ВСЕСОЮЗНЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (ВНИИ)

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ ПЛАСТОВ И СКВАЖИН НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ РАЙОНОВ СССР

РД 39-1-28-77

Москва - IS78 г

ВСЕСОЮЗНЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ (ВНИИ)

"УТВЕРЖДАЮ"

ЗАМ. МИНртАуНЕФТЯНОЙ

промищлшости

Л. ВА ЛИХАНОВ

/■* f«У/:/у.' 1977 г.

ИНСТРУКЦИЯ

ПО ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ ПЛАСТОВ И СКВАЖИН НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ РАЙОНОВ СССР

РД 39-1-28-77

Москва - 1978 г

стр.10 РД 39-1-28-77

Комплекс исследовательских работ на скважинах, обеспечиваю-щих получение первичной информации, не одинаков для скважин Только что вышедших из опробования, простаивающих - непереливающих, простаивающих - фояташфующих. Поэтому краткое перечисление минимума исследовательских приемов на них затруднительно, вследствие чего он приводится в тексте инструкции* То же относится и к методам обработки первичных данных, которые отличаютоя в зависимости от решаемых задач.

3 инструкции не рассматриваются специальные гидрогеологические исследования как, например, предназначенные для изучения растворен ого органического вещества и отдельных его компонентов в водах, изучение промышленной ценности пластовых вод. Так же опущен раздел по гидрохимии пластовых вод.

Однако исключение перечисленных выше разделов не принижает достоинств данной инструкции, поскольку специальные исследования являются, по существу, более углубленными анализами тех же первичных материалов, что входят в минимальный комплекс исходных данных. Например, проба воды (действительно пластовая) удовлетворяет любой запрос от сведений только о ее плотности до глубочайшего анализа по определению всех растворенных в ней компонентов. Значит, наиглавнейшее условие: получить достоверную пробу воды, а лабораторное ее изучение осложнений вызвать не может.

По гидрохимии написано предостаточное количество монографий, учебников, руководств и т.п., поэтому автор счел излишним увеличивать объем инструкции за счет извлечений из этих широко известных работ.

РД 39-1-28-77 стр.п

3. ПРИБОРЫ. АППАРАТУРА И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДЯНЫХ СКВАШН

Ниже предлагается описание приборов и аппаратуры для исследования водяных окважин, либо выпускаемых серийно на отечественных заводах, либо доступных для изготовления в механических мастерских НИИ и производственных организаций* Приборы проверены в эксплуатации и характеризуются о лучшей стороны в сравнении с другими, предназначенными для тех же целей.

Например, имеется не менее 10 конструкций пробоотборников, эксплуатируемых гидрогеологами и нефтяниками, но из них только ПД-ЗМ и ПРИЗ-П, пригодные для гидрогеологов, выпускаются серийно.

Поршневой пробоотборник В.И.Вещезерова не выпускается серийно, а пробоотборники ПБП, ВНИИ-I, ВНИИ-2, хотя и изготовляют-оя заводским путем, не могут быть рекомендованы из-за малого объема их заборных камер iсоответственно 400 и 250 см³). Вариант ПД-ЗМ о часовым механизмом исследователи вынуждены переделывать, заменяя часы на различного вида приспособления сработки клапанного механизма. Например, до сих пор широко попользуется кон -струкция голбвки о ударным грузом, предложенная нами для ПД-03 еще в 1955 г. Однако, учитывая лучшую в 6 раз промываемость ПРИЗ-П, чем ПД-ЗМ, предпочтение отдано ПРИЗ-41.

Для приборов и аппаратуры, не выпускаемых серийно, но необходимых для производства гидрогеологических работ, пригодится подробное описание о приложением рисунков, по которым их несложно изготовить самостоятельно. Наконец, в перечне приборов и ап-

стр.12 РД- 39-1-2В-77

паратуры не дается описание таких агрегатов, как лебедка АЗИНМАШ, АП311, пластоиспытатель и т.ги, охарактеризованных в специальной литературе* Не приводится и сравнительная характеристика модификаций приборов и аппаратуры, которая подробно изложена в работе

nj.

