Руководство для обучения инженеров по буровым растворам - часть 89

 

513 

История бурового раствора и буровой журнал 

Традиционный  метод  обнаружения  геодавления  -  изучение  истории  бурового 

раствора и отчётов в буровом журнале соседних скважин на той же площади. Вес раствора 
является  хорошим  индикатором  местоположения  и  величины  давления.  Выбросы, 
поглощения,  дифференциальные  прихваты  и  т.д.  входят  в  историю  бурового  раствора. 
Отчёты о бурении дают более детальную информацию о графике применения раствора и 
осложнениях  во  время  бурения.  В  неё  входит  также  глубина  спуска  обсадной  колонны, 
данные о долоте и результаты испытания давления. 

Иногда  вес  бурового  раствора  для  расчёта  пластового  давления  может  быть  очень 

ошибочным. Многие старые скважины бурились на растворах 2 фунта/гал. На участках с 
осложненными  сланцами  (трещиноватость,  хрупкость  и  с  бентонитом)  чрезмерный  вес 
снижал эти проблемы. 

Далее,  поскольку  не  учитывается  стратиграфия,  наиболее  ценной  будут  знания  о 

геологии. Полученная информация должна быть пригодна для предполагаемых отличий в 
высоте над уровнем моря, сбросам, соляным куполам и т.д. 

Геологическая корреляция. - Там, где известна общая геология, но скважин мало или 

их  нет,  подавление  можно  предположить,  если  будет  пройден  пласт  с  известным 
давлением.  Например,  Friо,  Виксбург  и  нижние  пласты  Wilcox    в  Южном  Техасе,  почти 
все они с аномальным давлением. Проходка этих пластов связана с большим риском. 

Каротаж  талевым  канатом  -  предыдущие  методики  дают  общие  сведения. 

Расшифровка каротажа на талевом канате соседних скважин самый надёжный способ до 
бурения скважин. 

Из  множества  имеющихся  каротажных  диаграмм  некоторые  не  дают  точной 

картины,  т.к.  на  них  оказывает  влияние  условия  ствола,  однако  песчано-глинистые 
разрезы  Мексиканского  побережья  лучше  всего  оцениваются  индукционным  каротажем, 
электрокаротаж  и  акустический  каротаж  эффективны  для  оценки  карбонатных  зон 
Западного и Восточного Техаса. 

Почти  всегда  большая  часть  диаграмм  при  интерпретации  определяет  пористость 

прямо  или  косвенно.  Пористость  песчаников  непредсказуема,  поэтому  методика 
ограничивается  чистыми  сланцами.  Сланцы  отличаются  свойствами  спрессования  в 
однородную и равномерную структуру. Давление в пористом пласте можно определить по 
давлению  в  окружающих  сланцах.  Изучение  карбонатного  уплотнения  показало 
обнадёживающие результаты, но методика до конца не разработана. 

В  среде  с  нормальным  давлением  осадки  прессуются  по  мере  увеличения  веса 

вышележащих пластов, который выдавливает связанную воду. Т.о. пористость  (площадь 
пустот) уменьшается с глубиной. В аномальных  условиях вода не может выйти из пор и 
процесс  сжатия  изменяется.  Пористость  во  многих  случаях  увеличивается  ниже  верха 
зоны  геодавления.  На  рис.9  показана  эта  точка.  Из  опыта  становится  ясно,  что 
нормальный  тренд  сжатия  лучше  всего  выражается  логарифмической  функцией  и 
вычерчивается в виде прямой линии на полулогарифмической бумаге. 

 

514 

 

Рис.9. 

 

Хаттман  и  Джонсон  впервые  установили,  что  степень  сжатия  можно  рассчитать  по 

сопротивлению  сланцев,  полученному  по  каротажу.  Избыточное  давление  сланцев 
обеспечивает  большую  проводимость  (низкое  сопротивление),  т.к.  них  больше 
содержится солёной воды, чем в сланцах с нормальным давлением на той же глубине (рис. 
10). Эти факторы вызывают соответствующую реакцию на электрокаротажной диаграмме, 
рис. 11 

Величины сопротивления или проводимости сланцев можно вычертить относительно 

глубины на полулогарифмической бумаге для определения наличия зон давления. На рис. 
12 показана линия направления сопротивления сланцев в скважине Южного Техаса. 

