Традиционно электрические методы используются при исследованиях в открытом стволе. Промышленные исследования методами электрометрии в скважинах, обсаженных металлической колонной, до 1995 г не проводились, хотя возможность таких измерений была предложена профессором Л.М. Альпиным ещё в 1939 г (СССР, патент №56.026 от 30.11.1939г).

Возможные области применения технологии измерения удельного электрического сопротивления пород через обсадную колонну:

• Проведение исследований в новых скважинах:

  • в случаях наличия осложнений в процессе строительства скважин, когда полноценно каротаж в открытом стволе скважины выполнить не удалось;
  • при бурении горизонтальных скважин часто возникают осложнения и для снижения аварийной опасности возможно определение текущей насыщенности после спуска обсадной колонны;
  • в случаях выполнения бурения в сложных геолого-промысловых условиях, с целью исключения рисков потери ствола скважины, каротаж в открытом стволе скважины не проводился.

• Проведение исследований в старом фонде скважин:

  • обнаружение и оценка неизвлеченных углеводородов;
  • интервалы пластов на момент бурения скважины не представляли интереса для недропользователя;
  • при мониторинге изменений насыщенности;
  • оценка изменения контактов (ГНК, ГВК, ВНК);
  • оценка восстановившихся залежей углеводородов.

В настоящее время для получения информации о характере текущего насыщения коллекторов при исследовании через колонну применяются следующие технологии:

• При проведении исследований в неперфорированных пластах:

  • проведение временных измерений электромагнитными методами (ИК, ВИКИЗ, ДК) в скважинах со спущенными стеклопластиковыми хвостовиками (в Западной Сибири данная технология не получила широкого распространения);
  • проведение временных измерений импульсными нейтронными методами (из-за низкой минерализации пластовых вод в Западно-Сибирском регионе данная технология недостаточно информативна для мониторинга нефтяных залежей);
  • проведение С/О-каротажа (технология широко применяется на месторождениях Западной Сибири, но имеет ограничения в низкопористых коллекторах и интервалах перфорации) [6];
  • проведение электрокаротажа приборами ЭКОС (ООО НППГТ «Геофизика»), CHFR (Шлюмберже), TCRT (Бейкер Хьюз) [1,7];
  • проведение волнового акустического каротажа [2].

• При проведении исследований в перфорированных пластах:

• проведение измерений радиоактивного гамма-каротажа с закачкой в пласт короткоживущего радионуклида натрия-24 [4];
• проведение измерений ИННК с закачкой в пласт солевых нейтронопоглощающих растворов;
• проведение электрокаротажа.

В 2006 году ОАО «Когалымнефтегеофизика» приобрела два комплекта аппаратуры ЭКОС-31-7 у ООО НППГТ «Геофизика» г. Пятигорск.

Зонд ЭКОС обеспечивает измерение удельных электрических сопротивлений в диапазоне от 0 до 100 Омм в скважинах, обсаженных 5–7 дюймовыми металлическими колоннами, заполненными проводящей жидкостью на водной основе и в смеси с нефтью, а также «сухих» с температурой до 125 град С и гидростатическим давлением до 100 МПа при отношении удельного электрического сопротивления пласта и вмещающих горных породrп/rвм £ 100 Омм.

Возможность применения аппаратуры ЭКОС-31-7 в интервалах с окисными пленками, битумными образованиями, сильными следами коррозии на внутренних стенках колонны обусловлена наличием прижимных устройств, позволяющих создавать надежный контакт электродов прибора с колонной, вследствие чего она не нуждаются в дополнительной очистке [3].

Технология измерения производится следующим способом (рис. 1) - на обсадную стальную колонну, сверху и снизу, симметрично относительно измерителей, поочередно во времени через токовые электроды А1 и А2 подается ток питания колонны силой в несколько ампер. Обратный токовый электрод В располагается на поверхности (обычно используется устье колонны соседней скважины). Производятся измерения потенциала U в точке N относительно удаленной точки N уд., расположенной на устье скважины, в которой производятся измерения, первой разности потенциала dU между точками М1 и М2 (в аппаратуре ЭКОС-31-7 расстояние М1М2 - 1м) и второй разности потенциала d2U на измерительной базе M1NM2 (электрод N расположен посередине между электродами М1 и М2).

Эти измерения производятся при стоянке прибора на точке, причем на каждой точке не менее двух раз: когда ток питания колонны подан через токовый электрод А1 и токовый электрод А2.

Основное требование к проведению измерений – соблюдение условия стационарности измерений, то есть качественные измерения возможны лишь в том случае, когда условия проведения измерений не менялись на протяжении всего времени регистрации сигналов от обоих токов колонны [3].

С момента приобретения аппаратуры специалистами ОАО «Когалымнефтегеофизика» совместно со специалистами ООО «Геофизика» были проведены совместные работы в ряде скважин на различных месторождениях Западной Сибири.