3.1.    Приборы и приспособления для отбора проб воды и растворенных газов из скважин

3.1.1.    Пробоотборник ПРИЗ-П

** техническом паспорте указано, что ИРИЗ-Л рассчитан на рабочее давление до 300 кг/ом'Ч Однако при отборе проб пластовых вод после извлечения прибора на поверхность внутреннее давление в рабочей камере понижается против пластового вследствие охлаждения воды, что позволяет о помощью ПРИЗ-П поднимать пробы воды с глубин до 4000 м. Рабочий объем ПРИЗ-П 1000 ом³, наружный диаметр 35 ш.

Устройство ПРИЗ-П, "рис. 1а’*.

Пробоотборник состоит из корпуса 6. верхнего 8 и нижнего 2 клапанов, штока 7, насадки I, рабочей пружины 10 и запорного механизма, имеющего корпус 3, стакан 15, защелки II и пружи-12. Уплотнение клапанов обеспечивается резиновыми кольцами 3 и 5.

Переводник проб воды и растворенного газа."Рис.16" состоит из корпуса ±7, сердечника 18, гайки 19, винта 20, двух штуцеров 21 с вентилями 22 и маховика 23.

Работа о проб отборником ПРИЗ-П»

РД 39-1-28-77 стрЛЗ

После крепления ПРИЗ-П к тросу лебедки (на трос предварительно надевается груз 14) отвинчивают насадку I, байонетный ключей с помощью штивтов 16 вытягивают клапаны 2 и 8 из посадочных цилиндров 4 и 9* При этом пружина 10 сжимается, торец юбки клапана 8 выходит из нижней части запорного механизма, освобождая защелки II, которые под воздействием пружины 12 сомкнутся, перекрывая обратный ход клапану 8* Навинчивают насадку I, а груз 14 укрепляют на устье скважины с помощью любого держателя (фанерки с прорезью, металлической пластины и г.л.)* После слусг ка прибора на заданную глубину освобождают груз 14 от держателя. Груз 14, скользя по тросу, ударяет по стакану 15, обеспечивая

стр.14 РД 39*1-28-77

сработку запорного механизма (раздвижение защелок II), вследствие чего пружина 10 втягивает клапаны 2 и 8 в посадочные цилиндры, герметизируя рабочую камеру с пробой воды, в ней заключенной.

Момент удара груза по стакану 15 фиксируется кивком устьевого ролика спуска троса в скважину,

5,1.2. Газоотделитель Гуревича

При вскрытии са^оизливающихся вод, которые на иэливе газируют сбор выделяющегося из раствора газа для качественной оценки его химического состава удобно производить о помощью газоот-делителя конструкции М.С.Гуревича. это приспособление применяется при изливе, а не при фонтанировании воды из скважины.

Газоотделитель М.С.Гуревича, "Рио.2", состоит из закрытого цилиндра, внутри которого на-    ^    _л

ходится приемная труба I с тремя металлическими дисками 3 разного диаметра. На верхнем срезе трубы укреплена круглая коробка с сетчатым дном. Наружная часть трубы I герметично соединена с обсадной трубой скважины.

Газоводяная эмульсия поступает из скважины через приемную трубу в коробку с сетчатым дном. При дальнейшем истечении воды внутри цилиндра она разбрызгивается о диски и дрполнительно дегаризует-ся. Газ, скапливающийся в верхней части газоогделигеля, выходит через трубку 4, а затем в заборную емкость. Дебит газа можно определить объемным способом.

