CC BY
31
УДК 622.235 А.В. Савченко
ИГД СО РАН, Новосибирск
К ВОПРОСУ СОЗДАНИЯ СКВАЖИННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ МАССИВА
A.V. Savchenko
Institute of Mining SB RAS, Novosibirsk, 2009
Krasniy prospect 54, Novosibirsk, 630091, Russian Federation
TO A CREATION QUESTION OF A BOREHOLED MONITORING SYSTEM OF
The system of the organisation of a monitoring carrying out of a tracts of land condition and technical data realisation are offered.
Для целей мониторинга состояния массива горных пород активно используются сейсмические методы, применение, которых имеет периодический характер и осложняет технологический процесс разработки месторождения. Использование в качестве источников сейсмического сигнала скважинных гидроударных генераторов, применяемых для повышения нефтеотдачи пластов позволяет проводить наблюдения за состоянием массива и непосредственным ведением разработки.
Технология разработки нефтяного месторождения предусматривает наличие на нефтепромысле рядов добывающих и нагнетательных скважин, некоторые из которых являются низкодебитными или выведенными из эксплуатации. Они могут быть использованы в качестве измерительных.
Использование сейсмических источников, совмещенных со штатными глубинными насосами, позволяет не выводить добывающие скважины из эксплуатации и использовать часть их как излучающие с сохранением возможности отбора жидкости. Таким образом, на нефтепромысле возможно развертывание комплекса для мониторинга состояния массива горных пород и контроля разработки.
Комплекс предназначен для одновременного размещения в большом числе удаленных друг от друга скважин (диаметр площади, охватываемой комплексом может достигать 20 - 40 км), в дополнение к принятым в практике нефтедобычи измерениям и данным о состоянии разработки организует сейсмические, микросейсмические и сейсмологические наблюдения. Комплекс применяется для реализации сейсмического межскважинного просвечивания, контроля энергонасыщенности горных пород методом наведенной сейсмичности и локации сейсмологических событий (горных ударов) с использованием системы сейсмических антенн для наблюдения импульсных сигналов в контрольных и пьезометрических скважинах.
Идеализированная схема расположения сейсмических источников и приемных антенн приведенная на рис. 1 показывает принцип обнаружения
сейсмологического события или изменения свойств среды по прохождению сейсмического сигнала от отдельного источника до каждой приемной антенны.
X - сейсмический источник. А - приемная антенна Рис. 1. Идеализированная схема системы мониторинга состояния массива
Для целей сейсмического мониторинга необходимо иметь возможность фиксировать прохождение сейсмических импульсов от группы источников, либо от отдельно взятого генератора включаемых в заданной последовательности.
Потому необходимо четко фиксировать момент генерации сейсмического импульса, что достигается установкой датчика Д в скважине (рис. 2) либо на устьевой арматуре.
Скважинные источники, используемые для интенсификации добычи флюида, не имеют возможности прекращения генерации сейсмических импульсов без остановки станка-качалки и, следовательно, без прекращения отбора флюида. Прекращение генерации импульсов возможно только путём остановки станка-качалки, что является нецелесообразным, т.к. последующий запуск возможен только при непосредственном участии обслуживающего персонала, и к тому же время простоя станка-качалки обуславливает экономические потери.
Для обеспечения возможности изменения работы каждого источника необходимо иметь систему управления генератором сейсмических импульсов, обеспечивающую в отдельности независимые режимы работы
насоса и генератора. Для этого требуется дополнение уже существующих скважинных генераторов управляющими устройствами УУ (рис. 2) позволяющими отключать генерацию сейсмических импульсов без остановки станка-качалки и, следовательно, непрерывно откачивать жидкость (заявка 2008125448).
Управление осуществляется посредством электрогидравлического распределителя в зависимости от полярности напряжения поданного с дневной поверхности.
Основным компонентом комплекса являются скважинные сейсмические антенны (рис. 3), сопряженные с центром управления, обладающим функциями системы сбора данных. Каждая приёмная антенна состоит из нескольких (до 5-10) скважинных измерительных приборов, связанных между собой каротажным кабелем. На рис. 3 цифрами обозначены: 1 -измерительные приборы с электромеханическим прижимом к стенке скважины; 2 - механический подавитель кабельных волн; 3 - антенная магистраль; 4 - соединительный кабель; 5 - электрическая линия; 6 -соединительный разъем; 7 - антенный контроллер; 8 - устьевой блок.
0
Д
Рис. 2. Скважинный сейсмический источник с устройством управления (УУ)
Рис. 3. Структурная схема сейсмической приемной антенны
Скважинный измерительный прибор предназначен для наблюдения импульсных сигналов в контрольных и пьезометрических скважинах для реализации сейсмического межскважинного просвечивания, контроля энергонасыщенности горных пород методом наведенной сейсмичности и локации сейсмологических событий (горных ударов). Он обеспечивает приём сейсмических волн с помощью симметричной трехкомпонентной расстановки наклонных датчиков с дополнительным осевым контрольным датчиком, усиление и фильтрацию принятых сигналов, преобразование их в цифровую форму с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП), передачу цифровой информации от одного, выбранного по внешней команде, дежурного датчика в реальном масштабе времени. В режиме регистрации наведенной сейсмичности он обеспечивает накопление в ОЗУ информации от всех датчиков в течение 40 с и передачу этой информации по внешней команде в устьевой прибор. Для обеспечения синхронной работы в составе сейсмической антенны и всего измерительного комплекса каждый прибор имеет встроенные часы в виде синхрогенератора с возможностью внешней синхронизации и коррекции, кроме того, скважинный прибор измеряет, углы отклонения от вертикали в двух координатных плоскостях. В скважинном измерительном приборе предусмотрена возможность контроля работоспособности датчиков, встроенных источников питания, приёма и передачи цифровых сигналов по антенной магистрали.
Скважинный прибор соединяется кабелем с устьевым блоком управления, который осуществляет сбор данных от скважинных приборов, проводит предварительную обработку полученной информации, управляет работой скважинного прибора, назначает различные режимы работы и контролирует работоспособность составных частей прибора.
Возможность управления геомеханическим состоянием объекта реализуется через выработку рекомендаций по изменению поля пластового давления в опасной зоне продуктивного пласта и режимов сейсмовоздействий. Масштабное сейсмическое воздействие позволяет использовать накопленную геомеханическую энергию для изменения свойств коллектора и повышения эффективности его разработки. Заметим, что локальное сейсмическое воздействие на призабойную зону скважин с установленными источниками осуществляется постоянно и является дополнительным для повышения нефтеотдачи пластов.
© А.В. Савченко, 2009