На начальной стадии были проведены работы в новых скважинах, где исследования в открытом стволе проводились современными приборами электрического или электромагнитного каротажа. Данный опыт показал достаточно высокую сходимость геоэлектрической характеристики разреза по ГИС в открытом стволе и по ЭКОС-31-7 при исследовании через колонну. В качестве примера на рис.2 проведено сравнение профилей удельного сопротивления полученных в открытом стволе компанией Шлюмберже и прибором ЭКОС-31-7 через четыре месяца после обсадки скважины 178 ммстальной колонной.

На втором этапе работ были проведены исследования в старом фонде скважин (скважина пробурена и обсажена в октябре 1989г), где эксплуатационные колонны были подвержены длительному процессу коррозии, а так же в интервалах, вскрытых перфорацией. В скважине ХХ64 до записи ЭКОС были проведены измерения методами электромагнитной дефектоскопии и скважинного акустического телевизора, с целью оценки технического состояния колонны по всему интервалу последующего каротажа прибором ЭКОС-31-7, в том числе и в интервале перфорации (рис. 3).

При каротаже прибором ЭКОС-31-7 не удалось осуществить прижатие электродов прибора в интервале 2837.6 – 2843.6м. По данным ЭМДС и САТ в этом интервале наблюдается значительное количество дефектов, связанных с существенным нарушением целостности колонны в результате многократной перфорации.

В нижележащем интервале, вскрытом перфорацией, геоэлектрическая характеристика по ЭКОС-31-7 достоверна, что подтверждается промысловыми данными.

В кровельной части пласта (интервал 2818.0 – 2823.6м) установлено наличие невыработанных запасов.Эти интервалы по данным ЭМДС характеризуются меньшим количеством дефектов.

В скважине ХХ26 после обводнения основного продуктивного пласта с целью перевода на другой объект были проведены исследования методами СО-каротажа и ЭКОС-31-7 (рис.4).

По заключению СО-каротажа верхний интервал пласта имеет двухфазную насыщенность (нефть+вода и вода+нефть). По ЭКОС-31-7 в кровельной части пласта зарегистрированы высокие значения УЭС, намного превышающие критические значения для данной залежи. Как следствие, по измерениям ЭКОС- 31-7 кровельная часть содержит безводную нефть.

По заключениям комплекса методов СО – ЭКОС, было принято решение провести перфорацию в интервале 2438.4 – 2441.0м и выполнить промысловые исследования. По данным ПГИ, проведенным после перфорации, получен безводный приток нефти, что подтвердило достоверность информации ЭКОС.

По имеющемуся производственному опыту и литературным данным в табл. 1 приведены области применения ЭКОС в сравнении с другими методами изучения нефтенасыщенности в обсаженных скважинах.

Каротаж по определению удельного электрического сопротивления пластов в скважинах обсаженных металлическими колоннами является промышленным методом, который уже в ближайшее время позволит решить множество проблем нефтегазовых компаний.

По сравнению с другими аппаратурно-методическими комплексами ЭКОС-31-7 имеет ряд преимуществ, которые расширяют круг решаемых задач при снижении финансовых затрат компаний недропользователей. Основные ограничения технологии связаны с выполнением измерений при значительных нарушениях целостности колонны, разделения интервалов насыщенных нефтью и обводненных пресными водами, нет возможности получения достоверных значений удельного электрического сопротивления в многоколонных конструкциях скважин. Вследствии этого, для более точной оценки характера насыщения, необходимо комплексировать технологию ЭКОС-31-7 с другими методами (СО-каротаж, волновой акустический каротаж и т.п.)

• Аулия К., Поерномо Б., Ричмонд В.К., Викоксоно А.Х. и др. Исследование призабойной зоны / «Нефтегазовое Обозрение», т. 7, вып. 2, осень 2002. С. 4-31.

• Добрынин В.М., Городнов А.В., Черноглазов В.Н. Новые возможности геофизики при оценке извлекаемых запасов на поздней стадии разработки месторождений // «Нефтяное хозяйство», вып. 11, 2004. С. 53-56.

• Кривоносов Р. И., Кашик А. С., Рыхлинский Н. И. Аппаратура для электрического каротажа обсаженной скважины ЭКОС-31 / Доклад на IIКитайско-Российском научном симпозиуме по геофизическим исследованиям скважин // Шанхай, 2-5 ноября 2002 г.

• Крючатов Д.Н., Перельман И.Ф., Горохова Э.Р., Костин Ю.И. Опыт промышленного применения технологии радиоактивного каротажа с использованием короткоживущего радионуклида натрия-24 на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2002. Вып. 93 С. 10-33.

• Теленков В.М. Технология определения текущй нефтенасыщенности коллекторов при контроле разработки нефтегазовых месторождений Нижневартовского района // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2002. Вып. 98. С. 72-94.

• Хаматдинов Р.Т,.Велижанин В.А,. Че¬ременский В.Г. С/О – каротаж – перспективная основа современного геофизиче¬ского мониторинга нефтяных месторождений // НТВ «Каротажник». Тверь: Изд. АИС. 2004. Вып. 125-126. С. 4-23.

• Чертенков М., Макарычев М., Юсифов А.Опыт оценки ФЕС и насыщения пластов через обсадную колонну в Тимано-Печорской НГП// Технологии ТЭК, июнь 2007г.