РД 39-1-28-77 стрЛ5

3.1.3. Приспособление для очистки скважин os деворби-рованного газа, прилипшего к стенкам колонны

При отборе проб растворенного газа, и особенно в простаивающих скважинах нередко допускаются ошибки, обусловленные захватом свободного газа, выделившегося из воды и прилипшего к стенкам колонны. Сбиваемые пузырьки газа захватываются пробоотборником в момент закрытия клапанов, что ведет к завышению газового фактора. Чтобы избежать отмеченного дефекта при отборе растворенного газа рекомендуется предварительная очистка стенок колонны скважины от пузырьков прилипшего к ней газа с помощью ерша. Ерш изготовляется по схеме, изображенной на "Рис.3^й. Для того, чтобы ерш свободно погружался в скважину внизу к ершу крепится специальный груз весом 6-7 кг.

3.1.4. Приспособление для отбора пробы растворенного газа по методу поджима

Приспособление для отбора пробы растворенного газа по методу поджима состоит из напорной, мерной и уравнительной колб,

"Рис.4^м. Мерную 2, уравнительную I и напорную 6 колбы заполняют пластовой водой или же концентрированным раствором А/аСС. Напорная колоа 6 отградуирована от 0 до 1000 см³, мерная колба 2, отградуирована с ценой деления 5 см³. Перед огзором пробы растворенного газа из всех соединительных шлангов и из колбы 2 удаляется воздух*

стр.16 РД 39-1-28-77

Рис Л. Схема отбора пробы растворенного газа о поджимом, (а); приведение уровней воды в колбах I и 2 к одной плоскости при замере объема отобранного газа, (б)*

Рыс*5. Гидрогеологическая рулетка Б.П.Остроумова# I-рамка с ручкой; 2-барабан; 3-оцинкованный сталь ной канатик: 4-карабинчик для крепления хлопушки к канатику 3.

РЛ 39-1-28-77 стр.17

3.2. Приборы и приспособления для определения глубин уровня воды в скважине

3.2.1. Гидрогеологическая рулетка Б.II.Остроумова

Устройство гидрогеологической рулетки Б,П.Остроумова представлено на "рис.5". Предназначена она для регистрации отметки уровня на глубине до 100 м.

3.2.2. Аппарат В.П.Яковлева легкого типа

Аппарат В.П.Яковлева представляет собой ручную лебедку снабженную индикатором веса и счетчиком числа оборотов барабана лебедки. На барабан лебедки намотана проволока из тигельной стали диаметром 0,5-0,6 мм., размеченная наплавками. Аппарат предназначен для измерения уровня жидкости в скважине до глубины 1000 метров. Устройство аппарата отражено на детальном "Рис.6".

Рис.6. Аппарат В.П.Яковлева легкого типа. 1-корпус; 2-деревянные стойки; 3-вал; 4-барабан; 5-сектор индикатора веса; 6-рукоятка; 7-клин; 8-планка- со шкалой; 9-шар.1ко-вые подшипники; 10,11-еестерни; I—йлощадка; 13-тормозная лента; 14-цилиндрическая пружина; 15-тормозная ручка; 16-”Ронштейн; 17-счетчик оборотов.

стр.18 РД-1-28-77

3.2.3. Приспособление для регистрации

местоположения уровня воды в скважине

Для отбивки местоположения уровня воды в скважине существует масса самых различных приспособлений от специальных деревянных хлопушек, "Рис.7", до эхолотов. Самым удобным и наиболее точным следует признать погружной электроуровнемер. Принципиальное устройство электроуровнемера изображено на "Рис.8". Уровнемер состоит из стального корпуса I, поплавка 2, контактов 3, батареи (электропитания) 4, электрозвонка 5. При достижении уровня воды поплавок 2 всплывает и замыкает контакты 3, включая в сеть звонок 5, сигнал которого хорошо одышек

у устья скважины. Поплавок находится в образуемой стенками корпуса прибора, перфорированной перегородкой 7 и панелью б, изготовляемой из диеэлектри-ка. Панель выполняет две функции на ней монтируется электросхема и герме-тизииует верхнюю камеру электроуров-немера, в которой размещена электросхема. Если убрать поплавок 2 и удлинить контакты 3, то можно будет регистрировать границу нефть-вода в скважине, содержащей над водой столб нефти. В этом варианте прибора замыка-

низ контактов происходит через мине-

РД 39-1-28-77 стр.19

рализованную воду, находящуюся под столбом

нефти.

