Выделение продуктивных горизонтов
Сами по себе данные радиоактивного кароттажа не позволяют провести выделение продуктивных пластов, так как показания гамма-кароттажа и нейтронного гамма-кароттажа против нефтеносных и водоносных пластов обычно не отличаются друг от друга. Выделение продуктивных пластов, как правило, проводят путем сопоставления данных радиоактивного и электрического кароттажа.
Наиболее успешно эта методика применяется при выделении продуктивных карбонатных отложений. Высокопористые разности известняков выделяются по минимумам на диаграмме НГК. Кривая ГК показывает, что эти минимумы не связаны с наличием в разрезе глинистых прослоев. Кривая кажущихся сопротивлений в свою очередь отмечает отсутствие в разрезе пластов низкого сопротивления, т. е. водоносных коллекторов; высокопористые пласты отмечаются высокими сопротивлениями, т. е. являются нефтеносными.
Также достаточно нагляден пример комплексной интерпретации данных радиоактивного, электрического и газового кароттажа одной из скважин районов Саратовского Поволжья. Данные радиоактивного кароттажа позволили в этом случае уточнить по пониженным показаниям положение продуктивного газоносного горизонта, залегающего в интервале 702—712 м. Показания электрического кароттажа при этом не позволили отделить верхнюю продуктивную часть пласта от нижней, представленной плотными породами, тогда как данные газового кароттажа нечетко фиксируют границы залежи, особенно в нижней части. Пониженные по сравнению с нижележащими плотными известняками. В ряде районов газоносные коллекторы отмечаются высокими показаниями. В данном случае в связи с проникновением фильтрата бурового раствора в пласт последний отмечается так же, как и пласты, насыщенные жидкостью (нефтью или водой).
Выделение в разрезе коллекторов
Наиболее важной задачей, решаемой при помощи радиоактивного кароттажа, является выделение коллекторов в карбонатных разрезах. В этих разрезах данные электрического кароттажа недостаточны для выделения в разрезе пластов, которые могут являться продуктивными горизонталями.
По данным радиоактивного кароттажа пласты с повышенной пористостью и проницаемостью хорошо выделяются по зонам, характеризуемым низкими показаниями на кривых гамма-карот-тажа и пониженными значениями на диаграммах НГК. Был приведен пример выделения в монотонной толще карбонатных отложений пористых пластов. В интервале 935—962 м хорошо выделяются по пониженным показаниям НГК пористые разности в пласте известняка, залегающего в интервале 925— 962 м.
При решении задачи выделения в песчано-глинистых разрезах коллекторов радиоактивный кароттаж не дает существенных преимуществ перед электрическим кароттажем. Из-за недостатков методов РК сравнительно с электрическим кароттажем: небольшие скорости измерений, значительное влияние на показания НГК минерализации пластовых вод и раствора, применение методов РК для изучения продуктивных песчано-глинистых толщ часто ограничивается исследованиями в разведочных скважинах.
Использование данных для изучения разрезов
По своей значимости радиоактивный кароттаж занимает одно из ведущих мест в комплексе методов промысловой геофизики, применяемых для изучения геологического разреза скважин, бурящихся на нефть.
Производственные партии применяют два вида методов радиоактивного кароттажа: по естественному излучению горных пород гамма-кароттаж (ГК) и по вызванному у -излучению нейтронный гамма-кароттаж (НГК).
Оба эти метода используются для решения задач: изучения литологического состава пластов, выделения в разрезе коллекторов нефти и газа и оценки коллекторских свойств продуктивных горизонтов.
Применение РК для расчленения литологического состава пород
Наиболее эффективным является применение РК при изучении литологического состава разрезов скважин, представленных породами, включающими гидрохимические отложения, а также в скважинах, заполненных соленой водой.
Разрезы, включающие гидрохимические отложения, встречаются на нефтяных месторождениях Прибельской зоны (Ишимбайский район. Башкирия), Ферганской долины и некоторых других.
Данные электрического кароттажа в этом случае недостаточны. Для построения геологической колонки, литологический состав пород разреза уточняется по результатам радиоактивного кароттажа.
Некоторые виды аппаратуры и комплексирование измерений
Для точной увязки глубин при кароттаже и при перфорации следовало бы все перфораторы и приборы для радиоактивного кароттажа снабжать локаторами муфт.
Разработкой локаторов муфт занималось Конструкторское бюро нефтяной промышленности и НИИГР. В НИИГР была опробована схема с постоянными магнитами и схема с электромагнитами, питаемыми постоянным током. Установлено, что локатор при испытании отдельно от аппаратуры РК отбивает муфты, однако разделить импульсы от локатора и импульсы от счетчиков с должной четкостью пока не удается. Пришлось начать разработку более сложного локатора, питаемого переменным током.
