каротажная установка что такое

Каротаж скважин – что это такое?

Для того чтобы оценить эффективность и работоспособность нефтяного месторождения, чаще всего используют каротаж скважин, который является одним из самых популярных способов разведки. Каротаж включает разные методы геологического исследования скважин; как правило, процедура сопровождается составлением необходимой документации, необходимой для детального изучения скважин. Такое исследование обычно основывается на изучении геофизических полей.

Чаще всего каротаж применяется при бурении скважин для добычи нефти или газа. Процедура нужна для того, чтобы оценить резерв скважины, контролировать техсостояние, а также для возможности проведения взрывных типов работ.

Что такое каротаж и когда он применяется?

Каротаж скважин применяется при разработке нефтяных и газовых месторождений, а также при ремонте ствола самой скважины. Он необходим и при обычной эксплуатации для того, чтобы осуществлять контроль над техническим состоянием скважины. Каротаж применяется в нефте- и газодобывающей промышленности; также некоторые методы могут быть использованы для водяных скважин.

Каротаж скважин нефти и газа помогает держать под контролем их техническое состояние. Поскольку при неисправности скважины может возникнуть не только убыточная, но и опасная для жизни и здоровья рабочих нефтедобывающего предприятия ситуация, то с помощью каротажа можно предупредить ее возникновение.

Для изучения физических резервов скважин проводят каротаж скважин при помощи различных методов, которые имеют разную эффективность не только в зависимости от местности и поставленных перед каротажем задач, но и многих других факторов.

Каротаж скважин осуществляется различными способами, но все они объединены одной общей задачей: изучение искусственных и естественных физических полей, которые имеют разную природу. Интенсивность каротажа зависит от свойств грунта.

Основные методы каротажа

Чаще всего для геофизического исследования нефтяных и газовых скважин используются следующие методы каротажа:

Способы электрического исследования. Этот метод основан на изменении магнитного поля грунтового пласта, которое создается искусственно или возникает без дополнительных стимулирующих действий. Данный способ исследования часто используется для проверки технического состояния ствола. Различные горные породы отличаются по характеристикам проводимости электроразряда. Для того чтобы пользоваться данным методом, нужно знать способность электросопротивления породы, с которой предстоит иметь дело. Принцип работы заключается в следующем: при помощи специального зонда в шахте делают измерения электрического поля. После этого благодаря математическому и физическому анализу можно будет рассчитать основные характеристики месторождения.

Способы ядерно-геофизического исследования. При помощи этого метода каротажа выясняют, какова плотность скважины, ее пористость, количество угля, есть ли в грунте водород или другие газы. Существуют следующие подвиды этого способа исследования:

Методы газового каротажа. При помощи этой группы способов выявляют количество углерода в скважине. Благодаря этому можно вычислить наиболее продуктивный слой грунта, насыщенный газом. Для осуществления этого метода каротажа скважин необходимы чувствительные газоанализаторы. Точность полученных результатов зависит от разновидности применяемого раствора, интенсивности циркуляции, скорости создания скважины и других факторов.

Кавернометрия. Такой метод основан на данных получаемых при замере поперечного диаметра скважин. Эти данные необходимы для вычисления размера обсадной трубы. Также способ позволяет обнаружить повреждения стенок скважины, если такие имеются.

Акустический каротаж. При этом способе измеряют скорость звукового сигнала, которая требуется ему для того, чтобы пройти грунты в пространстве возле скважины. Основан метод на том, что разные породы имеют разную плотность, из-за которой у звукового сигнала разнится время прохождения через слои грунта или породы. Таким образом, можно узнать, через какие слои проходит скважина. Для работы может быть использовано звуковое или ультразвуковое специальное оборудование, и оно состоит из двух типов устройств – датчика, который опускается непосредственно вниз, и аппарата для получения и преобразования результата исследования.

Термокаротаж. Такой метод используется исключительно для контроля работы уже имеющихся скважин. Для проверки состояния скважины в нее опускают специальный термометр. При помощи этого прибора выясняют, имеет ли обсадная колонна скважины целостную структуру и где в ней находятся дефекты, так как температура в поврежденном месте отличается от показателя для всей скважины. Процедура может быть осуществлена посредством определения природного теплового либо искусственного поля, а также методом охлаждения.