3.3. Приборы для геотермических исследований водяных скважин

3.3.1. Максимальный термометр

Максимальный термометр представляет собой ртутный термометр, сохраняющий показания измеренной температуры до стряхивания, "Рис.9". Перед спуском в скважину его помещают в кожух заводского изготовления или оригинальной конструкции, позволяющей промерять температуру по стволу скважины гирляндой теомометров, "рис.10".

Для северных широт, где необходимо регистрировать температуры в скважинах ниже 0°С, изготавливаются по специальному заказу термометры со шкалой плюсовых и минусовых температур.

АННОТАЦИЯ

В инструкции изложено описание приборов, аппаратуры и различных приспособлений для исследования водяных скважин, унифицированные методики проведения гидрогеологических и гидродинамических исследований пластов и скважин и обработки первичной информации с целью решения прикладных вопросов поисков, разведки и разработки нефтяных и нефтегазовых залежей (месторождений).

Инструкция предназначена для использования как производственными, так и научно-исследовательскими организациями, занимающимися гидрогеологическими исследованиями плаотов и скважин.

Инструкция составлена доктором геолого-минералогических наук И.К.Зерчаниновым.

РисЛО. Кожух глубинного термометра.

I - корпус; 2 - стопорный винт; 3 -пробка; 4 - уплотнительная прокладка;

5    - прорезь для проволоки лебедки;

6    - капера для термометра

3.3.2. Термографы

Имеется три вида глубинных термографов с местной регистрацией температуры: биметаллический (ТГБ), контактный (ТГК) ж манометрический (ТГП).

Наибольшее распространение получили два последних типа термографов.

Обидой вид ТГК. сконструированный во ВНИИ Требиным Г.ф., Капыриным Ю.В. и Васильевским В.Н., показан на "Рис.II^й.

Принцип работы ТГК заключается в прослеживании уровня ртути контактного термографа при помощи элентродвигателя постоянного тока и релейноследящей системы. С подробным описанием ТГК можно познакомиться в /"13J»

РД 39-1-28-77 стр.З

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

"ИНСТРУКЦИЯ ПО ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ ПЛАСТОВ И СКВАЖИН НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ РАЙОНОВ ооОР"

РД 39-1-28-77

Взамен Впервые

Приказом Министерства нефтяной промышленности от 20.ХП. У7 к 702

Срок введения с IЛ,1978 Срок действия до IЛ.1983

I. ВВЕДЕНИЕ

За последние десятилетия гидрогеологические исследования довольно широко внедряются в работы по поискам, разведке и разработке нефтяных месторождений в нефтегазоносных провинциях СССР.

Вместе с тем, у специалистов-гидрогеологов до сих пор нет единого подхода к решению различных прикладных вопросов нефтяной геологии. Имеются в виду разнообразные методы как исследования скважин, так и обработки первичной информации и выдачи практических рекомендаций по одним и тем же геолого-гидрогеологическим объектам разными исследователями и да:хе научными и производственными организациями в целом.

Причина подобной обстановки кроется в отсутствии серийного производства надежной унифицированной аппаратуры и приборов по исследованию водяных скважин. Вследствие этого неизбежна раз-

стр.4 РД 39-1-28-77

личная достоверность получаемых параметров по одному и тому же объекту и разнообразные приемы обработки этих данных, а в конечном итоге противоречивые, подчас взаимоисключающие, практические рекомендации*

Такое положение вещей нельзя признать нормальным, поскольку на гидрогеологические работы расходуются довольно солидные суммы народных средств*

Перед исполнителем данной работы и стояла задача как можно полнее устранить исторически сложившиеся отмеченные противоречия при проведении гидрогеологических исследований в целях решения прикладных вопросов нефтяной геологии*

