Ауданның геологиялық құрылысы

Ортаның өткізгіштігі төмен болған жағдайда электр қозғаушы күшінің белсенді құраушысы электрөткізгішке тура пропорцинал. Ортаның электрөткізгіштігі өскен сайын электр қозғаушы күшінің белсенділігі бәсең көтеріліп және күрделі заңмен өзгереді.Белсенді белгі мен ортаның электр өткізгіштігінің арасындағы пропорционалдығының өзгеруі құйыңды тоқтардың әсеріне байланысты. Бұл құбылыс скин-эффект деп аталады. Тоқ жиіліг мен ортаның электр өткізгіштігі жоғарылаған сайын, құйыңды тоқтардың әсері басым болады, Демек, индукциялы әдіске скин-эффект әсерін тигізеді.

Белсенді белгі жер бетіндегі өлшеуіш құрылғымен  қисық сызық түрінде тіркеледі. Қисық сызықтың тіркеу нүктесі болып генераторлық және өлшеуіш катушкаларының орталықтарының арасындағы қашықтықтың ортасы болып табылады.

Тау жынысының электр өткізгіштігінң өлшем бірлігі  сименс метрге тең болады (Сим/м). Тәжірибеде сименстің мыңнан бір бөлігін метрге қолданады – миллисименс метрге (мСим/м).

Көрінерлік өзіндік өткізгіштік келесі формуламен анықталады

 

,        (18)  

мұндағы:

Ко- зонд коэффициенті

Іо – генераторлық катушкадағы тоқ күші.

Индукциялы әдісте әсерлі өзіндік электроөткізгіштік өлшенеді, ол пласт өткізгіштігіне, жуу сұйығына, тау жыныстардың жуу сұйығының фильтрат өту белдеміне, ұңғыма диаметріне, пласт қалыңдығына, сонымен қатар зонд құрылғысы мен өлшеміне тәуелді. Осыған байланысты эффективті электр өткізгіштік  зерттейтін пласттың шынайы өзіндік электр өтткізгіштігімен ерекшеленеді.

Бұл әдіс минерализациясы салыстырмалы төмен жуу сұйықтығын қолданған мұнайлы және газды ұңғымалар қимасын зерттеуде кең таралған.  Сонымен қатар, мұнаймен толтырылған және диэлектрлік құбырмен бекітілген (асбоцементті және полимерлі коллона) өткізгіштік қасиеті жоқ жуу сұйықтығы қолданылатын ұңғымаларды зерттеуде қажет.

Төмен жиіліктегі индукциялы әдісті тұзды жуу сұйығын қолданған жағдайда, жуу сұйығының фильтраты өткен белдеу болған жағдайда және тау жыныстардың өзіндік кедергісі 50 Оммден жоғары болғанда қолдану мүмкіндігі шектеулі.

Қарапайым төмен жиіліктегі индукциялы әдіс өзіндік кедергісі төмен тау жыныстардан құралған ұңғыма қимасын тиянақты бөлшектеуге, сулы және мұнайлы-газлы пластты айқындау үшін, өтімді белдемнің құрылысын зерттеуге және су-газ, су-иұнай байланысын анықтауға, 50Ом*метрге дейінгі тау жыныстардың шынайы өзіндік кедергісін анықтауға мүмкіндік береді.

4.1.7 Бүйірлік каротаж          Кедергі әдісі бойынша электрлік каротаждың бір түрі болып табылады. Ол, сонымен бірге, ұнғыма киып өткен жыныстардың салыстырмалы кедергісін зерттеуге арналған.          Бүйірлік каротаж зондында негізгі қорек электродынан А0 баска косымша қалқандайтын электродтар бар. Олар аркылы қорек электродынан өткен ток, дәл сондағы өріспен өтеді. Ток күші негізгі және калкандайтын электродтармен А() электродынан шыққан ток қажетті қабаттың белгілі қалыңдығында таралатындай етіп автоматты түрде реттеледі.        Бүйірлік каротажды жеті электродты немесе үш электродты зондтармен жүргізеді.            Жеті электродты зонд аз өлшемді (нүктелі) жеті электродтардан түрады; біреуі орталык электрод А() және оған сәйкес симметриялы орналасқан элеектродтардың үш жұбы Мr және М2 ; N1 мен N2; А1 мен А2. Жұп электродтар жұп-жұбымен өзара косылған. А() электроды арқылы І() ток жіберіледі, ол қисықты жазу процессінде өлшемі бойынша түрақты болып сақталады. А1 мен А2 қалкандаушы болып табылады. Олар арқылы күші автоматты түрде М1  немесе М2 т.б.с.с электродтар арасындағы кернеу нөлге тең болатындай етіп реттелетін ток өтеді.           ∆U потенциалдар айырмашылығы зондтың өлшеуші электродтары арасында өлшеніп, зондтан алшақ орналаскан N электродынан әлдекайда алыс. Өлшеулерден көрінетін салыстырмалы кедергі рк алынады да, мына формула бойынша анықталады.