Возможности и преимущества каротажа скважин

Каротаж скважин – это достаточно сложный процесс, способ проведения которого зависит от функциональных возможностей, типа месторождения, грунтовых особенностей и других факторов. Полученные результаты могут быть полезны как при ремонте оборудования, так и в процессе разработки обнаруженного нефтяного или газового месторождения.

Видео: Каротаж скважин

Источник

ТОП-5 самоходных каротажных подъемников и описание несамоходных моделей

Совокупность способов разведочной геофизики имеет название каротаж. Исследуют скважины геофизическим оборудованием, предназначенным для многократного использования. Подъемник каротажный самоходный относится к вспомогательному оборудованию геофизических исследований.

Назначение и особенности

Каротажным подъемником выполняются подъемно-спусковые операции при разработке месторождений газа и нефти глубиной до 7000 м, а также исследования нагнетательных скважин.

Подъемное устройство ПКС имеет следующее оборудование:

Крепится ПКС на шасси машин Урал, КамАЗ.

С помощью подъемной машины выполняется подвозка механизмов и оборудования для исследований. Подъемники обладают следующими особенностями:

Также на заводах изготавливаются модульные самоходные станции. Они предназначены для обследования скважин при бурении.

Самоходная станция состоит из следующего оборудования:

Несамоходные

Каротажные несамоходные машины (ПКН) используются при проведении спусковых и подъемных манипуляций для зондажа скважин на наличие газа и нефти глубиной до 7000 м. Диаметр кабеля должен составлять не более 36 мм. Такой агрегат (ПКН) устанавливают на раму в виде саней или на отдельную конструкцию.

Части несамоходного подъемника:

Одним из крупных производителей каротажных несамоходных машин в сохраняемом постоянную температуру автофургоне на вертолетных подвесках и санях является Мытищинский приборостроительный завод.

Подъемник ПКН-3,5М (вертолетный вариант) используют при осуществлении спусковых и подъемных действий при геофизических разведках в буровых, которые делают для добычи нефти и газа на глубине 4000 м.

Диаметр каротажного кабеля, который наматывается на барабан, — 12,5 мм. Сила тяги кабеля на первых 2 рядах намотки барабана лебедки — 60 кН. Тип привода лебедки механический. Скорость намотки на барабан — 8500 м/ч. Тип двигателя — дизель Д-243. Рабочий объем цилиндра двигателя — 298 л. Максимальный крутящий момент двигателя — 4,75 Нм.

Масса полностью укомплектованного агрегата — 8290 кг.

Грузоподъемность вертолетной подвески (которую эксплуатируют на вертолетах Ми — 26) — не более 10000 кг.

Подъемник каротажный несамоходный санного типа (ПКН-3,5Э) имеет электрический привод. К месту проведения работ транспортируется вертолетом. Геофизическийкаротаж газовых и нефтяных скважин глубиной до 3000 м проводится оборудованием такого типа.

Подъемный каротажный несамоходный агрегат (ПКН) имеет взрывозащиту, изготовлен с электрогидравлическим приводом лебедки. Применяется для работы на морской платформе. Он поднимает и спускает кабелем основные технологические приборы для работы в скважинах глубиной до 7 км.

Класс взрывозащиты — Зона ll. ПКН одобрен Морским Регистром Судоходства. У подъемника есть система управления и контроля над производимыми работами, а также приборная панель для измерения углубления и темпа натяжения геофизического кабеля.

Подъемник имеет 3 отделения:

Лабораторный отсек оборудован контрольным пультом для слежения и управления подъемными и спусковыми работами.

Каротажный подъемник ПКН-3,5Г — оборудование контейнерного типа с системой автономного электропитания. На рабочее место доставляется вертолетом. Используется при проведении спуско-подъемных работ в скважине глубиной до 3500 м. Если нужно, этот агрегат оборудуется санями и помещается на контейнеровоз. Его можно использовать как самоходный подъемник.

Несамоходные подъемники выделяются:

Самоходные

Подъемник ПКС каротажный рассчитан на профессиональное использование при работе с различного вида скважинами и соответствует основным системам сертификации.

