RU2010958C1

RU2010958C1 - Method of geophysical examination of borehole

Info

Publication number: RU2010958C1
Authority: RU
Inventors: М.Г. Гуфранов
Original assignee: Гуфранов Марат Галиевич
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: examination of petrophysical features of borehole in oil industry. SUBSTANCE: Preliminary the nature of radial sensitivity dispersion along perimeter of the bor hole sensor is determined and estimate direction of its maximum sensitivity by a measuring parameter. Just before practical measurement takes place a deflector is placed and fixed on the sensor's body on the side, that is opposite to the maximum radial sensitivity direction. EFFECT: method increases efficiency and accuracy of estimation of borehole performance by carrying out measurements with maximum resolution. 4 dwg

Description

Изобретение относится к способам геофизического исследования скважин (ГИС) нефтегазовых месторождений, выполняемых с целью изучения и количественной оценки петрофизических характеристик пород геологического разреза. The invention relates to methods for geophysical exploration of wells (GIS) of oil and gas fields, performed in order to study and quantify the petrophysical characteristics of the rocks of the geological section.

Известен способ ГИС, включающий измерение глубинным прибором геофизического параметра и последующую оценку петрофизических характеристик пород геологического разреза [1] . A well-known GIS method, including the measurement of a geophysical parameter with a deep tool and the subsequent assessment of the petrophysical characteristics of the rocks of the geological section [1].

Недостатком способа является низкая точность оценки петрофизических характеристик пород, выполняемой без учета особенностей вклада скважины в показания глубинного прибора. The disadvantage of this method is the low accuracy of the assessment of the petrophysical characteristics of the rocks, performed without taking into account the features of the well contribution to the readings of the downhole tool.

Известен способ ГИС, включающий измерение глубинным прибором геофизического параметра α и последующую оценку характеристик ω породы с учетом вклада α_o скважины в показания прибора в соответствии с соотношением [2] :
α= α_o+K˙ω, где К - чувствительность прибора к изменению исследуемой характеристики горной породы.There is a well logging method, which includes measuring a geophysical parameter α with a downhole tool and then evaluating the rock characteristics ω taking into account the contribution α _{o of the} well to the readings in accordance with the ratio [2]:
α = α _o + K˙ω, where K is the sensitivity of the device to changes in the studied characteristics of the rock.

Недостатком способа является низкая точность учета вклада скважины в показания прибора при наличии у последнего азимутальной асимметрии радиальной чувствительности к измеряемому параметру и неопределенности пространственного расположения прибора в стволе скважины во время замера. The disadvantage of this method is the low accuracy of accounting for the contribution of the well to the readings when the last azimuthal asymmetry has radial sensitivity to the measured parameter and the spatial position of the instrument in the well bore is uncertain during measurement.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ ГИС, в котором предварительно устанавливают характер распределения радиальной чувствительности по периметру прибора [K= f( φ)] и определяют направление максимальной радиальной чувствительности, а в скважине одновременно с основным геофизическим параметром дополнительно измеряют азимутальный угол между апсидальным направлением и направлением максимальной радиальной чувствительности прибора, с учетом которого и оценивают характеристики пород [3] . The closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result is a well logging method in which the character of the distribution of radial sensitivity around the perimeter of the device is pre-established [K = f (φ)] and the direction of maximum radial sensitivity is determined, and in the well simultaneously with the main geophysical parameter, measure the azimuthal angle between the apsidal direction and the direction of the maximum radial sensitivity of the device, taking into account which rock characteristics [3].

Основным недостатком способа, принятого за прототип, является низкая эффективность и точность оценки петрофизических характеристик горных пород. The main disadvantage of the method adopted for the prototype is the low efficiency and accuracy of the assessment of the petrophysical characteristics of rocks.

При выполнении скважинных замеров приборами с азимутальной асимметрией чувствительности к исследуемым характеристикам, замеры в отдельных интервалах из-за вращений прибора могут проводиться с недопустимо низкой разрешающей способностью (чувствительностью), что существенно снизит эффективность и точность оценок истинных характеристик породы. When performing downhole measurements with instruments with an azimuthal asymmetry of sensitivity to the studied characteristics, measurements in separate intervals due to device rotation can be carried out with unacceptably low resolution (sensitivity), which will significantly reduce the efficiency and accuracy of estimates of the true rock characteristics.

