Методы, которые применяются в процессе исследования самых разнообразных скважин, могут носить различный характер. Причем речь не обязательно идет о технологии и технике исследования скважин под воду. Здесь можно говорить и о нефти, и о газе. В основном технология и техника исследования скважин в данном случае будет одинаковой. Об этом стоит поговорить более подробно, а также о том, какое оборудование используется при исследовании скважин. Технология исследования скважин может быть самой разнообразной. Стоит рассмотреть основные направления исследований, которые используются в данной конкретной ситуации.
Перед тем как бурить непосредственно скважину, нужно собрать максимум информации о ней. Здесь можно сделать выводы о ее экономической эффективности, а на основе полученных данных подобрать оптимальное оборудование, которое будет использоваться для подъема воды на поверхность.
Геофизическая технология
Геофизическая технология и техника исследования скважин применяется достаточно часто как для водных месторождений, так и нефтяных. Здесь имеется в виду целый комплекс физических и геологических методов: осуществляется взаимодействие той жидкости, которая находится в пластах земли, с водой из скважины, проводится исследование скважин с помощью ультразвука и искусственного радиоактивного излучения.
Геофизическая технология исследования скважин дает широкое представление о том, какие пласты содержатся в данной местности. Эти методы используются как в процессе рытья скважины, так и в ходе ее последующей эксплуатации. Здесь можно вести речь об исследованиях того, как меняются горные породы с течением времени в процессе выкачивания жидкости из недр земли.
Часто используются специальные приборы, опускаемые на глубину. Прибор создает искусственную радиацию, которая и проверят то, как изменяются пласты грунта с течением времени.
Исследование скважин данным методом подразумевает несколько различных типов оборудования, которое может применяться в данном случае. Здесь можно говорить не только о радиоактивном исследовании пород, но и об электрическом, ультразвуковом способах. Все эти методы активно внедряются в практику, так как человеку нужно обязательно знать, с чем он столкнется в будущем.
Дебитометрические исследования
Дебитометрическая технология и техника исследования скважин тоже получила достаточно широкое распространение среди специалистов, работающих в данной области знаний. Здесь речь идет об исследовании скважин с помощью специальных приборов, которые используются для измерения расхода той или иной жидкости. В частности, это может быть даже самая обыкновенная вода.
Здесь исследуются ее потоки, которые приходят в скважину и которые уходят из нее дальше. Эти устройства следует перемещать вдоль перфорированного интервала. Подобные исследования в первую очередь направлены на то, чтобы увеличить поглощательную способность каждой конкретной скважины. Здесь изучается поведение различных слоев жидкости, а также других частиц и материалов, которые перемещаются в слое грунта. На основе этих данных можно получить реальную картину того, как в кратчайшие сроки повысить эффективность работы конкретной скважины.
Чаще всего подобная техника дополняется и другими исследованиями. Здесь сразу можно проверить влагосодержание жидкости, ее температуру, распределение потока жидкости вдоль ствола системы в целом. Здесь речь идет уже не об использовании простого расходомера для исследований, а о применении специального устройства для комплексных исследований жидкости, который носит название «Поток».
Это метод исследования достаточно легко реализовать практически для любой конструкции. Причем речь идет не только о воде, можно применить эти методы к нефти или газу.
Гидродинамические методы
Техника и технология данного метода исследования достаточно часто используется специалистами. Этот метод является одним из самых простых. Здесь речь идет об исследовании потока жидкости, который приходит в систему при установившемся режиме ее работы или неустановившемся. Чаще всего в данном случае речь идет об измерении давления и его изменения.
Эти методы являются наиболее эффективными, так как дают четкую картину не только о том, что происходит в непосредственной близости от места ведения работ, но и о том, как ведет себя жидкость за много метров от места рытья. На их основе можно делать дальнейшие выводы о целесообразности или нецелесообразности дальнейшего ведения работ в данной местности.
Для исследований в данном случае используется специализированное оборудование. При этом могут быть использованы 2 метода. 1-ый заключается в исследовании давления жидкости, которая находится в уже установившемся режиме работы, а 2-ой метод исследует поведение жидкости при неустановившемся режиме работы. Если речь идет об исследованиях в установившихся потоках, то они позволяют получить очень важную зависимость притока жидкости от забойного давления.
Затем эти данные используются специалистами для дальнейших расчетов скважины. После того как эта зависимость получена, можно четко определить те методы и средства, которые лучше использовать для подъема жидкости из скважины. Это особенно важно при рытье скважин для нефти.
Возможности этого метода технически ограничены, поэтому его использовать нельзя повсеместно.
Теперь стоит рассмотреть наиболее распространенные методы геофизического исследования и технологии.
Электрокаротаж
Это важный метод исследования современных скважин. Он основан на измерении сопротивления возникающего электрического поля. Здесь применяются специальные устройства, которые и замеряют сопротивление, точнее, его изменение в результате взаимодействия жидкости из скважины с горными породами, содержащимися в ней. Еще прибор измеряет удельное сопротивление тех пород, которые находятся глубоко в земле.
Каротаж бывает нескольких видов. Основными считаются индукционный каротаж, боковой каротаж и так далее. Все эти типы и технологии измерения активно внедряются в различные отрасли жизни и деятельности человека. Здесь речь может идти как о добыче нефти или газа, так и о добыче обычной чистой воды из недр земли.
Каротаж себя зарекомендовал с самой лучшей стороны как один из самых эффективных методов исследования подземных явлений. Благодаря этой технике и технологии исследования скважин можно узнать многое о тех породах, которые находятся глубоко под землей, и определить, в каком месте расположен пласт жидкости.
