11/03/2012

1

Bušotinska karotaža

Preddiplomski studij Naftnog rudarstvaIV semestar

Uvod – Geofizička mjerenja u bušotinama

1

Preporučena literatura

Bassiouni, Z.: Theory, Measurement, and Interpretation of Well Logs. SPE Textbook Series Vol. 4, 1994.

D b d R E l di f W ll L i I tit t F iDesbrandes, R.: Encyclopedia of Well Logging. Institut Français du Pétrole, Gulf Publishing Company, 1985.

Pirson, S. J.: Geologic Well Log Analysis. Gulf Publishing Company, 1983.

Ispit

2

Preduvjeti: ispunjene obaveze iz vježbi i do 30% izostanaka s predavanja i vježbi

Usmeni – na kraju semestraili

Pozitivna ocjena iz svih kolokvija tijekom semestra

11/03/2012

2

Bušotinska karotažaeng. Well Logging, Borehole Logging

• Geofizička mjerenja u bušotinama

O ž j fi ičkih j t b š ih tij k j• Opažanje fizičkih svojstava nabušenih stijena koja su povezana s geološkim i petrološkim svojstvima

• To su najčešće: električna otpornost, gustoća, brzina rasprostiranja seizmičkih valova, prirodna radioaktivnost

• još: temperatura, promjer bušotine i dr.

3

Primjena: - istraživanje ugljikovodika , istraživanje geotermalne energije i vode;

- hidrogeološka istraživanja, geotehnika, inženjersko-geološka

istraživanja i dr.

Bušotinska karotaža

Cilj:Da li na području istraživanja postoji ležište (CH)?

o Na kojoj dubini se nalazio Na kojoj dubini se nalazio Koliki je volumen ležištao Da li je moguće pridobivanje CH (ekonomski isplativo)

Potrebni podaci:Vrsta stijena

4

Poroznost, propusnostVrsta fluida, volumen fluidaZasićenje

11/03/2012

3

Karotažnim mjerenjima dobivamo:električnu otpornostgustoćubrzinu rasprostiranja seizmičkih valovap jradioaktivnost

Interpretacija karotažnih dijagrama

5

Određivanje potrebnih parametara ležišta

Povijest karotažnih mjerenja

• 1927. godine izvedena su prva karotažna mjerenja u Francuskoj i to mjerenja električne otpornosti pomoću četiri elektrode;

→ izveli su ih Conrad i Marcel Schlumberger.→ izveli su ih Conrad i Marcel Schlumberger.

•1929. godine započela je komercijalna upotreba mjerenja u bušotini (Rusija, SAD, Indija)

Conrad i Marcel Schlumberger (1936. g.)

6

j )• 1930. god. razvijen je dipmetar,• 1941. god. uvedena je gama karotaža i neutronska karotaža

11/03/2012

4

• mjerenja nisu vršena kontinuirano, nego je sonda mjerila u određenim intervalima, a rezultati mjerenja su prikazani grafomprikazani grafom

Dio karotažnog dijagrama izmjerenog u Francuskoj (Pechelbronn) 1927. godine

Današnji izgled karotažnih dijagrama

8

11/03/2012

5

Karotažna mjerenja - općenito

Kamion s instrumentima

9

Sonda

Karotažna mjerenja - oprema

Kamion s instrumentima

10

SondaUnutrašnjost kamiona s instrumentima

www.geosol.net

11/03/2012

6

Karotažna mjerenja

mjerenja se izvode pomoću sonde spuštene u bušotinu→ mjerenje se najčešće izvodi tijekom izvlačenja sonde → fizikalna veličina se registrira kontinuirano duž cijele dubine bušotine i prikazuje pomoću dijagrama

el. otpornost

neutronskakarotaža

11

promjerbušotine

prirodnaradioaktivnost

gustoća

Metode karotažnih mjerenja – s obzirom na fizička svojstva koja se određuju

električne metode (mjerenja električne otpornosti i vodljivosti)radioaktivne metodeakustične metodeelektromagnetske metode

o mjerenje promjera bušotineo snimanje stijenke bušotineo mjerenje temperature

12

Mjerenja se mogu izvoditi• u nezacijevljenim bušotinama• u zacijevljenim bušotinama• tijekom bušenja (eng. LWD – Logging While Drilling)

11/03/2012

7

Metode karotažnih mjerenja

Električne metode (elektrokarotaža)

1. Spontani potencijal (SP)1. Spontani potencijal (SP)- razlika prirodnog potencijala između površinske elektrode i elektrode u vodljivoj isplaci

Primjena:o određivanje granica propusnih i

nepropusnih slojeva,o posredno određivanje el. otpornosti

13

p j pslojne vode (Rw)

2. Električna otpornost- mjerenje normalnom i induktivnom sondom

Primjena: • određivanje kontakta slojne vode i ugljikovodika

Električne metode

• određivanje kontakta slojne vode i ugljikovodika,• određivanje električne otpornosti infiltrirane i netaknute zone

Laterolog- struja je usmjerena u formaciju→ vertikalno rasprostiranje je ograničeno

Prednosti:- točnije određivanje stvarne el. otpornosti, posebno tankih slojeva;- točnije određivanje granica slojeva.

Dvojni laterolog

11/03/2012

8

Mikrosonde• mikrolog• mikrolaterolog

→ mjerenje električne otpornosti vrlo blizu stijenke bušotine

Električne metode

Koristi se za:• utvrđivanje propusnih slojeva

Mikrolog

Metode karotažnih mjerenjaRadioaktivne metode

Karotaža prirodne radioaktivnosti – mjeri ukupnu radioaktivnost f ij i i d ž j di kti ih i t t ij i k lij

1. γ-karotaža

formacija - ovisi o sadržaju radioaktivnih izotopa urana, torija i kalija.

