Bušotinska karotaža. Preddiplomski studij Naftnog rudarstva IV semestar

Transcription

1 Bušotinska karotaža Preddiplomski studij Naftnog rudarstva IV semestar Ostale karotažne metode (kaliper, dipmetar, mjerenje temperature) 2 Ostale karotažne metode Metode koje se redovito koriste u dubokim bušotinama: karotaža promjera bušotine snimanje stijenke bušotine karotaža kvalitete cementacije karotaža temperature karotaža devijacije bušotine 3 1

2 Promjer i oblik bušotine Promjer bušotine : često se znatno razlikuje od promjera dlijeta promjer i oblik bušotine ovisi o stanju slojeva koji se buše Poznavanje dimenzije bušotine potrebno je zbog: određivanja njenog volumena zbog cementacije i količine isplake, interpretacije drugih karotažnih dijagrama (npr. elektrokarotažnih i radioaktivnih) određivanja mjesta tehnoloških zahvata u bušotini mjerenje se provodi u nezacjevljenim, ali i zacjevljenim bušotinama Prema Bassiouni Z. (1994) 4 Mjerenje promjera bušotine Instrument za mjerenje kaliper Konvencionalni kaliper Sastoji se od 3 ili 4 mehaničke poluge (ručke) koje su u kontaktu sa stijenkom bušotine. poluge se uvlače i izvlače pomoću elastične opruge, ovisno o promjeru bušotine Mjerenje - pomoću dvije zavojnice kroz jednu zavojnicu teče izmjenična struja konstantne jakosti inducirani napon u prijemnoj (induktivnoj) zavojnici mijenja se proporcionalno s promjerom bušotine ili površinom presjeka bušotine 5 2

3 Mjerenje promjera bušotine Promjer bušotine ukazuje na: stanje stijena i stupanj njihove razlomljenosti Kako kaliper dolazi do pukotine, poluga se širi i stvara naglu promjenu na dijagramu. 6 Mjerenje promjera bušotine Promjer bušotine promjer dlijeta (eng. on gauge ) u tvrdim, konsolidiranim, nepropusnim stijenama Povećanje promjera bušotine u mekanim, nekonsolidiranim slojevima (uslijed ispiranja) u stijenama koje se otapaju u vodi (npr. sol) u prirodno raspucalim stijenama (uslijed njihovih slabih mehaničkih svojstava) Smanjenje promjera bušotine u propusnim slojevima bušenim s isplakom koja sadrži čvrste čestice (promjer bušotine je smanjen za dvostruku debljinu isplačnog obloga) šejlovi i gline koji su nabubrili (uslijed apsorpcije vode) 7 3

4 Promjer i oblik bušotine Mjerenje pomoću 4 kraka daje dva promjera bušotine s međusobno okomitim pravcima pružanja omogućavaju određivanje oblika bušotine proširenje uzrokovano erozijom žlijeb kanala bušotine Dijagram 4-krakog kalipera (prema Rider, 1996) 8 Promjer i oblik bušotine Primjena dijagrama kalipera: dodatne informacije o litologiji (korelacija s drugim dijagramima) indikator propusnih i poroznih slojeva (zajedno s drugim dijagramima) određivanje debljine isplačnog obloga izračunavanje volumena bušotine izračunavanje volumena cementa procjena kvalitete ostalih karotažnih mjerenja i potrebnih korekcija Posljedice nepravilnog promjera bušotine pri interpretaciji karotažnih mjerenja: 1.pojedine sonde konstruirane su tako da mjere unaprijed određen volumen s povećanjem promjera povećava se i dio volumena u kojem je isplaka, pa se mjerene vrijednosti ne odnose samo na stijenu, a u ekstremnim slučajevima mogu pokazivati samo svojstva isplake 2.kod sondi koje se nalaze na papuči pritisnutoj uz stijenku bušotine, veliki utjecaj na mjerenje ima debljina isplačnog obloga i/ili džepovi isplake 9 4

5 Snimanje stijenke bušotine Promjene mikrootpornosti povezane su s petrofizikalnim i litološkim promjenama te se interpretiraju u smislu: strukturne geologije (rasjedi, nagib slojeva) identifikacije i procjene sedimentnih oblika (granice sedimentnih tijela, nagibi, tanki slojevi) teksture stijena (karbonatne teksture, sekundarna poroznost, sustavi pukotina, granice slojeva) dopune informacijama dobivenim iz jezgri Prednosti snimanja stijenke bušotine: poboljšani opis ležišta cijena i ušteda vremena (kompletna interpretacija t ij na jednoj j slici) i) podaci dobiveni iz raznih okoliša (usmjerenih i horizontalnih bušotina) točnija i pouzdanija interpretacija sedimentnih oblika točnija procjena proizvodnog sloja Karotaža kvalitete cementacije kontrola stupnja vezivanja cementa kojim se zapunjava prostor između cijevi i stijene (osim u području proizvodnog sloja) kvalitetu cementacije potrebno je poznavati da bi se izbjegli gubitci u proizvodnji i nepotrebne sanacije mjerenje se izvodi zvučnom karotažom i to tako da se mjeri smanjivanje energije na prijemniku udaljenom oko 3 stope (CBL), odnosno 5 stopa od odašiljača (VDL) eng. Acoustic Cement Bond Log (CBL) Variable Density Log (VDL) dobro vezani cement iza cijevi djelovati će tako da je amplituda vala smanjena Loša cementacija (bez cementa) velike amplitude zvučnog vala Kvalitetna cementacija (bez kanala i pukotina) male amplitude zvučnog vala 21 9

