Геолого-технологические исследования (ГТИ) являются составной частью геофизических исследований бурящихся скважин и предназначены для осуществления контроля процессов, происходящих в скважине на всех этапах ее строительства. ГТИ проводятся непосредственно в процессе бурения скважины, без простоя в работе буровой бригады и бурового оборудования по параметрам, измеряемыми на поверхности.
ГТИ осуществляются специализированными партиями и отрядами в режиме круглосуточной работы на скважине.
Ключевые слова: ГТИ, исследования, задачи, бурение, скважина, контроль
Геолого-технологические исследования (ГТИ) скважин в процессе бурения — являются объединением трех самостоятельных направлений, существовавших до появления ГТИ — газового каротажа, экспрессных петрофизических исследований, информационно-измерительных систем (ИИС) для контроля процесса бурения.
Геолого-технологические исследования предназначены для осуществления контроля за состоянием скважины на всех этапах её строительства и ввода в эксплуатацию с целью изучения геологического разреза, достижения высоких технико-экономических показателей, а также обеспечения выполнения природоохранных требований.
ГТИ проводятся непосредственно в процессе бурения скважины, без простоя в работе буровой бригады и бурового оборудования; решают комплекс геологических и технологических задач, направленных на оперативное выделение в разрезе бурящейся скважины перспективных на нефть и газ пластов-коллекторов, изучение их фильтрационно-емкостных свойств и характера насыщения, оптимизацию отбора керна, экспрессное опробование и изучение методами ГИС выделенных объектов, обеспечение безаварийной проводки скважин и оптимизацию режима бурения. ГТИ тесно связывают с газовым каротажем, так как с его развитием и образовались геолого-технологические исследования, так же газовый каротаж входит в комплекс ГТИ и составляет его существенную часть [2].
По типу задач ГТИ подразделяются на оперативные, решаемые в реальном времени, и статистические, решаемые как правило, после окончания операции долбления скважины. Оперативные задачи имеют в своей основе алгоритмы на базе аналитических выражений (формул), а статистические, как правило, носят вероятный характер.
По целевому назначению основные задачи ГТИ удобнее всего разбить на несколько классов:
– Геологические
– Технологические
– Диагностические
– Планово-экономические
– Научно-исследовательские (экспериментальные) [1].
Существуют четыре основных способа получения геолого-технологической информации:
- Параметры регистрируются автоматически с помощью датчиков, монтируемых непосредственно на территории буровой. В основном это технологические параметры бурения. Измеренные значения передаются по кабелю либо непосредственно в станцию ГТИ на компьютер, либо через специальное устройство — точку сбора. Дискретность регистрации задается программно.
- Параметры регистрируются автоматически с помощью аппаратуры, находящейся в станции ГТИ; это параметры газового каротажа.
- Параметры измеряются вручную с помощью специальных приборов, находящихся в станции ГТИ. Измеренные значения заносятся вручную или автоматически (для компьютеризированных приборов) в программы для их обработки и визуализации. Это геологические параметры.
-
Параметры вычисляются с помощью аппаратно-программного комплекса ГТИ, расположенного в станции (вагоне-доме). Вычисляемые параметры могут быть технологическими, геологическими и параметрами газового каротажа [3].
Основная цель геологических исследований состоит в детальном изучении геологического разреза скважин в процессе бурения и выяснения всех, потенциально перспективных на нефть и газ, интервалов.
Отличительной особенностью геологических исследований является то, что объекты исследования: керн, буровой шлам и промывочная жидкость являются источником прямой геологической информации об исследуемом разрезе, что придает особую значимость и важность данному виду работ.
Основными задачами оперативных геологических исследований являются следующие:
– Построение в процессе бурения фактического литологического разреза скважины;
– Выделение опорных пластов-реперов;
– Проведение стратиграфического расчленения разреза;
– Выделение зон аномально-высоких пластовых и поровых давлений;
– Выделение пластов-коллекторов;
– Оценка характера насыщения коллекторов;
– Оценка фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пластов-коллекторов;
– Литологические исследования керна и шлама — макро- и микроописание керна и шлама;
В зависимости от целей бурения, применяемой технологии проводки скважины, технических возможностей применяемой аппаратуры и ряда других причин перечень решаемых задач может изменяться и дополняться.
Так, при проводке горизонтальных скважин, приоритетной задачей является точное определение литологического состава пород и их нефтегазонасыщенности с целью определения положения долота относительно подошвы и кровли пласта, а при исследовании вертикальных эксплуатационных скважин, с наличием зон аномально-высоких поровых и пластовых давлений, главной является задача определения плотности и пористости горных пород. Перечень подлежащих решению геологических задач указывается в техническом задании на проведение ГТИ.
Для решения этих задач применяется типовой комплекс исследований, включающий методы изучения шлама, керна, промывочной и пластовой жидкости, параметров бурения.
К диагностическим задачам ГТИ относят:
– Раннее обнаружение газоводонефтепроявлений и поглощений при бурении;
– Определение степени дегазации промывочной жидкости в циркуляционной системе в связи с возможностью продолжения бурения при проявлении — возможно с применением плотномеров и приборов для определения содержания свободного газа в промывочной жидкости;
– Диагностика предаварийных ситуаций в реальном масштабе времени — прогнозирование прихватов бурового инструмента, его обрыва и т. д.;
– Диагностика работы бурового оборудования [1];
Планово-экономические задачи включают в себя определение технико-экономических показателей бурения; определение баланса времени работы вахты, буровой бригады; подготовка и передача на верхний уровень управления сводных форм оперативной отчетности за вахту, долбление, сутки и по скважине в целом; научно обоснованное документированное распространение передового опыта в бурении.
Рис. 1. Доступ к регистрируемым станцией ГТИ технологическим данным ответственных руководителей на буровой в режиме реального времени
Проведение планируемых экспериментов с целью построения и уточнения математических моделей отдельных технологических процессов и свойств горных пород — основной аспект научно-исследовательских задач ГТИ. Наряду с этим, к ним можно отнести документирование испытаний новых технико-методических средств и технологий.
Технологические задачи:
– Раннее обнаружение газонефтеводопроявлений и поглощений при бурении.
– Оптимизация процесса углубления скважины в зависимости от геологических задач.
– Распознавание и определение продолжительности технологических операций.
– Выбор и поддержание рационального режима бурения с контролем отработки долот.
– Раннее обнаружение проявлений и поглощений при спуско-подъемных операциях, управление доливом.
– Оптимизация спуско-подъемных операций (ограничение скорости спуска, оптимизация работы грузоподъемных механизмов).
– Контроль гидродинамических давлений в скважине.
– Контроль пластовых и поровых давлений, прогнозирование зон АВПД и АВПоД.
– Контроль спуска и цементирования обсадной колонны.
– Диагностика предаварийных ситуаций в реальном масштабе времени.
– Диагностика работы бурового оборудования [2].
Литература:
- Лукьянов Э. Е., Стрельченко В. В, Геолого-технологические исследования в процессе бурения. — М.: Нефть и газ, 1997, 688 стр.
- Техническая документация по проведению геолого-технологических исследований нефтяных и газовых скважин. РД 153–39.0–069–01
- Шматченко С. Н. Геофизические исследования и работы в скважинах: в 7 т. Т. 7. Геолого-технологические исследования в скважинах — Уфа: Информреклама, 2010. — 248 стр.