0 150apiPrimjena:• indikator litologije,• određivanje granica formacija, kvantitativna procjena zalaporenja,• korelacija mjerenja u zacijevljenim i nezacijevljenim bušotinama

Šejl

Pješčenjak

Šejli nezacijevljenim bušotinama. Šejl

Šejl

Pješčenjak

11/03/2012

9

2. Neutronska karotaža

- mjerenje prigušenja neutrona emitiranih iz radioaktivnog izvora→ ovisi o količini vodikovih atoma, tj. o sadržaju fluida u pornom prostoru ( f ) f

Radioaktivne metode

(voda, nafta, plin) → posredno ovisi o poroznosti formacije

45 -15PoroznostPrimjena:• procjena poroznosti (direktno očitanje neutronskog indeksa poroznosti),• indikator plina – zajedno s karotažom gustoće,

t đi j k t kt li i ft

Šejl

Pješčenjak

Š• utvrđivanje kontakta plina i nafte. Šejl

Šejl

Pješčenjak

3. Karotaža gustoće

• mjerenja intenziteta γ-zraka emitiranih iz radioaktivnog izvora nakon njihovog prigušenja prolaskom kroz formaciju

Radioaktivne metode

→ prigušenje γ-zraka ovisi o gustoći elektrona → i prema tome o ukupnoj gustoći formacije (ovisi o gustoći matriksa, poroznosti i gustoći fluida u pornom prostoru)

Primjena:• određivanje poroznosti,• određivanje granica formacija i litološku identifikaciju u kombinaciji s dijagramima γ-karotaže, neutronske karotaže ili akustične karotaže, • utvrđivanje prisustva plina u određenim uvjetima.

11/03/2012

10

45 -15Neutron

Š jl

1.95 2.95Gustoća

Neutronska karotaža i karotaža gustoće

Šejl

Šejl

Pješčenjak

Šejl

PješčenjakPlin

Nafta/Voda

Metode karotažnih mjerenja

Zvučna karotaža

• mjerenje vremena putovanja zvučnih valova emitiranih iz odašiljača nakonvalova emitiranih iz odašiljača nakon njihovog prolaska kroz formaciju

Primjena:• određivanje poroznosti,• procjenu litologije,• procjenu sekundarne poroznosti i utvrđivanje raspucalosti,• procjenu kvalitete cementacije• procjenu kvalitete cementacije• povezivanje seizmičkih podataka (s) i bušotinskih podataka (m ili ft.)

T – odašiljačR - prijamnik

Sonda za zvučnu karotažu s dva prijemnika.

11/03/2012

11

Metode karotažnih mjerenja

Ostale metode mjerenja u bušotini

1. Karotaža promjera bušotineo kaliperp

Primjena:•određivanja zapremine bušotine zbog cementacije i isplake,• određivanja mjesta tehnoloških zahvata u bušotini,• interpretacije drugih karotažnih dijagrama(npr. elektrokarotažnih i radioaktivnih)

2 K t ž k lit t t ij

21

2. Karotaža kvalitete cementacije• kontrola stupnja vezivanja cementa kojim se zapunjava prostor između

cijevi i stijene (osim u području proizvodnog sloja)• mjerenje se izvodi zvučnom karotažom

Ostale metode mjerenja u bušotini

Kvalitetna cementacija (bez kanala i pukotina) → male amplitude zvučnog vala

Loša cementacija (bez cementa)

3. Karotaža temperature4. Karotaža devijacije bušotine5. Snimanje stijenke bušotine

j ( )→ velike amplitude zvučnog vala

22Rezultat mjerenja FMI-sondom

• daje potpuni pregled kanala bušotine – vizualni pogled• koriste se klasične karotažne metode (npr. zvučna karotaža, karotaža otpornosti), ali u novoj tehnologiji

11/03/2012

12

Dubinski zahvat različitih karotažnih sondi

Sondama različitih dubinskih zahvata dobivaju se podaci koji se odnose na različite zone oko bušotine:

- isprana zona- isprana zona, - infiltrirana zona, - netaknuta zona.

11/03/2012

13

Odrediti fizikalne parametre potrebne za kvalitativnu i kvantitativnu karakterizaciju ležišta:

• poroznost,

Cilj karotažnih mjerenja

• propusnost, • zasićenje fluidima (vodom i ugljikovodicima),• litologiju,• dubinu zalijeganja i debljinu propusnog sloja,• granice zasićenja fluidima.

Karotažni dijagrami se koriste također za:k l ij i đ b š ti• korelacije između bušotina,

• povezivanje bušotinskih i seizmičkih podataka,• regionalne strukturne i sedimentološke analize.

• omogućava interpolaciju između bušotina

→ određivanje ležišnih

Korelacija bušotinskih podataka

jsvojstava u prostoru između bušotina

26

11/03/2012

14

Povezivanje bušotinskih i seizmičkih podatakaGamaKaliperSP

GustoćaNeutronskaSW

Dub

ina

(m)

27

Povezivanje bušotinskih i seizmičkih podataka

Koeficijentirefleksije

Sintetskiseizmogram

Akustičnaimpedancija

Seizmičke brzine Gustoća

Mjereno u bušotini

Sintetski seizmogram

**

28

2T(ms)