В НИИГР проводилась также разработка аппаратуры для гамма-гамма-кароттажа. Макет прибора имел следующие отличительные особенности:
1) глубинный прибор прижимается к стенке скважины стороной, на которой размещены источник и индикатор;
2) применены галогенные счетчики, упрощающие схему аппаратуры;
3) применен дюралевый корпус, обеспечивающий слабое поглощение мягкого рассеянного излучения.
В дальнейшем продолжились испытания макета и составление технической документации на серийный прибор.
Аппаратура радиоактивного кароттажа
Существующая аппаратура радиоактивного кароттажа имеет следующие недостатки:
а) малая допустимая скорость перемещения глубинного прибора (200—300 м/час);
б) недостаточная теплостойкость.
Малая допустимая скорость перемещения глубинного прибора связана с низкой эффективностью применяемых в настоящее время индикаторов у-излучения — самогасящихся разрядных счетчиков.
Поэтому необходимо переходить к использованию аппаратуры со сцинтилляционными счетчиками, которые, надо полагать, позволят несколько повысить скорость измерений и существенно улучшить качество кривых РК.
В свое время, еще на заре начала производства такой аппаратуры, задержка Институтом нефти АН создания серийной аппаратуры со сцинтилляционными счетчиками побудила НИИГР и завод «Нефтеприбор» самостоятельно заняться разработкой этой аппаратуры.
Основное отличие этой аппаратуры, разрабатываемой под руководством Я. Я. Горского, состояло в том, что в ней в качестве источника питания вместо батарей из сухих элементов был применен высоковольтный генератор, в котором стабилизация выходного напряжения обеспечивается высоковольтным газовым стабилизатором типа СГ-9С. На этой основе была создана простая и надежно работающая схема прибора.
Применение в качестве источника напряжения высоковольтного генератора весьма упрощает эксплуатацию аппаратуры.
В 1955 г. в НИИГР был разработан макет одноканальной аппаратуры со сцинтилдяционным счетчиком; испытания его показали хорошие результаты.
Чтобы наиболее полно использовать преимущества сцинтилляционных счетчиков, необходимо иметь в достаточном количестве большие люминофоры.
Существенных успехов добился Институт машиностроения и автоматики АН УССР, который поставил ряд работ по выращиванию кристаллов.
В 1955 г. Научно-исследовательский вакуумный институт по согласованным с НИИГР техническим условиям разработал ионизационные камеры, которые, также дали некоторое повышение эффективности по сравнению с разрядными счетчиками. Однако опробование этих камер задерживалось из-за отсутствия соответствующих радиотехнических схем.
Недостаточная теплостойкость аппаратуры.
В глубоких скважинах некоторых районов наблюдается высокая температура, что затрудняет работу аппаратуры радиоактивного кароттажа. С целью обеспечения нормальной работы аппаратуры радиоактивного кароттадаа было сделано следующее.
1. По договору с НИИГР разработана технология изготовления температуростойких разрядных счетчиков.
В настоящее время мы получаем счетчики ВСТ-9, обеспечивающие возможность работы с ними до 150°.
2. Создан одноканадьный прибор для радиоактивного кароттажа при температурах до 150-—170°.
Возможность работы при высоких температурах обеспечена изменением схемы высоковольтного генератора, применением счетчиков ВСТ-9 и тщательным подбором деталей для схемы.
3. Филиалом КБНП по договору с НИИГР разработана более совершенная двухканатная аппаратура радиоактивного кароттажа.
Еще в 1955 г. были изготовлены и испытаны в лаборатории два опытных образца этой аппаратуры, которые затем были направлены на Грозненские нефтепромыслы для испытания в скважинах и опытной эксплуатации.
Наземная часть аппаратуры состоит из пульта управления с глубинным прибором и вспомогательной панели с десятичной пересчетной схемой и осциллоскопом. Регистрирующим прибором служит фоторегистратор ФР-4 иди автоматический потенциометр типа ПАСК.
Глубинный прибор, укомплектованный теплостойкими счетчиками ВСТ-9, рассчитан на внешнее давление до 800 кг /см2- и температуру до + 150°. Предусмотрена возможность дистанционного управления длиной зонда НГК, изменяющиеся в пределах от 500 до 875 мм.
Для повышения надежности работы аппаратуры и упрощения ее настройки в глубинном приборе предусмотрено формирование импульсов по амплитуде и длительности.
Следует заметить, что, к сожалению, создание двухканальной теплостойкой аппаратуры сильно задержалось уже сейчас эта аппаратура несколько отстает от современных типов аппаратуры для радиоактивного кароттажа, в которых используются сцинтилляционные счетчики.
4. С целью повышения предельной температуры применения аппаратуры со сцинтилляционными счетчиками Институтом машиностроения и автоматики АН УССР в свое время были рассмотрены возможности термостатирования фотоумножителя и люминофора.