2
Оглавление
Введение 5
Глава 1. Анализ современного состояния и тенденций развития геолого-геофизических и петрофизических исследований научных скважин 12
1.1. История развития и значение научного бурения 12
1.1.1. Проект “Мохол” 14
1.1.2. Проект глубоководного бурения (США) 17
1.1.3. Международный проект океанического бурения 22
1.1.4. Глубоководное разведочное бурение 23
1.1.5. Пр01рамма океанического бурения 25
1.2. Опыт геофизических и петрофизических исследований сверхглубоких скважин (на примере Кольской СГ-3) 31
1.2.1. Геофизические исследования сверхглубоких скважин (ГИСС) 32
1.2.2. Петрофизические исследования сверхглубоких скважин 42
1.3. Опыт геофизических, петрофизических и технологических исследований глубоководных скважин 47
1.3.1. Геофизические исследования скважин глубоководного бурения 54
1.3.2. Петрофизические исследования на борту судна “Джойдес Резолюшн” 61
1.4. Опыт проведение технологического контроля бурения скважин 69
1.4.1. Бурение морских скважин 69
1.4.2. Бурение сверхглубоких скважин 70
Выводы к 1-й главе 81
Глава 2. Теоретические расчеты дополнительных нагрузок на буровую колонну и каротажный кабель в условиях волнения и течения при глубоководном бурении 85
3
2.1. Постановка задачи. Основные допущения. Система координат 85
2.2. Нагрузки, действующие на элемент бурильной колонны с каротажным кабелем при волнении поверхности моря и морских течениях 91
2.3. Амилитудно- и фазово-частотные характеристики относительных скоростей и ускорений движения жидкости и элемента бурильной колонны 92
2.4. Определение гидродинамических нагрузок на буровую колонну (БК) при регулярном волнении 118
Выводы ко 2-й главе 130
Глава 3. Технико-технологические исследования условий проведения ГИС в глубоководных скважинах 131
3.1. Типы и конструкции скважин 131
3.2. Технология бурения без водоотделяющей колонны 136
3.3 Бурение с использованием водоотделяющей колонны 155
3.4 Проблемы отбора керна в кристаллических породах 160
Выводы к 3-й главе 163
Глава 4. Изучение, разработка и выбор комплекса методов геофизических исследований глубоководных скважин 164
4.1. Задачи и комплексы геофизических исследований глубоководных исследовательских скважин 164
4.2. Геофизическая аппаратура и технологическое оборудование 175
4.3. Технология проведения ГИС 189
4.4 Технология регистрации и первичной обработки результатов ГИС 198 Выводы к 4-й главе 205
Глава 5. Методика и технология проведения петрофизических исследований глубоководных научных скважин 206
5.1. Назначение комплекса петрофизических исследований 206
32
1.2.1. Геофизические исследования сверхглубоких скважин (ГИС)
В ходе проводки скважины СГ-3 до глубины 12000 м, вскрывшей сложный разрез магматических и метаморфических пород>сложился достаточно обширный но составу методов комплекс ГИС. Своеобразие комплекса ГИС продиктовано не только специфическими геолого-геофизическими особенностями, но и значительными трудностями, обусловленными сверхглубинами [9, 50, 107]. При каротаже скважины СГ-3 многое приходилось делать впервые, отрабатывать новые, нетипичные для неглубоких скважин, приемы, технические решения. В частности, возникла необходимость в проведении исследований, связанных с детальной оценкой осложненных участков ствола скважины, определение оставленного металла в скважине (определение положения в поперечном сечении ствола “головы” оборванного инструмента, например), оценкой технического состояния бурильного инструмента и обсадной колонны (ТСИ). Сюда следует отнести и проведение нерегламентированных работ (нештатных работ), связанных с прострелочно-взрывными работами (ПВР), доставкой различных грузов на кабеле в нужную точку колонны бурильных труб (КБТ), ловильные работы, удаление шламовой пробки и многое другое. Все вышесказанное в условиях протяженного ствола скважины, жестких термо-барических параметров, значительных механических и ударных нагрузок обусловило применение уникального, нестандартного оборудования единичного изготовления, макетных образцов или решения поставленных перед методом ГИС задач серийной скважинной и наземной аппаратурой, которая в таких случаях выполняла несвойственные ей функции, (например доставку технологического оборудования с помощью рычагов профилемера в требуемую точку КБТ при ликвидации осложнений при бурении и т.п.). Накопленный опыт каротажа СГ-3 в отношении нестандартных, нештатных исследований, их методик, технологии и технических решений регламентирован “Дополнением к технической инструкции но проведению геофизических исследований в сверхглубоких (8-13 км) скважинах”[84]. Весь
33
выполненный объем ГИС СГ-3 можно разделить на четыре группы для решения следующих задач:
- геолого-геофизичсские,
- оценка технического состояния скважины (ТСС),
- оценка технического состояния колонны бурильных труб и обсадной колонны,
- прострелочно-взрывные и специальные работы.
Таблица 1.1
Комплекс методов ГИС для решения геолого-геофизических задач на СГ-3
Задачи Методы геофизических исследований Масштаб регистрации
Литолого-вещественное расчленение разреза скважины Акустический (АК), злзктрический (БК), спектрометрический (СГК), интегральный гамма-каротаж (ГК) и нейтронный каротаж (ННК-Т, ННК-Н, НТК), импульсный нейтрон-нейтронный (ИННК), магнитный каротаж 1:500 1:200
Выделение зон медноникелевой рудоносности Метод электронных потенциалов (МЭП) и скользящих контактов (МСК), спектрометрический нейтронный гамма-каротаж (СНГК) 1:500 1:200 1:20-1:50
Определение количественного содержания радиоактивных элементов Спектрометрический гамма-каротаж (СГК) 1:500 1:200
Выделение зон с повышенным содержанием бора, редкоземельных элементов и др. ННК-Т 1:500 1:200
- Київ+380960830922