или увеличение его в глинистых породах. Составленная кавернограмма, помогает дифференцировать геологический разрез, рассчитать объем раствора для цементации затрубных пустот.
  6. Метод инклинометрии направлен на определение правильности пространственного положения скважины, её угловое ориентирование относительно земного гравитационного поля, что позволяет судить о качестве бурения. Инклинометрия может базироваться на электрических, фотографических, а также гироскопических способах.
  7. Скважины на воду иногда могут обследоваться: механическим, газовым, сейсмическим, ядерно-магнитным, термокаротажем и другими методами.

Практические нюансы каротажных исследований

Комплексные геофизические исследования скважин осуществляются с использованием мобильной каротажной станции, укомплектованной набором серийной технологической аппаратуры, позволяющей принимать и обрабатывать сигналы датчиков, выдавая их в форме диаграмм и видеозаписи.

Для получения достоверных сведений требуется выполнение некоторых условий во время спуска или подъёма зонда.

  • Соблюдение скорости движения, а также её равномерности. Превышение скорости движения зонда приводит к пропускам в регистрации аномалий, искажении данных. С другой стороны, слишком замедленное перемещение сказывается на увеличении себестоимости работ.
  • При некоторых методах сканирования необходимо четкое позиционирование прибора по сечению ствола – приблизить его к боковой поверхности стенки либо задать ему осевое положение. Любое расположение зонда достигается путем установки распорных рессор.
  • Учет глубины гидротехнического сооружения, который затрудняется криволинейностью ствола и его переменчивым диаметром. Подобные замеры осуществляют сразу двумя методами: задействуя локатор муфт (определяет количество сегментов труб) и считывая магнитные метки (каждые 10 м и 100 м) с геофизического кабеля. Совместное использовании обеих технологии, практически исключают погрешность при вычислении глубин.

Что такое каротаж

Каротаж – комплекс геофизических методов исследования буровых скважин для изучения геологических разрезов и выявления полезных ископаемых. Помимо разработки газовых и нефтяных месторождений каротаж применяется для контроля над техническим состоянием скважины.

Сам метод представляет собой спуск геофизического зонда на необходимую глубину бурения и последующий медленный подъем с регистрацией поступающих сигналов. Часть данных сразу передается на поверхность по геофизическому кабелю, а часть записывается в памяти зонда.

Радиус проводимого исследования составляет всего несколько метров (иногда – сантиметров), однако высокая детальность позволяет установить глубину залегания пласта и даже характер его изменений.

Происхождение слова

Термин «каротаж» и сам метод впервые ввели в употребление основатели французской нефтесервисной компании братья Шлюмберже. Они специализировались на обнаружении угольных пластов. Затем метод распространился на рудные, нефтяные и газовые месторождения.

Дословно с французского la carotte переводится как «морковь». Буровики так называли между собой образец керна (извлеченные горные породы). Второе значение слова – «мошенничество».

Сначала каротажников считали жуликами, поскольку их методика не давала обещанных точных результатов. В английском, немецком и французском жаргонное название со временем заменили новым термином, однако в русском языке закрепился исходный вариант.

Плюсы исследования

Бурение скважин для разведки местонахождения полезных ископаемых является точной, но довольно дорогостоящей процедурой. Самая накладная часть – доставка керна в лабораторию в первозданном виде. При этом на хрупких и сыпучих породах поднятие цельного образца невозможно технически.

Поэтому возникло бескерновое исследование, опирающееся на анализ готовой скважины. Каротаж намного бюджетнее: метод не превышает 4% от стоимости буровых работ. При этом данные собираются в достаточном объеме.

Например, геофизический зонд с необходимым оборудованием передает следующую информацию:

  • строение и характеристика породы, ее возможная полезность;
  • степень радиоактивности пластов;
  • оценка водонепроницаемости горных пород;
  • интервалы движения подземных вод;
  • показатели скорости фильтрации грунта;
  • поиск источников воды.

Каротаж помогает выявить сбои в работе самой скважины:

  • повышение минерализации воды;
  • обрыв или неправильное расположение оборудования, засорение фильтра;
  • нарушение герметичности системы обсадной колонны (возможно загрязнение воды в будущем).

