В геодезии используют разные типы разведки скважин. Один из самых распространенных и доступных – это каротаж. Он представляет собой детальное обследование, выявление недостатков и неисправностей, возникших из-за неправильной технологии бурения, монтажа гидротехнического сооружения или ошибок, допущенных в эксплуатации. Каротаж также позволяет оценить эффективность месторождения нефти и других полезных ископаемых.
Методика каротажа основана на тщательном изучении геофизических полей. Геофизическая разведка скважин может проводиться в отношении и уже готовых объектов. Так, конструкцию могут проверить на герметичность обсадной трубы, необходимой для изоляции содержимого скважины от пластов грунта и укрепления стенок ствола. В рамках георазведки также оценивается проницаемость буровой, ее способность не пропускать загрязненные грунтовые воды, находящиеся в верхних слоях почвы.
Услугами компаний, выполняющих каротаж скважин, часто пользуются и в том случае, если снижается производительность. В этому случае специалисты оценивают техническое состояние буровой, а также составляют прогнозы, насколько долго она сможет работать, и на какую производительность можно рассчитывать ее владельцу.
В рамках каротажа также выявляют и другие важные данные:
- степень усадки обсадной колонны; в норме показатель должен составляет от одного до двух метров;
- объем, уровень и скорость притока воды в водоносный горизонт скважины;
- дефекты строительства, которые были допущены при монтаже сооружения; зная истинную причину быстрого разрушения скважины, можно найти и способ ее восстановления, что в перспективе продлит срок службы; если допущены грубые ошибки во время строительства, то данные, полученные в результате каротажа, можно занести в протокол, и на основании его составить претензию компании, занимавшейся буровыми работами.
Каротаж можно использовать уже тогда, когда смонтирована скважина, и ведется добыча нефти и других ресурсов, а также в качестве основного способа геологической разведки. В этом случае он позволяет детально изучить горные породы на содержание в них полезных ископаемых, проанализировать их качество и возможное количество, глубину залегания, а также получить другие данные.
Основные методы каротажа
Все разновидности геофизической разведки буровых основаны на изучении физических полей. Сегодня используется шесть основных способов каротажа.
- Электрическое исследование. В рамках такой методики специалисты измеряют магнитные поля верхних и нижних слоев грунта. Этот способ подходит для обследования уже возведенных конструкций (например, цельности обходной трубы), а также для изучения местности на предмет залегания полезных ископаемых. Основной принцип состоит в том, что каждая горная порода обладает своими показателями электрической проводимости. Имея знания в области электрического сопротивления всех существующих горных пород, можно уточнить, какие ископаемые залегают, и что ждет инженеров при разработке месторождения. Выполняется электрический каротаж следующим образом: через зонд в шахте измеряется электрическое поле, и на основании полученных данных проводится расчет физических и математических показателей будущего или настоящего месторождения.
- Ядерно-геофизическое исследование, или нейтронный и гамма-каротаж. Чаще всего методику применяют при разработке месторождений нефти. В рамках этого исследования измеряется радиоактивность пород, а также интенсивность гамма-излучений, вызванная нейтронным воздействием на породы и грунт. Нейтронный и гамма-каротаж помогают определить, есть ли в породах другие химические элементы (водород или какие-то другие газы), показатель плотности и пористости и другие данные. Методика гамма-каротажа призвана изучить гамма-излучение породы. Для этого используют специальный зонд с детектором, улавливающим гамма-лучи. После этого электроимпульсы обрабатываются, и на их основании инженеры изучают особенности местности. Гамма-каротаж применяют для обследования буровых закрытого типа, где затруднено использование электрических исследований. Нейтронный каротаж выполняется по схожему принципу: в скважину спускают зонд, в котором установлен детектор и источник нейтронных волн. Когда вещество породы начинает взаимодействовать с нейтронным источником, детектор фиксирует это и посылает электронные сигналы по кабелю. Впоследствии данные структурируются и анализируются.
- Магнитный каротаж – это метод геофизического исследования скважины, основанный на магнитной восприимчивости горных пород, находящихся за пределами буровой. В рамках магнитного каротажа могут использоваться также специальные глубинные магнитометры – приборы, измеряющие вертикальные объемы геомагнитных полей. Полученные в результате геофизических испытаний данные используют для объяснения следующих показателей: мощность слоев горных пород, глубина их залегания, более точное местоположение.
- Термический каротаж. Этот способ разведки не подходит для изучения будущих месторождений, но активно применяется, когда нужно оценить работу уже имеющейся буровой. Для этого внутрь помещают термометр, которые подскажет, насколько цельной является структура обсадной колонны. Если внутри скважины есть какие-то трещины или дефекты, термометр отреагирует изменением показателей. Это позволяет оперативно реагировать на изменяющиеся условия эксплуатации буровой установки и быстро ремонтировать образовавшиеся неисправности.
- Газовый каротаж направлен на выявление в горных породах углерода и его количества. Это помогает определить продуктивные грунтовые слои, в которых в большом количестве содержится газовая смесь. В рамках этой методики в качестве детекторов используют газовые анализаторы. Они отличаются высокой чувствительностью и точностью. Показатели газоанализаторов снимаются, оцифровываются, после чего расшифровываются. На точность приборов могут влиять важные моменты – например, скорость монтажа буровой, интенсивность циркуляции газовых масс, а также от того, какие растворы используются.
- Ультразвуковой, или акустический каротаж. Метод основан на использовании звуковой волны. Принцип работы такой: специалисты посылают звуковой сигнал и измеряют скорость, с которой он проходит через горные породы рядом с буровой установкой. Дело в том, что различные слои грунта имеют разный состав и, соответственно, разную плотность. Поэтому и скорость прохождения звукового импульса будет различной – в зависимости от типа горной породы. Для каротажа применяют специальные установки - датчики-уловители и аппараты, принимающие и преобразовывающие сигналы. Точность этой методики зависит от того, сколько аппаратуры задействованы в ультразвуковых исследованиях. Желательно использовать несколько датчиков и преобразователей – это повысит достоверность полученных данных.
Какую из методик геофизического исследования скважин использовать, нужно решать в каждом случае индивидуально. Оптимально использовать несколько способов разведки.
