Каротаж

 

Каротаж – исследование строения разреза скважины путем спуска в нее специального зонда, оснащенного устройствами для измерения различных геофизических параметров.

 

Каротаж

Происхождение термина

Термин происходит от французского «la carrotte» – морковь. Так на жаргоне буровиков назывался образец керна, предполагая его сходство с этим овощем. А специалистов, которые занимались отбором керна, в шутку прозвали «морковниками». Впоследствии это прозвище распространилось и на специалистов-каротажников. Таким образом термин «каротаж» прижился во французском языке, а затем распространился и в других.

Технику проведения каротажа и сам термин впервые ввели братья Конрад и Марсель Шлюмберже – они использовали электрический метод при исследовании угольных пластов.

Примечательно, что в немецком языке через некоторое время термин был заменен на «bohrlochmessung», в английском – на «well logging», в самом французском – на «des diagraphies», а в России остался и стал официальным старый термин «каротаж».

Предпосылки появления метода

Разработке месторождений полезных ископаемых всегда предшествует геологическая и геофизическая разведка недр. В большинстве случаев исследовать участок без бурения разведывательной скважины невозможно. Из скважины извлекают на поверхность образцы горной породы – керн, и транспортируют их в лабораторию для детального изучения. Естественно, подобный метод предполагает как временные, так и финансовые затраты. Кроме этого, в некоторых случаях структура пород не позволяет извлекать образцы на поверхность – например, при бурении хрупких или сыпучих пород.

Для оптимизации процесса разведки недр возникла необходимость бескернового исследования скважин. Таким методом стал каротаж.

Зачем нужен каротаж?

Каротаж скважины предусматривает получение таких необходимых и важных данных, как:

  • Идентификация смежных водные источников
  • Определение расстояния до водоносных горизонтов
  • Подвижность грунтовых вод
  • Оценка водопроницаемости пород
  • Радиоактивность конкретного пласта
  • Скорость фильтрации грунта
  • Литосферно-тектонические характеристики породы (в том числе механическая напряжённость)

Кроме этого, процедура позволяет выявить такие трудноопределимые неполадки в работе скважины, как:

  • Засорение водяного фильтра
  • Критическую степень минерализации
  • Повреждение обсадной колонны и нарушение её герметичности (что чревато загрязнением)
  • Обрыв в глубине скважины навесного оборудования, некорректное расположение насосного агрегата (что чревато отказом всей системы)

В некоторых случаях каротажный зонд оснащается приборами для видеозаписи, что позволяет проводить видеосъемку в скважине. Это ко всему прочему дает возможность сохранять информацию и предоставлять ее для анализа сторонним экспертам.

Проведение каротажных работ

В подготовленную для проведения процедуры скважину погружают геофизический зонд, который содержит все необходимое оборудование. Основные измерения при каротаже скважины проводятся при движении зонда снизу вверх. Это объясняется тем, что при таком методе достигается наибольшая плавность хода зонда - при спуске устройство может периодически застревать. Таким образом, сканирующее устройство сначала погружают на необходимую глубину, а затем, постепенно поднимая его, производят регистрацию сигналов.

Тем не менее, некоторые параметры (плотность, термометрия) иногда снимают и при спуске зонда.

Часть информации, регистрируемой зондом передается на поверхность в режиме реального времени по специальному кабелю, который одновременно является и несущим элементом. Другая часть информации может быть записана в память устройства и раскодирована уже после извлечения устройства на поверхность.

Для достижения максимальной информативности исследования в рамках одной проходки, на геофизическом зонде могут разместить сразу несколько приборов. Если все приборы на одном зонде не умещаются, или же эти приборы по определенным причинам не могут быть размещены на одном зонде, в скважину погружают связку из нескольких зондов. Иногда к одному зонду прикрепляю т так называемую «косу» - относительно короткий кабель, на котором закрепляют несколько дополнительных измерительных приборов.

Методы каротажа

Наиболее распространенными методами каротажа является электрический и радиоактивный методы, который в свою очередь делятся на несколько подвидов.

Кроме этого применяется и другие менее распространенные процедуры.

Электрический каротаж

Методы электрического каротажа основаны на измерении тех или иных электрических параметров в условиях скважины при пропускании тока через погружаемые в нее электроды.

В зависимости от измеряемой величины данные методы делятся на несколько подгрупп:

  • Методы кажущегося сопротивления
  • Токовые методы
  • Электромагнитные методы
  • Методы электрохимической активности

Радиоактивный каротаж

Методы радиоактивного каротажа основаны на измерении природной радиоактивности изучаемых пород и почв. Если исследуемая порода имеет низкий радиационный фон, то ее предварительно облучают и измеряют уровень ответного излучения. Такие исследования позволяют определить ряд важных физических параметров породы: содержание водорода, плотность, глинистость и др.

В зависимости от типа применяемого излучения данные виды исследований делят на несколько подгрупп: гамма-методы, методы стационарного и импульсного нейтронного каротажа, и методы в которых используется оба вида излучения.

Прочие методы

Кроме электрических и радиоактивных методов, для исследований скважин применяют и другие, но менее распространенные методы:

  • Акустический каротаж. Суть его в определении быстроты распространения и затухания звуковых волн по полости скважины.
  • Каротаж магнитной восприимчивости.
  • Ядерно-магнитный каротаж.
  • Термокаротаж. Получение теплофизических характеристик стенок скважины.
  • Механический каротаж. Необходим для расчёта продолжительности проходческих операций и длины линейной проходки скважины в ходе буровзрывных работ.
  • Ггазовый каротаж

На практике результаты исследования, проведенного с помощью только одно какого-либо метода не дает объективной и достоверной информации по разрезу скважины. Поэтому при изучении недр применяется сочетание сразу несколько методов каротажа – так называемое комплексирование методов. Такой подход позволяет существенно расширить функциональность даже самого простого метода исследования и получить наиболее полный массив данных.

Термины / По алфавиту