рк = К∙∆U /Іо        (19)  

 

мұндағы:

І0 - А0 негізгі электродынан өтетін ток күші.

К - зонд коэффициенті, ол біртекті ортада көрінетін салыстырмалы кедергі шын кедергіге жуық деп алынады.

Бүйірлік каротаж зондымен өлшенген нәтижелер А() нүктесіне тиісті, зонд ұзындығы L деп О1 мен О2 нүктелерінің арасы алынады (М1N1  мен М2N2 аралыгының ортасы), зондка L=A1A2 аралығына жатады, ол жалпы өлшемі деп аталады.

Сонымен бірге, зонд фокусировкасының параметрі q=Lоб –L/L болады. Өлшеу электродтары М1 мен N1 арасындағы кернеу нолге тең шарты орындалғандықтан, (М2 мен N2) осы аралықтағы ток күшіде нөлге тең. Осындай жағдайда А() электродының жоғарғы жәпе төменгі жағында үңғы мен оған тиіп тұрған қабат бөліктерінде изолятор орналасқан сияқты болады. Ао электродынан шыққан ток радиалды бағытта үлкен қашықтыққа, ұңғы осіне перпендикуляр қабат (көлденең) болып тарайды. ∆U өлшенген кернеу көрсетілген қабат бойынша үңғымадан салыстырмалы нүктеге дейін потенциалдық төмендеуін көрсетеді. Әрине, ұңғыма мен сыйдырушы жыныстар потенциалдың төмендеуіне біршама әсер етеді. Бұл, көп жағдайда, жай әдістерге қарағанда салыстырмалы кедергіге жуык кедергі алуға мүмкіндік береді. Көбінесе, жіңішке қабаттардың салыстырмалы кедергісін жаксы көрсетеді. Бұл әдісі тоқ тіркеу әдісіне жатады және ұңғыма қимасының орныны ауыстыратын жерлендіру А  потенциалының өзгеруін зерттейді. Потенциал қоршаған кеңістікте берілетін  тоқ күші бар жерлендірудің толық  кедергісімен анықталады.

 

,        (20)

Жерлендірудің толық кедергісі ортаның нәтижелі өзіндік кедергісіне тура пропорционал

,       (21)

Мұндағы К- пропорционалды коэффициент, ол жерлендірудің пішін мен өлшеміне тәуелді.

Алдыңғы формулаларға сүйене отырып эффективті кедергі

 

,      (21)

мұндағы,

К=1/К3  

rэф, rк сияқты пласттың, сыйыстырушы жыныстардың өзіндік кедергісіне, ену белдеуіне, Жуу сұйығына, ұңғыма диаметріне, ену белдеуінің диаметріне, зонд түрі мен өлшеміне тәуелді.

Тоқ тіркеу әдісі А электродындағы жерлендіру тізбегіндегі тоқ күші  жерлендіру кедергісіне кері пропорционал. А жерлендіру тізбегіндегі тоқ күшінің өзгерісін тіркеу жерлендіру таралған ортаның әсерлі кедергісін талқылауға мүмкіндік береді.

Егер А жерлендіру электорды ұңғымада орналасса, ал В электрод жер бетінде болса, онда тоқ күші АВ тізбегінде мынадай қатынаста беріледі

,      (22)

мұндағы

Е – тоқ көзінің кернеуі åR қоректенетін тізбек бөлігінің суммалық кедергісі.

åR<<RA болған жағдайда тоқ тіркеу схемасы  тау жыныстарының кедергісінің өзгеруін көрсететін дифференцияланған қисықты береді.

Егер Е және Р тұрақты болса АВ тізбегіндегі тоқ күші А электродтағы жерлендірудің кедергісімен анықталады, ол ортаның өзіндік кедергісіне пропорционал.

Егер ұңғымадағы бұрғы ерітіндісі өзіндік төменгі кедергіге ие болса, онда мұндай электродтың тоғы төмен және жоғары (пластқа тимейді) қозғалып отырады.

Сондықтан ортаның көрінерлік кедергісіне қарсы жоғарғы омдық пласттың 10-100 есе шынайыдан төмен болады. Ұңғыма ықпалын алдын-алу үшін Э және Э экранды электродтар орналасқан А орталық тоқ электродынан төмен немесе жоғары фокустанған тоғы бар зонд қолданады.