Минусы методики

Скважина никогда не бывает идеально прямой. Данный фактор усложняет определение текущей глубины зонда. Для избежания ошибок показатель измеряют сразу двумя способами: считыванием магнитных меток на геофизическом кабеле (через каждые 10 метров) и подсчетом муфт (соединения труб в скважине).

Также нужно строго контролировать скорость движения прибора вверх: слишком низкая скорость значительно увеличивает время и стоимость работ, слишком высокая вызывает «слепоту» аппаратуры, которая не успевает считывать сигналы.

Поэтому для увеличения точности показателей в геофизическом зонде размещают сразу несколько приборов для измерения различными методами. Если необходимой техники слишком много или она несовместима, применяются «коса» (короткий кабель с датчиками, который крепится к зонду) или связка из нескольких зондов.

Итоговые результаты анализируют совместно. Например, электрический метод анализа сопротивления пород не может отличить известняк от угля, однако облучение разреза скважины гамма-излучением позволяет выявить среди слоев именно известняк.

Методы проведения каротажа

Все способы получения информации через каротажные работы можно разделить на 3 группы.

Электрическое исследование

Метод основан на измерении и анализе электрического поля грунтового пласта. Дело в том, что горные породы по-разному проводят электроразряды. Поля возникают самопроизвольно без дополнительных действий или создаются искусственно в разрезе буровой скважины. Данный способ обычно применяется для проверки технического состояния ствола. Также он помогает характеризовать насыщенные водой пласты.

Радиоактивное исследование

Метод основан на регистрации естественных ионизирующих излучений пород и на изучении реакции пластов на испускаемые специальным источником y-лучи или нейтроны. Преимущественная сфера использование – разведка нефтегазовых месторождений. Возможна исследовательская работа в открытом и обсаженном стволе скважины.

Виды радиоактивного метода анализа:

  1. Гамма-каротаж – исследует закрытые скважины (внутри обсадной трубы) через измерение интенсивности g-излучений пласта.
  2. Гамма-гамма каротаж – искусственно стимулирует излучения для проверки радиоактивности разреза.
  3. Нейтронный каротаж – облучает породы при помощи нейтронных волн.

Классическое исследование

Включает в себя несколько видов анализа:

  1. Газовый метод – выявляет количество углеводородных газов в скважине. Для установления наиболее продуктивных слоев грунта исследуется буровой раствор, выходящий на поверхность в процессе проведения работ.
  2. Термокаротаж – контролирует работу скважины через анализ тепловых характеристик ее стенок. В ствол опускается термометр, затем сравниваются показатели и выявляются участки с разнящимися данным по отношению ко всей скважине. В таких местах находятся дефекты.
  3. Акустический метод – измеряет скорость распространения и затухания звукового сигнала через породы с разной плотностью по площади скважины.
  4. Механический метод – отражает продолжительность проходки погонных метров ствола в процессе буровых работ.

Наибольшей популярностью пользуются газовый способ и гамма-излучение для сбора информации о скважине. Они отлично отражают показатели герметичности обсадной колонны.

Часто в процессе или после каротажа проводится видеосъемка. Записанный материал передается специалистам для интерпретации данных, поиска полезных месторождений и обнаружения отклонений в работе скважины.

Что такое каротаж скважин - Учебник сантехника

Слово каротаж происходит от французского carottage, которое, со своей стороны, случилось от carotte - морковь, которая весьма похожа на каротажный зонд. Это слово употребляется для неспециализированного названия геофизического изучения скважин, которое может различаться друг от друга по методу проведения процедуры.

Как раз об этом и отправится обращение ниже, а помимо этого, вы сможете в качестве дополнительного материала взглянуть тематическое видео в данной статье.

