Інклінометрія - це вимірювання кутів викривлення свердловини.
Свердловини задають або вертикальними, або похилими, виходячи з геологічних або технічних міркувань. Похилі свердловини доводиться бурити при видобутку нафти з морських платформ, з насипних підстав в болотистих районах Західного Сибіру, щоб, не змінюючи положення бурової вишки, розкрити нафтову поклад в декількох місцях (рис. 18.7, б), похилими бурят і додаткові стовбури, відгалужується від основного. На рудних родовищах похилі свердловини задають при розвідці крутопадаючих рудних тіл (рис. 18.7, а). В процесі буріння свердловини можуть відхилятися від заданого напрямку - скривлюватися.
Положення свердловини в просторі визначається її глибиною і двома кутовими параметрами - зенітним і азимутним кутами.
Зенітний кут - це кут між віссю свердловини і вертикаллю.
Азимутальний кут - це кут між напрямком на північ і горизонтальною проекцією свердловини.
Іноді вдаються до такого терміну як кут нахилу свердловини - це кут, що доповнює зенітний до 90 °.
Знати кути викривлення необхідно, щоб правильно визначити, в якій точці простору свердловина перетинає корисна копалина, на який істинної глибині, щоб по видимій потужності розрахувати справжню, тобто щоб не допустити помилок при підрахунку запасів. Прилади для вимірювання викривлення свердловин називаються інклінометр. Однак і при бурінні вертикальних свердловин за рахунок вигину бурильних труб і розкриття пластів різної твердості, що залягають під деяким кутом до горизонтальної поверхні, відбувається відхилення стовбура від вертикалі, зване викривленням свердловини.
Інформацію про фактичний стан стовбура свердловини необхідно мати насамперед технологам, з тим щоб запобігти значні відхилення стовбура від вертикалі або заданого напрямку.
Необхідно виявляти ділянки з різкими викривленнями, в яких може утворитися система жолобів, що призводять до ускладнень при бурінні, проведенні геофізичних досліджень, при спуско-підйомах бурового інструменту, спусках обсадних колон, фільтрів.
Дані про викривленнях необхідно враховувати при геологічних побудовах, при визначенні місця розташування забою, абсолютних відміток розкриваються пластів і їх нормальної потужності.
Залежно від системи вимірювання все інклінометри можна об'єднати в три групи
Перша груп а об'єднує прилади, в яких для вимірювання азимута служить магнітна стрілка (бусоль), а датчиком кута є схил. Показання датчиків за допомогою градуйованих опорів (потенціометрів) перетворюються в електричні сигнали і по жилі кабелю передаються на поверхню (інклінометр на опорах).
До другої групи належать фотоінклінометри. Як покажчика азимута служить бусоль, покажчика кута - сферичне скло з нанесеною сіткою кутів нахилу і кулька, вільно переміщається по цій сферичної поверхні. Заміри проводять по точках. Реєстрація здійснюється в свердловину приладі шляхом фотографування показників датчиків на кіноплівку.
Третя група - це гіроскопічні інклінометри. Як датчик азимута використовують гіроскоп, який при обертанні зберігає заданий напрямок осі в просторі. Датчиком кута викривлення служить схил. Вимірювання виконують безперервно по стовбуру свердловини.
Найбільшим поширенням користуються електроінклінометри з датчиком азимутального кута у вигляді буссоли з магнітною стрілкою.
Інклінометри з магнітною стрілкою не придатні для вимірювань в обсаджених свердловинах або свердловинах, що перетинають магнітні руди.
гіроскоп, урівноважений в карданном підвісі. Врівноважений, тобто підвішений за центр ваги, гіроскоп має властивість зберігати постійної орієнтування осі свого обертання
2. Фізичні основи методу ІК. Використання діаграм уявній провідності для вивчення розрізів свердловин. Вивчення розрізів свердловин індукційним методом грунтується на відмінності в електропровідності гірських порід - величиною, зворотної питомій електричному опору.
• Принципова схема індукційного методу включає свердловинний снаряд (зонд) і реєструючий прилад.