Подъемник каротажный самоходный ПКС 5 изготовлен для работы в поле. Используется при проведении спусковых и подъемных работ на глубине 5000 м.

Подъемная машина ПКС 2 на шасси Урал, ГАЗ-33081, КамАЗ с числом колес 4х4 (6х6) используется для спуско-подъемных работ на глубине до 2 км и для бурения скважин с эксплуатацией каротажного кабеля, диаметр которого составляет не более 20 мм.

Лебедка ЛГК (СПА-2) оборудована тормозной системой, что делает торможение плавным и надежно удерживает скважинный прибор при нужных остановках. Усилие на ручку тормоза — не более 150 Н. Лебедка автоматически укладывает кабель на барабан.

ПКС-3,5

Предназначен для спусковых и подъемных работ со скважинами глубиной 3500 м. Показатели мощности техники средние.

Спуско-подъемные операции подъемником ПКС-7 проводят в скважинах глубиной до 7000 м. Кузов подъемника — это 2 отсека (лабораторный и лебедочный).

ПКС-12

Служит для работ с самыми глубокими скважинами — до 12 км. Такой подъемник можно использовать и в горизонтальном положении.

На гусеничном ходу

В связи с расширением нефтяной промышленности возникла необходимость поиска новых месторождений нефти. Для этого разработана машина на гусеничном ходу, которая служит для геофизических и геологических исследований в скважинах, находящихся в непроходимых и заболоченных местах.

Такое оборудование имеет лебедочный и лабораторный отсеки.

Источник

Что такое каротаж

Каротаж – комплекс геофизических методов исследования буровых скважин для изучения геологических разрезов и выявления полезных ископаемых. Помимо разработки газовых и нефтяных месторождений каротаж применяется для контроля над техническим состоянием скважины.

Сам метод представляет собой спуск геофизического зонда на необходимую глубину бурения и последующий медленный подъем с регистрацией поступающих сигналов. Часть данных сразу передается на поверхность по геофизическому кабелю, а часть записывается в памяти зонда.

Радиус проводимого исследования составляет всего несколько метров (иногда – сантиметров), однако высокая детальность позволяет установить глубину залегания пласта и даже характер его изменений.

Происхождение слова

Термин «каротаж» и сам метод впервые ввели в употребление основатели французской нефтесервисной компании братья Шлюмберже. Они специализировались на обнаружении угольных пластов. Затем метод распространился на рудные, нефтяные и газовые месторождения.

Дословно с французского la carotte переводится как «морковь». Буровики так называли между собой образец керна (извлеченные горные породы). Второе значение слова – «мошенничество».

Сначала каротажников считали жуликами, поскольку их методика не давала обещанных точных результатов. В английском, немецком и французском жаргонное название со временем заменили новым термином, однако в русском языке закрепился исходный вариант.

Плюсы исследования

Бурение скважин для разведки местонахождения полезных ископаемых является точной, но довольно дорогостоящей процедурой. Самая накладная часть – доставка керна в лабораторию в первозданном виде. При этом на хрупких и сыпучих породах поднятие цельного образца невозможно технически.

Поэтому возникло бескерновое исследование, опирающееся на анализ готовой скважины. Каротаж намного бюджетнее: метод не превышает 4% от стоимости буровых работ. При этом данные собираются в достаточном объеме.

Например, геофизический зонд с необходимым оборудованием передает следующую информацию:

Каротаж помогает выявить сбои в работе самой скважины:

Минусы методики

Скважина никогда не бывает идеально прямой. Данный фактор усложняет определение текущей глубины зонда. Для избежания ошибок показатель измеряют сразу двумя способами: считыванием магнитных меток на геофизическом кабеле (через каждые 10 метров) и подсчетом муфт (соединения труб в скважине).

Также нужно строго контролировать скорость движения прибора вверх: слишком низкая скорость значительно увеличивает время и стоимость работ, слишком высокая вызывает «слепоту» аппаратуры, которая не успевает считывать сигналы.

Поэтому для увеличения точности показателей в геофизическом зонде размещают сразу несколько приборов для измерения различными методами. Если необходимой техники слишком много или она несовместима, применяются «коса» (короткий кабель с датчиками, который крепится к зонду) или связка из нескольких зондов.