Каротаж скважины на воду

О каротаже

Неспециализированные сведения

Показатели исследований

Чтобы осуществить каротажные работы, в скважину, как того требует инструкция, нужно ввести геофизический зонд, в котором находится всё нужное для изучения оборудование. Получаемая информация тут, в большинстве случаев, передаётся двумя методами - одна из частей сходу передаётся на поверхность при помощи геофизического кабеля - он же есть и злектропроводником, и несущим элементом, и каналом передачи данных. Ещё одна часть получаемой информации пишется в память самого зонда и её возможно взять лишь по окончании извлечения последнего на поверхность.  (См. кроме этого статью Как обустроить скважину своими руками.)

Ряд технических обстоятельств обуславливают получение информации - она планирует в то время, в то время, когда зонд движется по скважине снизу вверх на малой скорости. Таковой способ разрешает устройству передвигаться равномерно, тогда как при движении вниз он может попросту застрять в скважине и получаемая информация окажется искажённой.

Не смотря на то, что всё-таки кое-какие параметры записываются как раз при его опускании, но в любом случае радиус территории изучений остаётся маленьким - от нескольких сантиметров, до нескольких метров.

Аномалии гамма-каротажа зависят от скорости продвижения геофизического зонда

В тех случаях, в то время, когда зонд движется через чур быстро, а это, в большинстве случаев, происходит при его спуске, он неспособен чётко зарегистрировать кроме того громадные аномалии в окружающих его пластах. А вот чересчур малая скорость движения, что может происходить при подъёме, существенно увеличивает время проведения каротажа, соответственно, возрастает и его цена.

Неприятность для того чтобы способа пребывает в том, что сама скважина ни при каких обстоятельствах не бывает идеально ровной и её диаметр изменчив, исходя из этого для замера текущей глубины применяют пара способов.

  1. При помощи локатора муфт (ЛМ) имеется возможность выяснить число соединений, соответственно, и количество труб, опущенных в скважину. Следовательно, подсчитав их неспециализированную длину, возможно выяснить размер заглубленности.
  2. Кроме этого на геофизическом кабеле имеется магнитные метки, каковые расположены через каждые 10 м и каждая десятая из них (через 100 м) делается двой

Каротаж скважин на воду

Прерогативой геофизического исследования скважины является обнаружение неисправностей и браков, которые могли появиться во время проходки ствола или монтажа обсадных колонн. Каротаж проводится на предмет соблюдения технологии бурения новых скважин. Метод позволяет определить герметичность обсадной трубы, ее местоположение относительно известняка и забоя.

В противном случае, грунтовые и поверхностные стоки непременно попадут в скважину. А это и ухудшение качества воды, и сокращение срока эксплуатации, и загрязнение водоносного горизонта, в целом.

Необходимость в каротаже скважин

По сути своей, это технология, с помощью которой обсадная колонна исследуется на наличие или отсутствие трещин и сварных разрывов. Кроме этого определяется глубина ствола, интервал до основного водопритока и его уровень.

Проведение таких работ гарантирует длительную и безотказную работу скважины. Проводятся они при инженерных и гидрогеологических изысканиях, для изучения разрезов и увязки с геологическим строением местности. При этом изучаются вопросы состава и свойств породы, в состоянии естественного залегания. По количеству задач, которые решаются методом каротажа, эту технологию можно отнести к самостоятельной области инженерных изысканий.

Итак, каротаж - это геофизическое исследование вскрытого геологического разреза (скважины). Работы ведутся на базе серийной разборной каротажной аппаратуры или геофизической станции наземного измерения. В составе электроразведочных и сейсморазведочных станций методика выявляет:
- трещиноватость, каверность, ослабленность интервалов и тектонические нарушения разреза;
- места просачивания воды в ствол;
- механические свойства грунтов, включая их влажность и объемный вес;
- фильтрационные свойства пород, минерализованность и дебит водоносного горизонта;
- искривления ствола и изменения диаметра скважины;
- естественную температуру горной породы.

Таким образом, геофизический каротаж скважины можно отнести к элементу страховки, от нарушения технологии бурения, допускаемым во время проходки ствола.

Методы проведения каротажа скважины на воду

Из большого перечня способов геофизических исследований скважин на воду, наиболее часто используемыми считаются:
- кавернометрия - выявляются образовавшиеся пустоты вдоль ствола;
- инклинометрия - определяются углы отклонения оси относительно вертикали как обсаженной, так и не обсаженной скважины;
- видеокаротаж - контролирует состояние скважины при аварийных и ремонтных работах;
- гамма-каротаж, ориентирована на выявление естественной радиоактивности по разрезам.