Цель изобретения - повышение эффективности и точности оценок петрофизических характеристик горных пород путем проведения скважинных измерений с максимально возможной чувствительностью к исследуемому параметру. The purpose of the invention is to increase the efficiency and accuracy of estimates of the petrophysical characteristics of rocks by conducting downhole measurements with the highest possible sensitivity to the studied parameter.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу ГИС, включающему оценку характеристик породы по данным скважинных измерений прибором, для которого предварительно установлена азимутальная асимметрия его чувствительности к измеряемому параметру, а по периметру корпуса определено направление максимальной чувствительности, непосредственно перед замером на корпусе прибора со стороны, противоположной направлению максимальной чувствительности, размещают и фиксируют отклонитель. This goal is achieved by the fact that according to the well logging method, which includes evaluating rock characteristics according to borehole measurements by a device for which the azimuthal asymmetry of its sensitivity to the measured parameter has been previously established, and the direction of maximum sensitivity is determined along the perimeter of the housing, immediately before measurement on the device’s body from the side, opposite to the direction of maximum sensitivity, place and fix the diverter.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ ГИС отличается от прототипа тем, что в нем скважинные измерения проводят с максимально возможной и постоянной чувствительностью прибора к исследуемой характеристике. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "Новизна". Comparative analysis with the prototype shows that the inventive GIS method differs from the prototype in that downhole measurements are carried out in it with the maximum possible and constant sensitivity of the device to the test characteristic. Thus, the claimed method meets the criteria of the invention of "Novelty."

Автору не известны технические решения, содержащие сходные признаки, отличающие его от прототипа, а именно отсутствие в них операций размещения и фиксирования непосредственно перед проведением замера на корпусе прибора со стороны противоположной направлению максимальной чувствительности отклонителя, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "Существенные отличия". The author is not aware of technical solutions containing similar features that distinguish him from the prototype, namely the lack of placement and fixing operations in them immediately before measuring on the device’s body from the side opposite to the direction of maximum sensitivity of the deflector, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of “Essential differences. "

Наличие отклонителя в новой совокупности признаков позволяет освободиться от необходимости дополнительных измерений азимутального угла между апсидальным направлением и направлением максимальной радиальной чувствительности прибора, а замер основного геофизического параметра проводить с максимально допускаемой прибором чувствительностью. The presence of a diverter in the new set of features allows you to free yourself from the need for additional measurements of the azimuthal angle between the apsidal direction and the direction of the maximum radial sensitivity of the instrument, and measure the main geophysical parameter with the maximum sensitivity allowed by the instrument.

На фиг. 1 представлена модель скважины с относительно различным (а, б, в, г, д) азимутальным размещением в ней геофизического прибора; на фиг. 2 - рабочая характеристика двухзондового прибора нейтронного каротажа при наличии азимутальной асимметрии его чувствительности к измеряемому в скважине параметру; на фиг. 3 - характер распределения чувствительности (К) по периметру (φ ) прибора К= f( φ); на фиг. 4 - схема размещения на корпусе прибора отклонителя, фиксированного относительно азимутального направления максимальной чувствительности прибора. In FIG. 1 shows a well model with a relatively different (a, b, c, d, e) azimuthal placement of a geophysical instrument in it; in FIG. 2 - operating characteristic of a two-probe neutron logging tool in the presence of an azimuthal asymmetry of its sensitivity to the parameter measured in the well; in FIG. 3 - the nature of the distribution of sensitivity (K) around the perimeter (φ) of the device K = f (φ); in FIG. 4 is a diagram of the placement of a deflector on the instrument body, fixed relative to the azimuthal direction of the maximum sensitivity of the device.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. The proposed method is as follows.