В этой связи во 2 разделе охарактеризованы основные цели и задачи гидрогеологических исследований, способствующие более успешному решению проблем поисков, разведки и разработки нефтяных и нефтегазовых залежей (месторождений)*

В 3 разделе с необходимой для инструкции подробностью приводится описание аппаратуры и приборов, обеспечивающие получение достоверной первичной информации о скважинах, находящихся в опробовании, простаивающих непереливающих, простаивающих фонтанирующих, пьезометрических и др*

В 4, 5 и 6 разделах изложены методики исследования водяных скважин различных категорий и состояния*

В 7 разделе довольно подробно описаны методики обработки первичных данных по исследованию водяных скважин с целью решения прикладных задач поисков, разведки и разработки на основании гидрогеологических и гидродинамических методов изучения пластовых систем.

В разделе 8 приведен ряд конкретных примеров применения гидрогеологии и гидродинамики для решения прикладных вопросов нефтяной геологии*

На проект инструкции в первой редакции поступило около 40 отзывов от научно-исследовательских и производственных организаций Министерства газовой промышленной и Министерства геологии*

РД 39-1-28-77 ртр.5

Все замечания и предложения были автором изучены и большая их часть была использована для составления окончательной редакции инструкции. Автор выражает глубокую благодарность воем приславшим отзывы на проект инструкции.

2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ЩЦРОГЁСиЮППЕСНИХ И)СДСОВАНИЙ И ИД РАЦИОНАЛЬНЫЙ ЙОМШШЮ

Цель гидрогеологических исследований заключается в выяснении общей гидрогеологической обстановки в той или иной пластовой системе, т.е. в определении типа вод, компонентного состава растворенных в них солей и газов, геотермической и гидродикамичес кой обстановок.

К задачам гидрогеологических исследований относятся более конкретные вопросы, решаемые в области нефтегазовой геологии о помощью гидрогеологических методов.

На уровне современных достижений гидрогеологии возможно о необходимой надежностью решать следующие задачи.

2.1. При поисках залежей (месторождений) нефти и газа: -оценивать перспективность недр на нефть и газ (по данным газового и частично солевого состава пластовых вод, по сопоставлению амплитуд колебаний уровня вода в скважине и барометрического давления);

-определять фильтрационные свойства вскрытых коллекторов /по кривым восстановления (падения) уровня воды (забойного давления) в скважине/;

-оценивать вероятную продуктивность скважин и др.;

2.2.    При разведке залежей (месторождений) нефти и газа дополнительно к перечисленным можно:

определять начальные пластовые давления (по напору воды о поправкой на плотность и температуру);

-    оконтуривать залежи (по расчетным отметкам ВНК, IHK, т.е. по данным о напоре и плотности воды и о давлении и плотности нефти во вскрытом пласте);

-    устанавливать пространственное положение контактов флюидов (по расчетам смещения залежей), т.е* по данным о перепаде напоров пластовых вод в законтурных на противоположных крыльях скважгшах;

-    оценивать степень взаимосвязи законтурной и продуктивной чаотей залежи (по данным об изменениях уровней воды в пьезометрических скважинах при пробной эксплуатации);

-    определять режим Пластовой системы (по данным о перепаде напоров воды в скважинах);

-    определять гидродинамические и физические параметры плао-тов /“по кривым роста (падения) уровня воды в скважине и по амплитудам микроколебаний уровней воды и барометрического давлений.

2.3.    При разработке залежей (месторождений) нефти и газа на основании уже полученных данных или по материалам дополнительных исследований можно:

-    определять приемистость нагнетательных скважин /по кривым роста (падения) уровня воды во времени, по данным пробных откачек воды из скважину/;

-    оценивать запасы упругих сил пластовой системы;

РД 39-1-28-77 стр.7

-    прослеживать темп падения пластового давления в различных чаотях залечи (по изменению положения уровня в пьезометрах);

-    устанавливать взаимосвязь смежных залежей и характер влияния разработки их друг на друга (по тем же данным).