Кавернометрия скважин

Методика определения пустот, размерами до метра и более, которые образуются во время бурения в осадочных породах. В результате исследования вырисовывается кавернограмма - кривая изменения сечения скважины по мере ее углубления.

Дело в том, что по технической причине или геологической ситуации, диаметр пробуренного отверстия не соответствует номинальному сечению. Особенно это имеет место при пересечении интервалов глинистых пород. При подобных обстоятельствах, кавернометрия позволяет точно определить геологический разрез и установить образовавшиеся пласты - коллекторы. Метод применяется и для определения объема цемента, необходимого при заполнении затрубной пустоты, то есть заполнения каверны.

Инклинометрия скважин

Ориентирована на определение угла отклонения по вертикали, то есть метод контролирует пространственное положение оси скважины. По способу исследования, используются электрические, фотографические и, реже, гироскопические.

Методика является своеобразным путеводителем при бурении ствола в заданном направлении и установлении фактической глубины залегания того или иного разреза. По глубине ствола, углу наклона и азимуту, строится проекция скважины, то есть инклинограмма. Имея соответствующие координаты, можно точно определить качество бурения и места подсечения геологических разрезов. Этому способствует инклинометр - датчик, измеряющий наклон различных строений по отношению к гравитационному полю, то есть инклинометрии. В набор прибора входит зонд, специальный измерительный кабель и считывающее устройство.

Видеокаротаж скважин

Технология предусматривает изучение скважинного пространства. Принцип заключается в спуске видеокамеры, который передает обзор на монитор. При этом на экране детально просматриваются изъяны, трещины обсадной колонны.

Оценивается техническое состояние фильтра и возможное наличие внутри трубы посторонних предметов или положение заклиненного насоса. Метод дает полную оценку и решение о скважине, то есть, суждено ей работать или она подлежит закрытию.

Гамма-каротаж скважин

Метод осуществляется по аналогии радиометрии, с помощью различных типов радиометров. Электрические сигналы по кабелю записываются в виде диаграмм, которая выявляет пласты разного уровня радиоактивности. Часто гамма-каротаж применяется при строительстве скважин, для определения ее глубины. В этом случае обсадная колонна оснащается датчиками радиоизлучений, выполняющими роль реперов.

Так, при заполнении затрубного пространства, в цементный раствор добавляется радиоактивный элемент. Проводя гамму-каротаж, выявляют и объем каверны, на которую поднялась цементная масса затрубного пространства.
Таким образом,своевременные геофизические исследования скважины непременно предотвратят непредвиденные аварийные ситуации и сохранят водозабор исправным длительное время.

Каротаж Скважин: Виды + Способы Осуществления + Видео

Правильное выполнение каротажа скважин

Есть электрокаротаж скважин, есть и другие. Сегодня мы и разберемся с этим вопросом.
Определим виды каротажа скважин. Посмотрим фото и видео в этой статье. Узнаем, как это сделать своими руками. Будет получена инструкция по выполнению этой работы.

Для чего необходим каротаж

Давайте разберемся, для чего нужен каротаж:

  • При помощи каротажа скважин обсадная труба подвергается исследованию на предмет наличия либо отсутствия повреждений в виде сварных разрывов и трещин. Также при этой технологии вычисляют глубину ствола, расстояние до основного водоносного слоя и его объем.
  • Осуществление подобных действий позволяет скважине долго и эффективно функционировать. Работа проводится с инженерными и гидрогеологическими исследованиями для того, чтобы изучить разрезы и увязать с геологическими особенностями региона.
    Также изучению подлежат свойства пород в их природной среде. Каротаж решает множество вопросов, поэтому этот технологический процесс по праву относят к методу инженерных исследований.