Свердловинний снаряд має систему випромінюючих і прийомних котушок, що володіють великою індуктивністю, а також генератор змінного електричного струму і випрямляч
Правила визначення меж пластів за кривими ІК
• Криві індукційного методу в одиночних пластах симетричні;
• Межі пластів при потужності більше 4 м на кривих сфокусованих зондів визначаються по середині аномалії, де її ширина дорівнює потужності пласта.
• У пластах меншою потужності визначена за цим правилом потужність виявляється менше фактичної - фіктивна потужність пласта.
• Достовірне виділення пластів малої потужності можливо лише в разі, коли досліджувані пласти представлені породами більш низького опору в порівнянні з вміщають породами, а їх потужність перевищує потужність порід, що вміщають
При проведенні індукційного каротажу (ІК) вивчається питома електрична провідність гірських порід за допомогою індукованих (наведених) струмів. Для цього в свердловину опускається прилад (зонд) має в своєму складі генераторну (Г) і вимірювальну (І) котушки. Відстань між генераторної і вимірювальної котушками називається довжиною зонда. При проведенні вимірювань в генераторної котушці за допомогою змінного струму встановлюється змінне магнітне поле. Відповідно до закону Фарадея, в цей час в гірській породі виникають електромагнітні 'вихрові струми, які фіксуються вимірювальної котушкою зонда. Величина вихрових струмів, що виникають в гірській породі, залежить від величини її питомої електропровідності. Основна перевага методу ІК полягає в тому, що при його виконанні немає необхідності в прямому електричному контакті між вимірювальним зондом і гірською породою, отже, ІК ефективний при вивченні свердловин заповнених непроводящими буровими розчинами на нафтовій основі.
ІК дозволяє вирішувати наступні геолого-геофізичні задачі:
1. літологічний розчленування розрізу.
2. Виділення колекторів.
3. Визначення характеру насичення колекторів
Індукційний каротаж (ІК) заснований на вимірюванні уявній питомої електричної провідності порід в змінному електромагнітному полі в частотному діапазоні від десятків до сотень кілогерц. Реалізовано варіанти вимірювання як активної компоненти уявній питомої електричної провідності, яка пропорційна ЕРС, синфазной току генераторної ланцюга зонда, так і реактивної компоненти, пропорційної ЕРС, зрушеною по фазі щодо струму генераторної ланцюга зонда на величину π / 2. Одиниця виміру - сіменс на метр (См / м), подрібнена - міллісіменс на метр (мСм / м). Основне призначення ІК, виконаного за допомогою багатозондового приладів, полягає у визначенні геоелектріческіх характеристик розрізу: УЕС незміненій частині пласта і зони проникнення, а також глибини зони проникнення. При використанні однозондових приладів рішення цих задач може досягатися комплексуванням даних ІК з даними БКЗ і БК. Типові умови застосування методу - свердловини, заповнені будь-промивної рідиною і розкрили породи з питомим електричним опором менше 500 Ом * м. Застосування методу обмежується: при високому вмісті в промивної рідини компонент з сильними магнітними властивостями; якщо значення питомого електричного опору порід перевищують 500 Ом * м, для малоглубінних зондів ІК і зондів зі слабким винятком впливу свердловини - на високомінералізованих промивних рідинах. Найпростіший вимірювальний зонд ІК складається з генераторної і вимірювальної ланцюгів, що містять, принаймні, по одній котушці - генераторної і вимірювальної. Реально загальне число котушок зонда ІК не менш 3 і не більше 8. При побудові багатозондового приладів ІК одну з ланцюгів (генераторну або вимірювальну) вибирають загальної для всіх зондів. Довжина зонда ІК - відстань між основними генераторної і вимірювальної котушками. Крапку на осі зонда, для якої проходить через неї і перпендикулярна осі зонда площину ділить весь простір на два півпростору з рівними геометричними факторами, приймають за точку записи. Прилад (модуль) ІК комплексируется з модулями інших методів ГІС без обмежень.