Радиоактивный каротаж
Этот метод исследования скважин основан на радиоактивных процессах, которые могут быть вызваны как естественным путем, так и искусственным. Здесь происходит исследование на молекулярном и ядерном уровне. Объектами изучения выступают горные породы, которые находятся глубоко под землей, и жидкость, расположенная там же. Здесь стоит сразу отметить тот факт, что существует несколько разновидностей этого метода. Они основаны на реакциях той или иной породы и химического элемента.
К примеру, гамма-каротаж используется для составления диаграммы интенсивности радиации вдоль ствола скважины. В данном случае речь идет о естественной радиации. По данному признаку происходит дифференцирование горных пород. Для создания искусственного излучения в скважину спускают специальный прибор.
В данном случае речь идет об исследовании, которое позволяет точно определить пористость коллекторов. Данная технология чаще всего используется для изучения нефтяных месторождений, хотя в некоторых случаях ее используют и для водяных скважин.
Нейтронный каротаж
Тоже является одной из разновидностей технологии для исследования современных скважин. Здесь исследуется взаимодействие потока нейтронов с ядрами горных пород. Речь идет об использовании специального прибора, который искусственно создает поток нейтронов. Он опускается в глубины скважины.
Он располагается на определенном расстоянии от горных пород. К тому же его защищают специальным экраном, чтобы не повредить как в результате транспортировки в нужное место, так и в процессе работы. Здесь существует несколько основных разновидностей технологии исследования. Например, тепловые нейтроны, испускаемые прибором.
С помощью таких нейтронов можно получить наглядную картину состояния коллектора и изучить жидкости, которые здесь находятся. Для нефтяных месторождений этот метод является одним из основополагающих.
Нейтронные излучатели стоят дорого, поэтому для изучения других жидкостей, которые находятся в недрах земли, их используют редко. Это зачастую просто нерентабельно. Для нефтяных месторождений, где речь идет о высоких доходах, этот метод вполне оправдан.
Акустический способ
Этот метод основан на определении упругости горных пород. Сегодня этот метод считается наиболее простым. Однако он дает исчерпывающую информацию о тех горных породах и жидкости, которые расположены глубоко под землей.
Для исследования используются специальные аппараты, которые спускаются в глубины скважины.
Здесь они создают акустические колебания, чтобы посмотреть, а как та или иная порода будет себя вести под их действием.
На оборудовании устанавливаются датчики, которые служат для регистрации и приема сигнала. Здесь на основе полученных данных можно определить множество различных физических величин. Так как расстояние от источника колебаний до пород известно, то можно узнать скорость распространения звуковой волны в данной среде и амплитуду упругих колебаний.
Акустический каротаж в соответствии с этими исследованиями можно разделить на 3 большие группы, изучающие: амплитуду колебаний, то есть их затухание, скорость распространения волны в среде и техническое состояние скважины.
Все 3 метода получили достаточно широкое распространение, так как являются основополагающими для изучения горных пород и жидкостей, которые располагаются в коллекторе. Это исследование применимо как для нефти, так и для воды, расположенной глубоко под землей.
Другие разновидности
Существует такой метод, который носит название кавернометрия. Изучается диаметр того места скважины, на который не надета металлическая труба, где происходит непосредственный контакт жидкости с горными породами. Данное исследование помогает определить, как будет изменяться этот диаметр с течением времени. Если этот метод каротажа совместить с другими, то можно легко определить является та или иная горная порода проницаемой или непроницаемой.
Этот метод достаточно прост. Если воронка постепенно начинает сужаться, то в данном месте преобладают песчаные породы, а если происходит обратное явление, то глиняные. Этот способ нашел широкое распространение в исследовании именно водяных скважин. Здесь зачастую бывает очень важно то, какая именно порода расположена в недрах земли. На основе этих данных делаются многочисленные исследования, которые могут показать, стоит ли работать со скважинами в данной местности.
В этом случае стоит говорить об изучении глинистости и проницаемости разреза. Это очень важные параметры практически для любой активной скважины и для тех, которые только планируется запустить в эксплуатацию. Когда диаметр скважины остается нормальным, то есть не меняет своего значения с течением времени, стоит говорить о залежах известняка.
Термокаротаж используется в настоящее время как один из способов изучения жидкости и горных пород, расположенных в обустроенной конструкции. Он показывает дифференциальную картину температуры в исследуемой области. Здесь для исследования требуется закачивать в систему дополнительную жидкость. По изменению ее температуры в недрах земли можно судить о том, какова теплопроводность жидкости и пластов в скважине. Это позволяет определить множество параметров. К примеру, на основе полученных данных всегда можно узнать, в каком месте расположен продуктивный пласт. Здесь можно говорить об определении зоны поглощения воды или газа при их закачке. С появлением новых разновидностей термометров может значительно расширяться сфера применения данной технологии. В этом случае необходимо увеличить их чувствительность.
Подведение итогов
Таким образом, в настоящее время существует огромное количество самых разнообразных технологий, которые предназначены для изучения скважин. Все они базируются на основных методах исследования химических и физических процессов. Каждый метод дает представление о том или ином параметре породы или жидкости, находящейся внутри скважины. На основе полученных данных всегда можно учитывать целесообразность развития того или иного источника жидкости. Некоторые технологии применяются исключительно для исследования нефтяных месторождений, другие же применимы к обычной питьевой воде и газу.