По сути, каротаж является исследованием геофизики открытой геологической скважины. Работа производится специальной аппаратурой для каротажа либо на станции геофизических наземных замеров.
При помощи станций по электроразведке и сейсморазведке данная методика определяет:

  • Трещины, выемки, тектонические разрывы, ослабленные интервалы;
  • Зоны попадания воды в трубу;
  • Механические характеристики почвы, в том числе ее влажность и плотность;
  • Воздушную проницаемость почвы, насыщенность минералами и забор воды из водоносного слоя;
  • Кривизну трубы и нарушение размеров скважины;
  • Природную температуру грунта.

Исходя из выше изложенного, данный метод геофизических исследований является страховочным, выявляющим нарушения технологии, допущенные во время бурения.

Способы осуществления каротажа на воду

Из разнообразных методов геофизических изысканий скважин на воду, чаще всего применяются следующие технологии:

  • Технология кавернометрии. При этом способе определяется образование пустот вдоль трубы;
  • Технология инклинометрии. Этот метод позволяет выявить уклон оси по отношению к вертикали обсаженной либо не обсаженной скважины;
  • Технология видеокаротажа. Такая технология позволяет осуществлять контроль над состоянием конструкции во время проведения аварийных и ремонтных работ;
  • Технология гамма-каротажа – способ, который по разрезам определяет уровень радиоактивности.

Способ кавернометрии

Способ выявления пустот, появляющихся в процессе бурения скважин в осадочном грунте. Их величина может быть метр и больше.
Во время изысканий высчитывается кривая колебаний сечения трубы по мере опускания вглубь:

  • Появление пустот объясняется тем, что по техническим причинам либо благодаря особенностям геологии, размер отверстия, сделанного буром, не равняется исходному диаметру.

Внимание:  Особенно это проявляется на сечении с глинистыми почвами. В таких случаях  кавернометрия дает возможность точного определения геологического разреза и установления сформировавшихся коллекторов. Способ используется и для выявления массы цементного раствора, нужного для заполнения пустоты за трубой или каверны.

Способ инклинометрии

Инклинометрия предназначается для вычисления уклона оси по отношению к вертикали, способ осуществляет контроль над положением оси скважины в пространстве.
По методу изысканий применяют фотографический, электрический и иногда гироскопический:

  • Способ представляет собой своего рода путеводитель в процессе бурения в нужном направлении и помогает установить глубину нахождения разреза.
  • Исходя из глубины скважины, азимута, осуществляется ее проектирование, именуемое  инклинограммой.
  • Обладая нужными координатами, точно определяется качественность бурения и пересечение геологических пород. Для этого предназначен датчик-инклинометр, который замеряет уровень наклона сооружений в отношении к инклинометрии – гравитационному полю.
    В комплект прибора включен зонд, специально предназначенный кабель для измерения и устройство для считывания.


Способ видеокаротажа

Видеокаротаж скважин позволяет изучить пространство конструкциипри помощи видео камеры, которая опускается в скважину и отображает данные на мониторе. Можно подробно изучить трещины ствола.
Способ позволяет оценить, в каком состоянии находится фильтр, выявить в трубе посторонние предметы, определить заклинивание скважинного насоса и произвести полное исследование сооружения, сделав вывод о ее работоспособности либо непригодности к работе.

Способ гамма-каротажа

Способ аналогичен радиометрическому исследованию, используются разные виды радиометров.

Поводим гамма каротаж

Итак:

  • Посылаемые электросигналы преобразуются в диаграмму, которая определяет пласты с различной радиоактивностью. Зачастую этот метод используется во время сооружения скважин, для вычисления ее глубины.
    Для этого на обсадную колонну устанавливаются радиоизлучающие датчики, которые  играют роль реперов.
  • Во время заполнения цементом пространства за трубой в цементирующий раствор добавляют радиоактивный датчик. Затем проводится гамма-каротаж и определяется объем затрубной пустоты, которую заполнил цементный раствор.

Внимание: Если вовремя произвести геофизические изыскания, это позволит предотвратить неожиданные опасные ситуации и сберечь скважину работающей на долгий период времени.

Теперь вы знаете, как это делать правильно. Причем это и не сложно выполнить своими руками. Самое главное не торопиться и делать все правильно.


Смотрите также