6 Karotaža kvalitete cementacije pomoću CBL-sonde snima se utjecaj cijevi i cementnog obloga na zvučni val koji se emitira iz odašiljača sonde amplituda na krivulji reflektiranog vala biti će maksimalna u području slabe cementne veze amplituda će biti najmanja u području dobre cementne veze između cijevi i formacije Cement se može dobro vezati za cijev, ali ne i za stijenu (tako da postoji komunikacija) snima se cijeli valni niz gdje se jasno mogu odvojiti signal cijevi i signal stijene ako je signal cijevi mali, a signal formacije veliki postignuto je dobro vezivanje cementa za cijev i za stijenu tj. proizvodni slojevi su dobro izolirani 22 Karotaža kvalitete cementacije VDL (Variable Density Log) - daje grafički prikaz cijelog valnog oblika snimljenog pomoću prijemnika na udaljenosti 5 stopa (oko 1,5 m) od odašiljača Loša cementacija jake paralelne crne i bijele okomite pruge Kvalitetna cementacija sivo područje bez pruga Rezultati mjerenja prikazuju se na nekoliko načina: -veličina amplitude - prikaz valnog oblika - prikaz seizmogramom (VDL) valni oblici koriste se kako bi se identificirao put vala i potvrdila interpretacija amplitude VDL se koristi za procjenu cementne veze i pomaže otkriti prisutnost kanala i pojava plina 23 10

7 Karotaža kvalitete cementacije bez cementa cement na cijevi loša kvaliteta cementacije cementni oblog stijena VDL (Variable Density Log) dobra kvaliteta cementacije 24 Važnost poznavanja temperature pri interpretaciji karotažnih mjerenja velik broj mjerenih parametara ovisi o temperaturi (npr. otpornost isplake i otpornost slojne vode) Povećanje temperature s dubinom geotermalni gradijent (g G ) dt = dz Između površine Zemlje (S) i dubine D vrijedi: = g G TD Ts D dt g dz G 0 TD = Ts + g temperatura raste linearno s dubinom ne vrijedi blizu površine gdje na temperaturu utječu dnevne i godišnje promjene temperature zraka u stvarnim uvjetima na promjenu temperature u bušotini utječe i toplinska vodljivost pojedinih slojeva (nije konstantna) G D 25 11

8 Promjena temperature s dubinom odstupanje od linearnog trenda uzrokovano je izmjenama slojeva s različitim toplinskim vodljivostima prilikom interpretacije karotažnih dijagrama ove lokalne promjene se najčešće zanemaruju Geotermalni stupanj dubinski interval u kojem se temperatura promijeni za 1 C Prema Bassiouni Z. (1994) 26 Mjerenje temperature mjerenje se uvijek vrši na dnu bušotine (max. temperatura) i/ili intervalno duž bušotine ili duž cijele bušotine Instrumenti za mjerenje o jednostavan maksimalni termometar (bilježi samo najveću temperaturu) o termistor temperaturno osjetljiv poluvodič (može kontinuirano mjeriti) mjeri se otpor koji ovisi o temperaturi Mjerenjem temperature ustvari se mjeri temperatura isplake ona poprima temperaturu okolnih slojeva, ali potrebno je 6 do 12 sati mirovanja isplake, nakon prestanka cirkulacije 27 12

9 Primjena karotaže temperature: određivanje visine cementa iza cijevi i zona s loše vezanim cementom Cement prilikom vezivanja oslobađa toplinu, pa se vrh cementa prepoznaje prema povećanju temperature. određivanje kavernoznih mjesta u stijenama U kavernoznom području troši se više cementa nego u normalnom prostoru između cijevi i stijene povećanje temperature Mjerenje temperature izvodi se nekoliko sati nakon cementacije (ovisno o vrsti cementa) 28 određivanje mjesta gubitka isplake povećanje temperature na dijagramu Ispod mjesta gubitka isplake, ona miruje i poprima temperaturu okolnih stijena Iznad mjesta gubitka isplake ima manju temperaturu od stijene zbog stalne cirkulacije detektiranje pojava plina u bušotini Istjecanje (ekspanzija) plina uzrokuje smanjenje temperature određivanje željenih intervala prilikom tehnoloških zahvata u bušotini korelacijom dijagrama temperature s elektrokarotažnim dijagramima 29 13