Предварительно для скважинного прибора устанавливают характер распределения радиальной чувствительности по его периметру и определяют направление максимальной чувствительности к измеряемому параметру. Для этого размещают (фиг. 1) прибор 1 в модели 2 скважины, выполненной в блоке 3 имитатора породы, и регистрируют показания α прибора, причем показания α регистрируют при размещении прибора на стенке ствола скважины с последовательно-поочередным поворотом корпуса прибора вокруг оси на угол φ_i , например, на угол φ = 90^о, как показано на позициях "а", "б", "в", "г" и "д" фиг. 1. Таким образом, для прибора относительно его периметра ( φ) устанавливают (фиг. 3) характер распределения чувствительности К и определяют направление, в котором его радиальная чувствительность максимальна. Кроме того, полученные данные α= f(φ_i) используют для представления (фиг. 2) рабочих характеристик прибора - его показаний α в зависимости от изменения основного параметра (например, влажности породы ω , % ) и угла φ поворота корпуса прибора в стволе скважины. После указанной предварительной подготовки приступают к выполнению геофизических измерений в скважине. При этом непосредственно перед замером в скважине на корпусе прибора со стороны, противоположной направлению максимальной чувствительности (фиг. 4), устанавливают и фиксируют отклонитель 4. После этого приступают к проведению скважинных измерений с максимально допускаемой геофическим прибором разрешающей способностью к исследуемому петрофизическому параметру породы, т. е. с максимально допустимым для данного прибора значением чувствительности К, а по результатам выполненных измерений оценивают характеристики пород.Previously, for the downhole tool, determine the nature of the distribution of radial sensitivity along its perimeter and determine the direction of maximum sensitivity to the measured parameter. To do this, place (Fig. 1) device 1 in the well model 2, performed in block 3 of the rock simulator, and record the readings α of the tool, and readings α are recorded when placing the device on the wall of the wellbore with sequentially-successive rotation of the body of the device around the axis by an angle φ _i , for example, at an angle φ = 90 ^° , as shown at positions "a", "b", "c", "d" and "d" of FIG. 1. Thus, for the device relative to its perimeter (φ) establish (Fig. 3) the nature of the distribution of sensitivity K and determine the direction in which its radial sensitivity is maximum. In addition, the obtained data α = f (φ _i ) is used to represent (Fig. 2) the operating characteristics of the device — its readings α depending on changes in the main parameter (for example, rock moisture ω,%) and the angle φ of rotation of the device body in the barrel wells. After this preliminary preparation, geophysical measurements in the well are started. In this case, immediately before the measurement in the borehole, on the device’s body from the side opposite to the direction of maximum sensitivity (Fig. 4), the deflector 4 is installed and fixed. Then, borehole measurements with the maximum permissible geophysical device resolution for the studied petrophysical rock parameter, t i.e., with the maximum sensitivity value K for this device, and according to the results of the measurements, the rock characteristics are evaluated.

П р и м е р. Перед скважинными измерениями для прибора нейтронного каротажа (НК) предварительно изучают характер распределения по его периметру (φ ) чувствительности К= f( φ) к изменению влажности (ω ) пород и определяют азимутальное направление ( φ_* ) максимальной чувствительности (К_mаx) прибора к измеряемому параметру (ω ). Для этого размещают прибор к модели скважины (с заданными условиями измерения: диаметр ствола скважины d_c= 200 мм; в стволе скважины "соленый" раствор) и регистрируют показания α прибора НК в зависимости от изменения влажности (ω ) породы. При этом показания α= f(ω) регистрируют при размещении прибора на стенке ствола скважины с последовательно-поочередным поворотом корпуса прибора вокруг оси на угол φ = 90^о, как показано на позициях "а", "б", "в", "г" и "д" фиг. 1.PRI me R. Before downhole measurements for a neutron logging tool (ND), the sensitivity distribution K = f (φ) along the perimeter (φ) to the change in moisture (ω) of the rocks is preliminary studied and the azimuthal direction (φ _* ) of the maximum sensitivity (K _max ) of the instrument to measured parameter (ω). To do this, place the device to the well model (with the given measurement conditions: borehole diameter d _c = 200 mm; in the wellbore a “saline” solution) and record the readings α of the wellbore instrument depending on the change in rock moisture (ω). In this case, the readings α = f (ω) are recorded when placing the device on the wall of the wellbore with sequentially-sequential rotation of the body of the device around the axis by an angle φ = 90 ^° , as shown at positions "a", "b", "c", " g "and" d "of FIG. 1.

Полученные в модели скважины результаты измерений α= f(ω) представляют с учетом α_oi и К_i в виде рабочих характеристик α= α_oi+K_iω (фиг. 2). Эти же данные используют для представления характера изменения радиальной чувствительности (К_i) по периметру (φ_i ) прибора (фиг. 3). В результате предварительно выполненной описанным образом работы на корпусе прибора отмечают направление ( φ_* = 0), в котором радиальная чувствительность прибора максимальна (К_max). Непосредственно перед скважинным замером на корпусе прибора со стороны, противоположной предварительно установленному направлению максимальной чувствительности, размещают (фиг. 4) и фиксируют отклонитель 4. Причем отклонитель 4 фиксируют на корпусе прибора защелкой 5 для предотвращения вращений отклонителя относительно (вокруг) корпуса и выполняют скважинные замеры с максимальной чувствительностью Кmax.The measurement results obtained in the well model α = f (ω) are presented taking into account α _oi and K _i in the form of operating characteristics α = α _oi + K _i ω (Fig. 2). The same data is used to represent the nature of the change in radial sensitivity (K _i ) along the perimeter (φ _i ) of the device (Fig. 3). As a result of the work previously performed in the described manner, the direction (φ _* = 0) in which the radial sensitivity of the device is maximum (K _max ) is noted on the instrument case. Immediately before the borehole measurement, on the side of the device opposite to the preset maximum sensitivity direction is placed (Fig. 4) and the deflector 4 is fixed. Moreover, the deflector 4 is fixed on the device body with a latch 5 to prevent rotation of the deflector relative to (around) the body and borehole measurements are performed with maximum sensitivity Kmax.

