Аппаратура высокочастотного индукционного каротажного изопараметрического зондирования - проблемы надежности и качества

АППАРАТУРА ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ИНДУКЦИОННОГО КАРОТАЖНОГО ИЗОПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ - ПРОБЛЕМЫ НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА

1. Особенности метода ВИКИЗ

Метод высокочастотного индукционного каротажного изопараметрического зондирования (ВИКИЗ) предназначен для исследований скважин, бурящихся на нефть и газ, с удельным сопротивлением бурового раствора более 0,2 Ом*м. ВИКИЗ может быть использован для исследования сухих скважин, а также скважин, обсаженных непроводящими трубами.

Метод ВИКИЗ обеспечивает выделение пластов-коллекторов, определение их эффективной мощности и удельного электрического сопротивления (УЭС) как в зоне проникновения, так и в не затронутой проникновением части пласта, в том числе и в пластах относительно небольшой мощности, отбивку водонефтяных и водогазовых контактов. Результаты ВИКИЗ в комплексе с петрофизическими данными позволяют определять проницаемость коллекторов, коэффициент нефтегазонасыщености и нефтеотдачу пластов.

Решаемые задачи

Вертикальные скважины

        визуальная экспресс-оценка характера флюидонасыщения;

        выделение коллекторов с расчетом эффективной мощности;

        определение УЭС от скважины до незатронутой проникновением части пласта;

        индикация и определение характеристик окаймляющей зоны;

        поиск водонефтяных, газоводяных контактов, а также переходных зон.

Горизонтальные скважины

        оценка местонахождения кровли и подошвы коллектора относительно ствола скважины;

        определение ВНК и ГНК внутри коллектора;

        выделение непроницаемых субгоризонтальных прослоев;

        определение УЭС пласта и вмещающих пород;

        оценка электрической макроанизотропии в тонкослоистых коллекторах;

        уточнение углов встречи ствола скважины и границ пласта.

Состав прибора

Аппаратура ВИКИЗ состоит из скважинного и наземного приборов. Первый включает зондовый комплекс и электронно-измерительный блок. В состав комплекса входят пять электромагнитных зондов различной глубинности и электрод ПС.

Каждый зонд содержит одну генераторную и две приемных катушки. Измеряется разность фаз между э.д.с., наведенными в приемниках. Регистрируемая величина однозначно связана с УЭС горных пород, окружающих скважину.

Электронно-измерительный блок обеспечивает:

        возбуждение электромагнитного поля в среде;

        преобразование сигналов от измерительных катушек;

        измерение разности фаз и сигнала ПС;

        передачу цифровой информации по стандартному 3-жильному каротажному кабелю в наземный прибор или в каротажную станцию.

Основная функция наземной прибора — прием и преобразование информации, поступающей от скважинного прибора. В компьютеризированной каротажной станции функции наземного прибора может выполнять специальная программа.

Основные функции:

        интерпретация сильно-наклонных интервалов;

        визуализация и препроцессинг;

        экспресс-интерпретация;

        инверсия и оценка достоверности;

вывод результатов

1. Особенности метода ВИКИЗ

Прежде всего, следует отметить исключительно высокую надежность приборов. Отличительной особенностью метода является высокая пространственная разрешающая способность, что обеспечивает выделение в разрезе скважины маломощных прослоев с определением их истинной мощности, а также выявление радиальных неоднородностей в зоне проникновения пластов-коллекторов с определением параметров этих неоднородностей Если же говорить собственно об отказах аппаратуры, то единственным недостаточно надежным узлом аппаратуры был гетеродин и схема стабилизации его частоты. В некоторых приборах в процессе эксплуатации нарушалась температурная компенсация гетеродина, и при больших температурных перепадах он выходил за диапазон регулирования, что не позволяло проводить измерения. В связи с этим на двух приборах были заменены платы гетеродина.

Характеристики зондов:

Характеристики аппаратурно-программного комплекса ВИКИЗ:

. Пути повышения качества и надежности аппаратуры

и долговечность (механическое закрепление деталей, использование клеев, компаундов, покрытий). Крупные детали фиксируются винтами и скобами, мелкие детали и жгуты приклеиваются амортизирующим компаундом. Платы после монтажа и настройки покрываются лаком, обеспечивающим Основными факторами, обеспечивающими высокое качество и надежность аппаратуры, можно считать следующие:

        Системный подход при выборе метода измерения и структурной схемы аппаратуры, дающих качественные конечные результаты. Для аппаратуры ВИКИЗ были оптимизированы метод измерения, размещение катушек зондов и структурная схема прибора. Дальнейшее совершенствование метода возможно путем увеличения числа измеряемых параметров, что позволит более полно и точно моделировать сложные многослойные структуры.

        Использование качественных комплектующих изделий в специальном высокотемпературном исполнении. В ряде случаев возникала необходимость в проведении входного контроля используемых комплектующих изделий. В настоящий момент мы вынуждены переходить на комплектующие импортного производства в тех случаях, когда отечественных аналогов не существует или они не отвечают нашим требованиям. Сейчас в аппаратуре используются микросхемы ведущих мировых фирм, таких, как Analog Devices, Intel, Maxim, Motorola.

        Конструктивные и технологические решения, гарантирующие механическую прочность, устойчивость к ударным нагрузкам их долговечность.

        Схемотехнические и конструктивные решения, обеспечивающие высокую точность измерений и уменьшающие взаимное влияние узлов аппаратуры (экранирование отдельных узлов, экранирование линий связи, уменьшение наводок на общем проводе схемы и т.п.).

        Использование конверсионных технологий и материалов. В качестве примера можно привести ракетную технологию с использованием намотки стекловолокна, применяемую в аппаратуре ВИКИЗ для изготовления радиопрозрачных корпусов. Корпус получается высокопрочным, имеет ровную поверхность, не требующую механической обработки, и обладает хорошими диэлектрическими характеристиками. В дальнейшем планируется переход на изготовление по этой технологии всей зондовой части прибора.

        Тщательность при монтаже и настройке электронных узлов. Достигается за счет хорошо отработанной технологии и высокой квалификации персонала. Для технологических операций используются микропаяльники со стабилизацией температуры жала, специальные приспособления для формовки выводов микросхем, для снятия изоляции с проводов и т. п. Специалисты, занятые в производстве приборов, в большинстве раньше работали на предприятиях ВПК и имеют высокую квалификацию.