Осы кезде барлық үш электрод потенциалы мынағантең

 

,       (23)  

Бұл жағдайда тоқ пластта таралады. Бүйірлік каротажда, көрінерлік кедергі әдісі секілді Р қисығы тіркеледі.

Бүйірлік каротаждың колданылуы. Бүйірлік каротаж өте минерализацияланған бұрғылау ерітіндісі мен кедергісі жоғары тау жыныстарының қимасында колданылады. Мұндай жағдайда, әдеттегі зондтың нәтижелеріне үңғыма көп әсер етеді. Ал нәтижесі үңғыма осеріне тәуелділігі аз бүйірлік каротажда ыңғайлы қисыктар алынады  және олар арқылы қабаттардың дәл салыстырмалы кедергісі туралы, сонымен бірге, қалыңдығы аз қабаттар туралы мәлімет алуға мүмкіндік береді.

Бүйірлік каротаж, одан басқа, кедергінің жай әдістеріне қарағанда қималарды жақсы бөліп, қабаттардың шекарасын дәл белгілейді.

 

4.1.8 Акустикалық каротаж

Тау жыныстар шынайы көмкерілген жағдайда серпімді дене түрінде болады. Сыртқы күш әсерінен дене көлемі мен пішіні өзгереді. Мұндай  өзгерісте таралу процесс серпімді толқын деп аталады. Толқын ендік және бойлық болады. Бойлық толқын көлемнің өзгеруіне әкеліп соқтырады, толқын таралуы бөлшектердің орын ауыстыру бағытына сәйкес. Ендік толқын пішіннің өзгерісіне әкеледі. Бұл жағдайда бөлшектердің орын ауыстыру бағыты серпімді толқын бағытының таралуына перпендикуляр болады.

Ұңғыманы акустикалық каротаждағанда серпімді өзгерістер қозады, оның әсерінен ұңғымада орналасқан құрылғы  қоршаған тау жыныстар мен ондағы таралған серпімді өзгерістер қабылданады.

Акустикалық каротаж жалпы ұңғымаларды геофизикалық зерттеу кешенінде беделді орын алады, ол мұнай кен орнында және тау жыныстарда серпімді толқындардың таралу жылдамдығы және оның жойыдуын анықтауға қажет. Жылдамдығы қабылдағыш пен сәулелендіргіш арасындағы басты шағылыстырушы толқынның уақыты бойынша және ұзындық бірлігіне жатқызалған екі қабылдағыш арасында толқын өту уақытын көрсететін уақыт интервалы арқылы анықталады.

 

 

4.2 Зерттеу кешені

 

4.2.1 Расходометрия

Ұңғымалардың расходометриясы ұңғыма тізбегінде расходомерлермен алынған каротажды кабелде түсіретін сұйықтықтың қозғалу жылдамдығын өлшеуге арналған. Олардың көмегімен келесі негізгі тапсырмалар шешіледі: жұмыс жасап тұрған ұңғымаларда ағыс интервалын немесе сұйық жұту интервалынбелгілейді, ал тоқтатылған ұңғымада атылған қабаттар арасындағы ұңғыма сағасы бойынша сұйықтықтың ағысын көрсетіп, жалпы дебитті немесе жеке қабаттардың сұйық шығынын есептейді. Атылмаған интервалдарға бөлінгендермен тұтас қабат үшін немесе қабаттың жеке аудандары бойынша сыйымдылық және ағын профилдері тұрғызылады.

Ұңғыма сағасында айналатын флюидтер көлемі механикалық және термокондуктивті болып екіге бөлінетін тереңдік расходомерлерімен реттеледі, ал өлшеулер шарттарына байланысты пакерлі және пакерсіз болып бөлінеді.

Механикалық расходомерлерде турбинкаларды электрлі дауыстарға айналдыратын жиіліктер қолданылады. Мұндай расходомердің датчигі флюидпен байланысып, дебиті сұйық ағынының қозғалу жылдамдығы бойынша бағаланады.

Гидродинамикалық расходомердің өлшегіш элементі ретінде – қалақты турбинкалар қолданылады, ол арқылы каналада оны айналдыруға мәжбүрлейтін сұйық жылдамдығы өтеді. Турбинка айналған кезде тоқты магниттік бөлгішті жұмысқа қосады. Оның көрсеткіштері бойынша айналу жиілігі анықталады. Дебит қанша жоғары болса, соғұрлым турбинка тез айналады және өлшегіш каналға уақыт бірлігіне көп импульстар түседі. Импульстер жиілігі жиілікөлшегіш блогына өзіне пропорционалды кернеу мөлшеріне айналады және байланыс сызығы бойынша беткейге түседі. Ол жерде тіркегіш аспапбен қабылданады. Механикалық расходомерлердің көрсеткіштері көп мөлшерде жұту зоналарында сұйықтың қозғалысына, ағынның физикалық сипаттамаларына (флюид құрамы, олардың физикалық қасиеттері) және ағында механикалық ерітінділердің болуымен байланысты.