 

515 

Пластовое  поровое  давление  рассчитывается  как  удаление  от  величины  давления 

относительно  нормального  тренда.  Метод  сопротивления/проводимости  по  каротажу 
наиболее популярен на Мексиканском побережье, т. к. для этого есть множество данных.  
К  сожалению,  некоторые  переменные  величины,  влияющие  на  сопротивление  сланцев‚ 
(кроме  сжатия),  могут  снижать  точность  показаний:  1)  солёность,  2)  материал  матрицы 
или  минералогия,  3)  температура,  4)  условия  в  стволе  (тип  раствора,  фильтрат  и  т.д.). 
Были предприняты попытки усовершенствовать методику для компенсации влияния этих 
переменных  на  точность  показаний.  Наиболее  логический  подход  к  решению  проблемы 
разработан  Дж.  Гиллом  и  состоит  в  вычерчивании  достаточного  количества  точек  для 
установления  этих  переменных  по  результатирующему  сдвигу  данных  с  последующим 
сдвигом  линий  тренда.  Этот  метод  пригоден  при  нанесении  на  бумагу  данных 
акустического каротажа. 

Акустический  скоростной  каротаж  -  инструмент  определения  пористости  с 

незначительным влиянием условий ствола. Используется два приемника для компенсации 
отклонений условий ствола. 

Акустические прибора производят измерения в микросекундах  звуковой волны  на 

определенное  расстояние.  Звук  передается  через  чистые  субстанции  с  известной 
скоростью.  Если  предмет  не  чист,  интервал  времени  пробега  зависит  от  составляющих 
предмета. Например, через чистый сланец (0% пористости) пробег составляет 16000 ф/сек 
или 62,5 микросекунды/фут. С увеличением пористости с 0 до 30% и заполнением пустот 
морской водой скорость  пробега снижается до 12700 ф/сек, а интервал  увеличивается до 
103 микросекунд/ф. 

В  разрезе  с  нормальным  давлением  время  пробега  волны  будет  снижаться  по  мере 

снижения  пористости.  Достигнув  кровли  региона  геодавления  направление  будет 
обратным, рис.13. Но даже с учётом точности данных акустического каротажа на многих 
площадях  вдоль  побережья  Техаса  и  Луизианы  метод  конверсии  не  столь  надежен  как 
индуктивный каротаж из-за отсутствия акустического каротажа. 

 

516 

 

Менее  употребителен  плотностный  каротаж  (или  гамма-гамма),  измеряющий 

объемный  вес  пластов  на  месте.  Кроме  оценки  пористости  и  литологии  пластов 
плотностный  каротаж  даёт  прекрасную  корреляцию  нормального/аномального    сжатия 
сланцев. 

Гамма  каротаж  является  источником  радиационного  загрязнения  пластов.  Лучи 

взаимодействуют с электронами окружающими ствол, и рассеиваются  обратно. Детектор 
в  инструменте  фиксирует  интенсивность  обратного  рассеивания  лучей,  которая 
изменяется  с  объёмным  весом  пород,  окружающих  ствол  скважины.  Показания  должны 
компенсироваться для отражения неискривленного размера ствола и толщины глинистой 
корки более 1/4". 

Геофизические  аспекты

.  -  Сейсмические  данные  могут  быть  преобразованы  в 

интервал  пробега  волны  с  помощью  ЭВМ.  Результирующие  данные  подобны  данным 
акустического  каротажа.  После  удовлетворительного  построения  и  интерпретирования 
анализа скорости интервал пробега можно выразить в градиентах порового давления или в 
эквивалентах веса бурового растворе. 

Объединённый  вес  сланцев  с  аномальным  да  намного  ниже  плотности  сланцев  с 

нормальным давлением, для обнаружения таких зон часто используется гравитационный 
каротаж,  хотя  возможности  его ограничены  в  различии  сланцев  и  соляных  масс.  В  этом 
случае дифференциация достигается сейсмическим отражением. 

Во время бурения.