Выполненные экспериментальные и промысловые исследования показали, что проведение скважинных измерений приборами с азимутальной асимметрией чувствительности, у которых на корпусе со стороны противоположной направлению максимальной чувствительности размещен и зафиксирован отклонитель, обеспечивает наличие положительного эффекта и достижение поставленной цели изобретения, а именно повышение эффективности и точности оценки петрофизических характеристик горных пород за счет проведения скважинных измерений с максимально возможной и неизменяющейся чувствительностью к исследуемому параметру. The performed experimental and field studies have shown that conducting downhole measurements with devices with an azimuthal sensitivity asymmetry, in which a diverter is located and fixed on the body opposite to the maximum sensitivity direction, provides a positive effect and the achievement of the goal of the invention, namely, increasing the efficiency and accuracy of the petrophysical assessment rock characteristics due to borehole measurements with the maximum possible and unchanging sensitivity to the studied parameter.

Таким образом, отличительными и преимущественными особенностями использования предлагаемого способа в сравнении с известными техническими решениями, в том числе и с прототипом, являются:
- повышение эффективности и точности определения петрофизических характеристик горных пород;
- возможность использования для скважинных измерений геофизических приборов с индивидуальными отличительными особенностями метрологических характеристик, в частности, приборов с азимутальной асимметрией чувствительности к измеряемому параметру;
- экономия материальных и трудовых затрат за счет возможности эффективного использования приборов с азимутальной асимметрией чувствительности к измеряемому параметру. (56) Теория нейтронных методов исследования скважин С. А. Кантор, Д. А. Кожевников, А. П. Поляченко, Ю. С. Шимелевич - М. : Недра, 1985, с. 85.Thus, the distinctive and advantageous features of the use of the proposed method in comparison with known technical solutions, including with the prototype, are:
- improving the efficiency and accuracy of determining the petrophysical characteristics of rocks;
- the possibility of using for downhole measurements of geophysical instruments with individual distinctive features of metrological characteristics, in particular, instruments with an azimuthal asymmetry of sensitivity to the measured parameter;
- saving material and labor costs due to the possibility of efficient use of devices with azimuthal asymmetry of sensitivity to the measured parameter. (56) Theory of neutron methods for researching wells S.A. Kantor, D.A. Kozhevnikov, A.P. Polyachenko, Yu.S. Shimelevich - M.: Nedra, 1985, p. 85.

Стандартизация двухзондовой аппаратуры нейтронного каротажа со шкалой пористости (Е. В. Семенов, Т. Е. Крутова, Н. В. Лаптев, Л. А. Кузнецова - В кн. : Оценка выработки и качества вскрытия пластов методами ГИС. Тр. ВНИИнефтепромгеофизика - Уфа, 1988, вып. 18, с. 61-68. ). Standardization of two-probe neutron logging equipment with a porosity scale (E.V. Semenov, T.E. Krutova, N.V. Laptev, L.A. Kuznetsova - In the book: Evaluation of the production and quality of opening of formations by GIS methods. Tr. VNIIneftepromgeofizika - Ufa, 1988, issue 18, pp. 61-68.).

Автоpское свидетельство СССР N 1686139, кл. Е 21 В 47/00, 1989. Certificate of the USSR N 1686139, cl. E 21 B 47/00, 1989.

Claims

METHOD FOR GEOPHYSICAL STUDY OF WELLS, including measuring a geophysical parameter with an in-depth tool, evaluating rock characteristics from the measurement data taking into account the location of the device in the well, for which the direction of its maximum radial sensitivity to the measured parameter is determined from the perimeter of the body, characterized in that, in order to increase efficiency and accuracy of estimates by conducting measurements with maximum resolution, immediately before measurements of the geophysical Settings on the side opposite to its direction of maximum sensitivity of the instrument housing, fitted and fixed whipstock.