Інтерпретація результатів кавернометрії. Обвалення гірських порід у процесі буріння та утворення глинистої кірки, яка звужує діаметр свердловини dс

Контрольні питання

Обвалення гірських порід у процесі буріння та утворення глинистої кірки, яка звужує діаметр свердловини d_с, що є характерним для багатьох порід, дозволяє вивчати їх за даними властивостями.

Криву зміни діаметру d_с свердловини із глибиною – кавернограму використають для наступних цілей: 1) визначення геологічного розрізу свердловини; 2) вивчення її технічного стану; 3) визначення середнього діаметру свердловини на заданій глибині, який необхідний для інтерпретації більшості геофізичних методів дослідження свердловин.

Кавернограми у більшості випадків дозволяють визначити з великою точністю положення границь порід, у яких змінюється діаметр свердловини. При визначенні границь порід, що відрізняються характером зміни діаметру свердловини, варто враховувати особливості конструкцій каверномірів (Рис. 13.1). У залежності від конструкції каверномірів правила відбиття границь та їх визначення будуть наступними:

1. Границі пласта, який утворює каверну, відносяться до точок а і b кавернограми (Рис. 13.2, в), починаючи з яких відзначається зміна діаметру свердловини.

2. Плавний хід d_с у покрівлі породи, яка утворює каверну, може не відповідати дійсності та відбуватися внаслідок стиску важелів каверноміра підошвою покриваючих відкладів.

3. Діаметр каверни визначається з достатньою точністю тільки в тому випадку, коли він не перевищує діаметра найбільшого розкриття каверноміра, і потужність породи, яка утворює каверну, приблизно перевищує довжину важелів каверноміра. Якщо каверни мають невеликий розмір уздовж утворюючої свердловини, граничне значення діаметра, яке відзначене каверноміром, не перевершує величин, які встановлюються за кривими, що наведені на рисунку 13.1, б.

Гірські породи за характером зміни в них діаметру свердловини підрозділяються на три типи.

1 – ромбовидний каверно мір КР; 2 – важельний каверномір СКС;

3 – коротковажельний мікрокаверномір; 4 – лінія діаметру свердловини

До порід першого типу відносяться породи, в яких діаметр свердловини відповідає діаметру долота. Це щільні піщаники, вапняки, доломіти, ангідрити та більшість магматичних і метаморфічних порід.

Другий тип поєднує наступні породи, які утворюють каверни:

- глини й глинисті сланці, які легко розмиваються струменем глинистого розчину та, що обвалюються внаслідок набрякання глинистих часток і переходу їх у розчин (Рис. 13.2, а). Найбільш сильно розмиваються глини та глинисті сланці, які представлені тонкодисперсними глинистими мінералами, що активно набухають, – монтморилонітом, нонтронітом, бейделітом та іншими, в умовах, коли обмінними є катіони калію та натрію. Обвалення значно знижується в глинах, які містять поглинені іони кальцію та магнію. Діаметр свердловини в глинах залежить від якості глинистого розчину. Чим нижча концентрація солей у глинистому розчині та чим більше вільної води, тим інтенсивніше відбувається набрякання глинистих часток та їх наступне обвалення, що збільшє діаметр свердловини;

- піски – пливуни;

- кавернозні вапняки та доломіти, які утворюють великі каверни, особливо карстові порожнечі (Рис. 13.2, б).Однак у цих відкладах звичайно спостерігається незначне збільшення діаметра свердловини, що пояснюється невеликими розмірами пустот по вертикалі;

- сильно тріщинуваті, переважно із ізотропною тріщинуватістю вапняки й доломіти, обвалення яких відбувається під дією ударів бурового інструмента. У цих породах діаметр свердловини збільшується незначно – на 5-10 см відносно номінального;

- кам’яна сіль та інші гідрохімічні осади (Рис. 13.2, в), які володіють високою розчинністю;

- вугілля, що легко розтріскуються і обрушуються при проходці їх свердловиною.

До третього типу відносяться породи, в яких на поверхнях перетину свердловиною утворюється зменшення діаметру свердловини:

- проникні пісковики, вапняки, доломіти, рідше мергелі, і ангідрити з тріщинуватою пористостями (Рис. 13.1, 13.2, а, в). У вапняках і доломітах із ізотропною тріщинуватістю утворення глинистої кірки часто спостерігається після виникнення каверни. Звуження діаметра свердловини відбувається за рахунок осідання на її стінці твердих часток із глинистого розчину при його фільтрації в породу.

- деякі пластичні глини при в’язких глинистих розчинах, які не містять вільної води.

Зазначені ознаки поділу порід за зміною діаметра свердловини дають можливість виділяти основні типи порід, більш точна градація яких виконується на підставі комплексної інтерпретації даних інших геофізичних методів дослідження свердловин.

Інтерпретація діаграм кіркоміра

Вірогідність інтерпретації діаграм мікрозондів і радіометрії свердловин багато в чому залежить від знання товщини глинистої кірки, яка визначається найбільш точно кіркоміром.

Кіркомір дозволяє безпосередньо вимірювати товщину глинистої кірки в місці розташування датчиків приладу. Як наслідок цього, інтерпретація діаграм кіркоміра елементарно проста і зводиться до зняття h_гк в масштабі запису кривої у точці, в якій визначається товщина глинистої кірки.

Чим менша щільність глинистої кірки та міцніші породи, що складають стінку свердловини, тим точніше визначається h _гк. Похибки, що обумовлюють зменшення h _гк, можливі при значному ущільненні глинистої кірки, якщо її товщина визначається після тривалого проміжку часу з моменту утворення кірки. Навпаки, деяке перебільшення h_гк відносно дійсного значення, кіркомір дає при вимірах h_гкна стінках порід, що набухають та пухких порід.

Дата добавления: 2013-12-14