Итоговые результаты анализируют совместно. Например, электрический метод анализа сопротивления пород не может отличить известняк от угля, однако облучение разреза скважины гамма-излучением позволяет выявить среди слоев именно известняк.

Методы проведения каротажа

Все способы получения информации через каротажные работы можно разделить на 3 группы.

Электрическое исследование

Метод основан на измерении и анализе электрического поля грунтового пласта. Дело в том, что горные породы по-разному проводят электроразряды. Поля возникают самопроизвольно без дополнительных действий или создаются искусственно в разрезе буровой скважины. Данный способ обычно применяется для проверки технического состояния ствола. Также он помогает характеризовать насыщенные водой пласты.

Радиоактивное исследование

Метод основан на регистрации естественных ионизирующих излучений пород и на изучении реакции пластов на испускаемые специальным источником y-лучи или нейтроны. Преимущественная сфера использование – разведка нефтегазовых месторождений. Возможна исследовательская работа в открытом и обсаженном стволе скважины.

Виды радиоактивного метода анализа:

Классическое исследование

Включает в себя несколько видов анализа:

Наибольшей популярностью пользуются газовый способ и гамма-излучение для сбора информации о скважине. Они отлично отражают показатели герметичности обсадной колонны.

Часто в процессе или после каротажа проводится видеосъемка. Записанный материал передается специалистам для интерпретации данных, поиска полезных месторождений и обнаружения отклонений в работе скважины.

Источник

Схема проведения каротажа

Схема установки для геофизических исследований скважин показана на рис.2. К кабелю 2, намотанному на барабан лебедки подъемника 6, подсоединяется скважинный прибор 1, в котором находятся датчики и электронные узлы. Прибор опускают в скважину через направляющий блок 4 и блок-баланс 3. Выполняя грузонесущие функции, кабель 2 служит также для подачи питания и сигналов управления к скважинному прибору и передачи информации на поверхность. Кабель соединен с геофизической лабораторией 7 через соединительный провод 8. Полевой информационно-измерительный комплекс, включающий подъемник и лабораторию, называют каротажной станцией.

При проведении геофизических исследований в относительно неглубоких скважинах обычно используются каротажные станции, объединяющие в единый блок спуско-подъемное оборудование (каротажный подъемник) и каротажную лабораторию, включающую в себя измерительную и регистрирующую аппаратуру, а также источники питания.

Каротажный подъемник станции оборудован лебедкой с электроприводом. Привод лебедки осуществляется через двухскоростную коробку передач. На барабане лебедки намотан бронированный трехжильный каротажный кабель, нижний конец которого имеет стандартный кабельный наконечник, предназначенный для механического и электрического соединения кабеля с каротажными зондами и скважинными приборами, оборудованными в своих верхних частях соответствующими стандартными головками. Равномерная укладка кабеля на барабан лебедки, при подъеме скважинного прибора, обеспечивается автоматическим кабелеукладчиком, работа которого, в случае необходимости, подправляется ручным коллектором.

Для определения глубины, на которой находится скважинный прибор, каротажный кабель размечается, т.е. на него через равные интервалы (обычно – 20 метров) наносятся метки, магнитные или вещественные. Магнитные метки представляют собой намагниченные участи кабеля. Вещественные – небольшие бандажи из изоляционной ленты, накладываемые на кабель. Для более надежной привязки к глубинам метки, кратные 100 метрам, делаются отличными от рядовых. Считывание магнитных меток осуществляется с помощью датчика магнитных меток глубины (ДМГ), который формирует электрический сигнал «глубина-метка» в момент прохождения мимо него намагниченного участка кабеля. Вещественные метки контролируются визуально, при этом в момент их прохождения между роликами кабелеукладчика на диаграммной ленте ставится метка.

Верхний конец каротажного кабеля заправляется внутрь барабана лебедки и подключается к смонтированному на его вале коллектору, обеспечивающему электрическое соединение жил кабеля с измерительным оборудованием каротажной станции. Корпус коллектора закреплен на раме лебедки, а его вращающаяся часть крепится к валу. Жилы каротажного кабеля подключаются к клеммам на вращающейся части коллектора, а соединительный кабель с каротажной лаборатории (т.н. коллекторный провод) – к клеммам на его корпусе. Электрическое соединение жил каротажного кабеля с соответствующими жилами коллекторного привода осуществляется с помощью находящихся внутри коллектора металлических колец и прижимающихся к ним щеток.

