ВСТУП

Геофізичні дослідження свердловин (ГДС) являються областю прикладної геофізики, в якій сучасні методи дослідження речовин використовуються для геологічного вивчення розрізів, виявлення і оцінки запасів корисних копалин, отримання інформації про хід розробки місце утворення і про технічний стан свердловини.

Ці дослідження ще називають промисловою геофізикою. Крім того, на практиці використовується термін “каротаж”. Геофізичні методи, які використовуються для вивчення геологічних розрізів свердловин, в залежності від фізичних властивостей порід, на яких вони базуються, діляться на електричні, радіоактивні, термічні, акустичні, геохімічні, механічні, магнітні та інші.

Суть будь-якого геофізичного методу, полягає в вимірі вздовж отвору свердловини деякої величини, яка характеризується однією або декількома фізичними властивостями гірських порід, які розкриті свердловиною.

Застосування каротажу дозволяє підвищити ефективність вивчення геологічного розрізу свердловини і тим самим ефективність буріння. Геофізичні методи являються на даний час основним способом геологічної документації розкритих свердловиною порід. В процесі буріння свердловини необхідно виконувати ряд контрольних операцій. Багато з них найбільш успішно проводяться за допомогою саме геофізичних методів дослідження свердловин.

Фізичні властивості порід пов’язані з їх геологічною характеристикою, і це дозволяє за результатами геофізичних досліджень судити про породи які були відкриті свердловиною. Геофізичні дослідження в свердловинах виконуються за допомогою спеціальних установок, які називають промислово-геофізичними (каротажними станціями).

Темою мого дипломного проекту є: „Розробка електрометричної апаратури для дослідження нафто-газових свердловин”

1 АНАЛІЗ ГЕОФІЗИЧНИХ ЗАДАЧ ТА ШЛЯХИ ЇХ ВИРІШЕННЯ МЕТОДАМИ ЕЛЕКТРИЧНОГО КАРОТАЖУ

1.1 Історичний огляд розвитку ГДС

Геофізичні методи дослідження свердловин є важливою i невід’ємною ланкою в геологічних, бурових i експлуатаційних роботах, які проводяться iз метою виявлення корисних копалин.

Першими геофізичними дослідженнями свердловин необідно вважати температурні виміри, проведения яких здійснювалося ще у другій половині минулого сторіччя, головним чином у артезіанських свердловинах. В нафтовій промисловості систематичні геотермічні дослідження почались у 1906-1916 р, коли відомий руский геолог-нафтовик Д.В. Голубятніков провів температурні виміри більш ніж у 300 нафтових свердловинах Азербайджану i Дагестану. По одержаним даним вперше була встановлена можливість використовувати геотерми для рішення геологічних i не промислових задач.

В 1926-1928 р. К. Шлюмберже (Франція) запропонував i випробував електричний метод дослідження геолопчних розрізів свердловин. Спочатку він вивчав розрізи свердловин по диференціації гірських порід, ix питомому опору шляхом вимірювання фізичного параметра.

Дані методів уявного опору i потенціалів самочинної поляризації порід, були доповнені вимірюванням питомого опору глинистого розчину, що значно піддвищило ефективність електрометрії свердловин. У 1931 р був розроблений метод самочинної поляризації. Одночасно iз розширенням об'ему промислово-геофізичних робіт удосконалювалася їx методика i технологія. Із 1931 р почали використовувати інклінометр для визначення кута падіння i азимута викривлення свердловини. Це забезпечило надійний контроль за правильністю буріння свердловин, а також дало можливість враховувати викривлення свердловини при геологічних побудовах.

При геолопчному вивченні розрізів свердловин найбільший розвиток одержали електричні методи, які до сьогоднішнього часу являються основними методами безкернової документації. Методи опору i потенціалів власної поляризації у подальшому були доповнені багатьма іншими електричними методами i їх модифікаціями, що знайшли практичне застосування при доопдженні нафтових, газових, вугульних, рудних i інших свердловин.

В 1946 р В.Н. Дахнов запропонував метод опору екранованого заземления, який базується на вимірюванні опору заземления, що екрануеться двома або декількома симетрично розміщеними однополюсними електродами. Екранування головного електрода сприяє зменшенню впливу свердловини на вимірювану величину. Аналопчні схеми цього методу були розроблені фірмою "Шлюмберже".

Ще пізніше були винайдені перфоратори. У перюд i3 1945 по 1955 р був розроблений комплекс методів мікрокаротажу i власної поляризації. Радюактивні методи дослідження свердловин зародилися в 1933-1934 р. Саме першим був застосований гамма-метод. Цей метод вивчення геологічних розрізів базується на диференціації гірських порід по радіоактивним властивостям та вимірюванні у свердловинах інтенсивності гамма-випромінювання.

В 1941 р відомий фізик Бруно Понтекорво запропонував використовувати для вивчення розрізів свердловин нейтронний гамма-метод, який базуеться на вимірюванні інтенсивності гамма-випромінювання, що виникає при опроміненні гірських порід нейтронами. Тоді був винайдений i нейтронно-нейтронний метод, що базуеться на вимірюванні щільності нейтронів при опромінені гірських пopiд нейтронами. Крім вище вказаних методів, найшов застосування метод розсіяного гамма-випромінювання або гамма-гамма-метод, метод наведеноі активності, метод гамма-спектрометрії i ін.

Акустичні методи дослідження свердловин широкого розвитку i застосування набули у 50 р. Тоді був створений перший взірець апаратури акустичного каротажу для реестрації швидкості розповсюдження пружних хвиль по розрізу свердловини. Одночасно iз розвитком комплексу i удосконаленням окремих геофізичних методів дослідження свердловин розвивалась вимірювальна апаратура i спуско-пійомне обладнання. На перших порах здійснювалися точкові виміри (через кожні 0,5-1м глибини) за допомогою потенціометрів, що включалися у спеціальну вимірювальну установку. Розвиток геофізичного приладобудування характеризувався неперервним ускладненням вимріювальної апаратури i розширенням кола задач, як вирішуються за допомогою них. Утворення i удосконалення техніки для дослідження свердловин безпосередньо пов'язане із розробками теорії i методики інтерпретації геофі1зичних методів.

У розвитку i удосконаленнні геофзичної апаратури можна видлити наступні основні напрямки: автоматизація процесу вимірювань; розробка свердловинної апаратури для окремих методів; комплексування вимірювань; стандартизація апаратури. Але основними напрямками подальшого розвитку геофізичного обладнання була: розробка геофізичних лабораторій, що оснащені найновішими ПЕОМ, які поряд iз записом i обробкою забезпечували кількісну інтерпретацію; створення багатоканальної апаратури, яка дозволяла виконувати комплекс геофізичних досліджень за один спуско-підйом; покращення метрологічних характеристик, підвищення надійності, термо- i баростійкості свердловинної апаратури на основі використання нової елементної бази, конструкційних матеріалів i покращення технології їx виготовлення; метрологічне забезпечення геофізичних досліджень свердловин; розробка спуско-шдйомного обладнання i геофізичного кабелю для дослідження свердловин глибиною 10-15 тис.м; створення геофізичних