Скважина как объект геофизических исследований

Скважины бурят с целью изучения геологии, поисков и разведки месторождений нефти, газа, угля, руд, пресных и термальных вод, строительных материалов, решения задач гидрогеологии и инженерной геологии. Основное число скважин бурят при поис- ках, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений, где методы ГИС имеют особенно большое значение.

В процессе бурения горные породы претерпевают изменения. Плотные прочные породы изменяются мало. Диаметр скважины в них близок к номинальному (т.е. при- близительно равен диаметру долота). В породах рыхлых, трещиноватых, склонных к гидратированию и размыву, образуются каверны. Существенные изменения происхо- дят при разбуривании коллекторов, содержащих те или иные пластовые флюиды (нефть, газ, воду), так как во избежание неконтролируемых выбросов при бурении осуществляют репрессию на пласт, т.е. гидростатическое давление промывочной жид- кости поддерживают выше пластового давления. В результате возникает фильтрация скважинной жидкости в проницаемые пласты. Исходный флюид — нефть, газ, пласто- вая вода — оттесняется, образуется зона проникновения, диаметр которой может пре- вышать номинальный диаметр скважины на несколько сантиметров, десятков санти- метров и даже метров. Наличие этой зоны существенно усложняет определение харак- тера насыщения пласта. Подвергшуюся наибольшему воздействию часть зоны проник- новения называют промытой зоной.

Размеры пор пород-коллекторов обычно не превышают сотен микрометров, что меньше размера глинистых частиц промывочной жидкости. Поэтому в пласт проникает лишь фильтрат жидкости, глинистые же частицы осаждаются на стенке скважины,

уменьшая ее диаметр, Таким образом, уменьшение диаметра скважины за счет образо- вания глинистой корки характеризует, как правило, наличие проницаемого интервала. В трещиноватых коллекторах с большой раскрытостью трещин глинистая корка мо- жет не образовываться.

После окончания бурения скважину обсаживают и цементируют. Наличие сталь- ной колонны практически исключает возможность применения электрических и элек- тромагнитных методов. Поэтому такие методы применяют в открытом стволе. Ядерно- физические, акустические и некоторые другие методы, напротив, можно применять как в открытом, так и в обсаженном стволе.

Наличие глинистой корки, зоны проникновения (в частности, промытой зоны), цементного камня и колонны делают актуальным вопрос о глубинности методов. Су- ществуют микро- и макроустановки. Первые служат для изучения ближней зоны, вто- рые создают принципиальную возможность изучения дальней (неизменной) зоны.

До создания методов ГИС разрезы скважин изучали путем отбора и исследования кернового материала. Однако этот метод обладает рядом существенных недостатков: значительно возрастают время проходки скважины и ее стоимость; вынос керна обыч- но не бывает полным, в связи с чем сплошная информация о разрезе отсутствует; при- вязка керна по глубине затруднена; радиус исследований мал; керн отбирают из участ- ков, подвергшихся наибольшему воздействию при бурении. В то же время ГИС дают сплошную, надежно привязанную по глубине информацию со значительно большим радиусом исследования. Стоимость проведения ГИС и связанные с ними затраты вре- мени меньше, чем при отборе керна.

Однако даже широкое внедрение ГИС не позволяет полностью отказаться от от- бора керна. Существуют задачи, которые пока можно надежно решить лишь на керно- вом материале: детальное изучение условий осадконакопления и диагенеза, определе- ние типа порового пространства, минерального состава и некоторые другие. Кроме то- го, хотя корреляционные связи между геологическими и физическими параметрами достаточно тесны, их конкретный вид для того или иного района неизвестен и может быть изучен лишь на основе лабораторных исследований керна. Таким образом, ГИС совместно с исследованием кернового материала составляет единый комплекс геолого- геофизического изучения разрезов скважин. Внедрение ГИС в практику геологических исследований позволило существенно сократить отбор керна, не исключив его совсем. В настоящее время число скважин, бурящихся с отбором керна, составляет несколько процентов от их общего числа.