Для проведения каротажа станцию устанавливают на расстоянии 10-20 метров от устья скважины так, чтобы ось лебедки была горизонтальна и перпендикулярна к направлению на устье, и при необходимости затормаживают, подкладывая под колеса клинья (рис.2). Над устьем скважины надежно закрепляется блок-баланс таким образом, чтобы плоскость его колеса была перпендикулярна оси барабана лебедки и направлена на его середину, а пропущенный через блок-баланс кабель свободно опускался в устье скважины. С осью блок-баланса соединяют механический и электронный датчики глубин, а на его раме, вблизи каротажного кабеля, размещают ДМГ. ДМГ и электронный датчик глубин соединяются кабелями со станцией. Станция надежно заземляется и только после этого разматывается и подключается сетевой провод.

Перед началом работ с помощью мегомметра проверяют сопротивление между жилами кабеля и броней (оно не должно быть менее 2 ом·м). Затем к каротажному кабелю подключается скважинный прибор (или зонд) и после проведения необходимых операций (эталонирование, запись стандарт-сигналов и т.п.), он опускается на несколько метров в устье скважины, после чего лебедка ставится на тормоз. На счетчиках глубин устанавливают нулевые показания, тормоз отпускается и начинается спуск скважинного прибора в скважину. Для спуска рычаг коробки передач привода лебедки переводится в положение «0». Скорость спуска не должна превышать 10000м/ч, она регулируется торможением барабана лебедки, которое производится плавно, без рывков. Процесс спуска внимательно контролируется и немедленно замедляется или вовсе прекращается в случае резкого провисания кабеля, что обычно свидетельствует об остановке скважинного прибора или его торможении. Спуск прекращается сразу по достижении скважинным прибором забоя и лебедка ставится на тормоз. В любом случае на барабане лебедки должно оставаться не менее половины последнего ряда витков. Перепуск кабеля может привести к аварии в результате его складывания и образования петель. При прохождении башмака (нижнего конца) обсадной колонны и других технических опасных интервалов, к которым относятся резкие изменения диаметра скважины, обрезки металлических труб и пр., скорость спуска уменьшают.

Большинство каротажных исследований выполняется при подъеме скважинного прибора, для чего переключают режимы работы лебедки со спуска на подъем и включают ее привод. Для этого рычаг коробки передач переводят в положение «I» или «II», в зависимости от требуемой скорости подъема, и сняв лебедку с тормоза, подают питающее напряжение на электродвигатель. Сразу после отрыва скважинного прибора от забоя, регулируя возбуждение двигателя, устанавливают требуемую скорость подъема, которая в основном определяется техническими характеристиками используемой аппаратуры и решаемыми задачами. С приближением скважинного прибора к устью, скорость подъема снижается до минимальной и внимательно отслеживаются показания счетчиков глубин и предупредительная метка. При появлении предупредительной метки, которая устанавливается на расстоянии около 10 м от конца кабеля и должна быть хорошо видимой, лебедка останавливается и скважинный прибор извлекается из устья вручную. После проведения необходимых операций, как правило, аналогичных выполняемым перед спуском, аппаратура отключается, а скважинный прибор отсоединяется. Для привязки результатов измерений к глубинам, необходимо знать расстояние от роликов кабелеукладчика до поверхности земли у устья скважины («мертвый замер»- Н_мз) и цену деления первой метки (Н_Ц.М.П) – расстояние от точки записи СП(зонда) до метки от которой отмерялись расстояния при разметке кабеля. Эти расстояния измеряются вдоль каротажного кабеля мерной лентой.

Перед проведением ГИС бурение прекращают и буровой инструмент извлекают из скважины. Вместе с тем все большее распространение получают исследования скважин в процессе бурения.

Для исследования наклонных, горизонтальных и восстающих скважин, пробуренных из штолен и горных выработок, применяют приборы с автономным питанием и регистрацией, транспортируемые к забою с помощью специальных устройств или бурового инструмента.

Источник