Гидродинамикалық расходомерлердің ең жақсы қасиеті – ол өлшеулер нәтижелеріне флюид құрамының кішігірім әсері және ату интервалынан сұйық ағынын сандық бағалау мүмкіндігі. Кемшіліктері: аз дебиттерге (1-5м3/тәул) сезгіштігі нашар, сұйықта механикалық ерітінділердің (құм, сазды бөлшектер) болуынан жиі болып тұратын қайтарымдар.

Термокондуктивті расходомерлердің СТД термодинамикалық датчигімен жұмыстары жылу денесімен үзіліссіз беріп тұратын жылу санын анықтауға негізделген. Ол сұйық немесе газ ағынына орналастырылған. Берілетін жылудың саны бойынша ағынның сызықтық жылдамдығы туралы айтуға болады. Ол сұйықтың көлемдік шығынымен байланысты. Бұл расходомерлер НКТ арқылы фонтандаушы ұңғымаларды және құбыр аралық аумақтан тереңдік-құбырлы ұңғымаларды зерттеу үшін арналған.

Термокондуктивті расходомердің датчигі ішіне термокедергі орналастырылған металлды құбыр болып келеді. Құбыл металдық ерітіндімен толтырылған. Сұйықтың ағысы термокедергіні суытып, қоршаған ортасының температурасын жоғарылатады. Датчиктің температурасы салқындататын сұйықтың қозғалу жылдамдығына және оның жылулық физикалық қасиеттеріне байланысты ауысып отырады.

Термокондуктивті расходомердің датчигі үзіліссіз электрлік токпен жылынатын ағынға спираль және температураны өлшеу үшін ұңғымалық термометр ретінде орналасуы мүмкін. 

Термокондуктивті расходомерлердің көрсеткіштеріне сұйықтың құйынды ағысымен ағын құрылысы әсер етеді. Ең үлкен әсерді ағыспен термоэлементтің суы дәрежесі оның тек  жылдамдығынан ғана емес, сонымен бірге оның жылулық физикалық қасиеттеріне де байланысты болғандықтан газды-сұйықтықты ерітіндінің құрамы тигізеді.

Термодебитомердің қисығында флюидтерді жұту және ағыс интервалдарында жұмыс қабатының интервалының табанынан жабынына қарай температура көрсеткіштерінің төмендеуі байқалады.

Термокондуктивті расходомерлер (СТД) аз дебитті ағындарды сезгіш және пайдаланғанда тиімді, құмды сұйық ағынымен шығаруына сезімтал келеді. Алайда бұл расходомерлердің көмегімен әркелкі сұйықтықтарда ағын қарқындылығының сапалы бағалау жүргізуге болмайды. 

СТД аспаптарымен алынған расходограммалар пішіні расходограммаға қарағанда күрделі болып келеді. Төменгі және жоғарғы интервалдарға қарсы көрсеткіштер арасындағы айырмашылық бойынша тұрғызылған қисықты қолдана отырып, ұңғыма сағасы бойынша ағатын бір компонентті сұйықтықты анықтайды. Егер ұңғымада көп фазалы ерітінді ағатын болса, онда флюид сипаттамасының көрсеткішісіне сезімталдығына ағын интервалдары олардың дебиттерін сандық емес сапалы түрде көрінеді. Флюидтің сипаттамасына термокондуктивті расходомерлердің сезімталдығын қолданып, гидродинамикалық және термокондуктивті аспаптармен алынған расходограммалар кешені бойынша сұйықтықтың құрамы туралы айтуға болады. Жұмыс истеп тұрған ұңғымаларда шешілетін мәселелерімен нақты геологиялық-техникалық шарттарға байланысты расходомердің белгілі бір типін қолданады.

 

 

4.2.2 Термометрия

Қабаттан мұнайды іріктеу немесе оларға су айдаған процессінде зерттелген ұңғыманың геотермамен термограмманы салыстыру жолымен шоғырдың жылулық режимінің өзгерісін бақылау жүргізіледі.

Термометриялық зерттеулер ұңғымаларды зерттеу және бұрғылау кезінде туындайтын бірқатар мәселелерді шешу үшін жүргізіледі. Ұңғымада температураны өлшеу үшін негізгі құрал ретінде резисторлы термометр қолданылады (кедергілер термометрі). Өлшеулер нәтижесінде температураның тереңдікпен өзгеруінің қисығын – температуралық қисықты алады (термограмма).