-    определять интервал нарушения герметичности колонн эксплуатационных окважин (по данным оолевого и газового состава, а также но температуре пластовых вод, поступив^ :х в скважины).

2.4. При разведке вод для закачки в плаот.

Для выдачи рекомендаций о пригодности пластовых вод (подрусловых, неглубоких водоносных горизонтов) необходимо анать детальный химический оостав этих вод, запасы их в пласте и дебиты предполагаемых водозаборов. Вое эти данные в полной мере возможно получить на основании анализов проб воды и гидродинамических исследований разведочных скважин (методом пробных откачек, гидропрослушивания и др.).

Необходимо отметить два момента, вытекающие из вышеизложенного:

Во-первых, в независимости от характера проводимых геологических работ - будь то поиски, разведка ли или же разработка, прикладные вопросы, относящиеся к компетенции гидрогеолога, решаются на достаточно узком фактическом материале (по его видам). А именно, по данным о составе газов и солей, растворенных в пластовых водах, о напорах этих вод, о характере изменения уровня воды в окважине (рост, падение) и о температуре пласта по разрезу.

Во-вторых, неомотря на ограниченность отмеченной информации, получаемой при исследовании скважин, что, кстати, является

стр.8 РД 39-1-28-77

весьма положительным фактором» с помощью ее имеется возможность решать весьма широкий круг прикладных проблем. Например, только по кривой восстановления (падения) уровня воды в скважине можно определить коэффициент продуктивности, пьеэопровсдность» гидропроводность, проницаемость пласта и др. Или, по сопоставлению приведенных отметок статических уровней можно определить как степень смещения залежи в ловушке, так и примерную скорость фильтрации пластовых вод, т.е* режим пластовой системы. По пробе пластовой воды устанаьливаетоя ее гидро- и геохимическая характеристика» по которой» в свою очередь» можно оценивать перспективность недр на нефть и газ» выбирать оптимальный вариант разработки залежи и т.д.

Таким образом» с одной стороны относительно узкий диапазон исходной информации» о другой - универсализм первичных данных упрощают задачу определения рационального комплекса гидрогеологических исследований (Под рациональным комплексом мы понимаем минимальную» но достаточную информацию» освещающую в требуемом объеме гидрогеологию нефтегазоносных районов), Следовательно при выборе рационального комплекса гидрогеологических исследований предопределяющим является не комплекс первичных (исходных) данных, полученных при исследования водяных скважин. Этот комплекс, как уже отмечалось выше, является унифицированным в независимости от категории исследуемых скважин. Наиважнейшая роль принадлежит методам (приемам) проведения исследовательских операций на скважинах и методам обработки (анализа) первичных данных, порученных в результате этих исследований*

РЛ 39-1-28-77 стр.9

Поэтому в области гидрогеологических исследований необходимо различать три основных составляющих их элемента:

-    комплекс исследовательских работ vопераций) на скваглше;

-    комплекс первичных материалов, полученных при исследовании скважины;

-    комллеке методических приемов обработки первичных данных.

В независимости от категории скважин (поисковые, разведочные, наблюдательные, пьезометрические и др.) и вне зависимости от видов работ vпоиски, разведка, разработка; в процессе исследования обязательным является следующий комплекс данных*):

-    соли и газы, растворенные в пластовых водах;

-    графики восстановления уровня воды (забойного давления;;

-    глубина уровня воды от устья скважины;

-    график плотнооти воды по стволу скважины;

-    график газового фактора по отолбу воды в скважине;

-    график колебаний уровня воды под влиянием изменения атмосферного давления;

-    геотермическая характеристика по стволу скважины.

^х) необходимость обязательного получения перечисленных данных на любой скважине диктуется условиями накопления информации по гидрогеологии нефтегазоносных районов: гидрогеологические материалы поступают в процессе опробования скважин, предназначаемых для решения вопросов поисков, разведки и разработки, но при опробовании давших воду. Лля гидрогеологических исследований специальные скважины на глубокие горизонты бурят в редких исключениях.