Происхождение термина

Термин происходит от французского «la carrotte» – морковь. Так на жаргоне буровиков назывался образец керна, предполагая его сходство с этим овощем. А специалистов, которые занимались отбором керна, в шутку прозвали «морковниками». Впоследствии это прозвище распространилось и на специалистов-каротажников. Таким образом термин «каротаж» прижился во французском языке, а затем распространился и в других.

Технику проведения каротажа и сам термин впервые ввели братья Конрад и Марсель Шлюмберже – они использовали электрический метод при исследовании угольных пластов.

Примечательно, что в немецком языке через некоторое время термин был заменен на «bohrlochmessung», в английском – на «well logging», в самом французском – на «des diagraphies», а в России остался и стал официальным старый термин «каротаж».

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.

Предлагаем ознакомиться  Демонетизация золота: формы, причины, процесс

Каротаж во время бурения — СПП Развитие

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.

Предпосылки появления метода

Разработке месторождений полезных ископаемых всегда предшествует геологическая и геофизическая разведка недр. В большинстве случаев исследовать участок без бурения разведывательной скважины невозможно. Из скважины извлекают на поверхность образцы горной породы – керн, и транспортируют их в лабораторию для детального изучения.

Для оптимизации процесса разведки недр возникла необходимость бескернового исследования скважин. Таким методом стал каротаж.

Основные 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:

  • Гамма-каротаж: этот метод применяется для измерения гамма-излучения пласта, и зонд, используемый для работы, оснащается специальным детектором, который улавливает гамма-квантовые волны, трансформирует их в электроимпульс и посылает на оборудование для получения показателей. Такой метод каротажа особенно хорош для исследования закрытых скважин, т.е. внутри обсадной трубы, где нельзя применять, например, способы электрического исследования.
  • Гамма-гамма каротаж. Этот метод используется при проверке радиоактивности пласта, имеющей искусственное происхождение, и скважина проходит гамма-облучение, после которого приборы отмечают воздействие ответных волн. Метод позволяет узнать о наличии излучений, которые не проявились бы без искусственного стимулирования.
  • Нейтронный. Этот способ работает по схожему принципу, но облучение производится при помощи нейтронных волн.
Предлагаем ознакомиться  Буровые растворы для бурения нефтяных и газовых скважин

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.

Каротаж во время бурения — СПП Развитие

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.

Проведение каротажных работ

В подготовленную для проведения процедуры скважину погружают геофизический зонд, который содержит все необходимое оборудование. Основные измерения при каротаже скважины проводятся при движении зонда снизу вверх. Это объясняется тем, что при таком методе достигается наибольшая плавность хода зонда – при спуске устройство может периодически застревать. Таким образом, сканирующее устройство сначала погружают на необходимую глубину, а затем, постепенно поднимая его, производят регистрацию сигналов.

Предлагаем ознакомиться  Виды застежек сережек

Тем не менее, некоторые параметры (плотность, термометрия) иногда снимают и при спуске зонда.

Часть информации, регистрируемой зондом передается на поверхность в режиме реального времени по специальному кабелю, который одновременно является и несущим элементом. Другая часть информации может быть записана в память устройства и раскодирована уже после извлечения устройства на поверхность.

https://www.youtube.com/watch?v=b7GuvKFalFo

Для достижения максимальной информативности исследования в рамках одной проходки, на геофизическом зонде могут разместить сразу несколько приборов. Если все приборы на одном зонде не умещаются, или же эти приборы по определенным причинам не могут быть размещены на одном зонде, в скважину погружают связку из нескольких зондов.