Tăierea forestieră ( carotaj francez , de la carotte - morcovi , care implică asemănarea unei sonde de tăiere ) este cel mai comun tip de tăiere a puțurilor .
Procesul de înregistrare este coborârea în puțul unui dispozitiv special, cu ascensiunea ulterioară. Dispozitivul se numește sondă geofizică [1] . Scopul exploatării forestiere este un studiu detaliat al structurii secțiunii puțului . Pentru a elimina eroarea de adâncime, principalele măsurători sunt luate de la dispozitiv în timpul ascensiunii sale, dar unii parametri sunt măsurați deja în timpul coborârii.
Metoda are o rază mică de inspecție în jurul puțului (de la câțiva centimetri la câțiva metri), dar are un nivel ridicat de detaliu, care permite nu numai să se determine adâncimea rezervorului în centimetri , ci chiar și natura modificarea rezervorului însuși pe întreaga sa grosime mică. Există o mulțime de varietăți de exploatare forestieră, ceea ce se datorează varietății de metode de geofizică a solului , pentru fiecare dintre acestea a fost dezvoltată o versiune similară „subterană”. Mai mult, există tipuri speciale de exploatare forestieră care nu au analogi în geofizica terenului. Prin urmare, metodele de înregistrare se disting prin natura câmpurilor fizice pe care le studiază: electrice, nucleare și altele.
De fapt, metodele geofizice de prospectare și explorare a zăcămintelor minerale au fost create cu scopul de a nu produce foraje costisitoare de sonde, ci de a se limita doar la studii de teren. Cu toate acestea, este adesea imposibil să se facă fără forarea puțurilor în zona studiată, deoarece puțul este o sursă de probe de miez - rocă prelevate la suprafață cu ajutorul unui instrument de foraj. În același timp, luarea miezului și păstrarea lui în forma sa originală la livrarea la laborator este un proces costisitor în sine. Din acest motiv, a fost nevoie de un studiu fără miez al puțurilor [2] . Un stimulent suplimentar pentru acest lucru a fost faptul că multe puțuri sunt forate în roci fragile și libere, unde miezul nu poate fi scos la suprafață. În cele din urmă, exploatarea forestieră este folosită pentru acele puțuri care au fost deja carotate, acest lucru vă permite să obțineți și mai multe informații de la puț, justificând efortul depus pentru construcția acesteia.
Pentru fiecare tip de geofizică de suprafață a fost dezvoltată versiunea acestuia, potrivită pentru un studiu similar în condiții de puțuri înghesuite. În primul rând, au fost aplicate metode de explorare electrică . Pentru o operație de declanșare, cercetarea este efectuată prin mai multe metode diferite simultan, ale căror rezultate sunt interpretate în comun. Motivul este influența puțului în sine asupra citirilor instrumentului, precum și mulți alți factori.
Termenul „exploatare” a venit în limba rusă din franceză, unde cuvântul la carotte („morcov”) din jargonul forătorilor a fost numit o probă de bază. Specialiștii de bază erau numiți în glumă „culegători de morcovi”. Același cuvânt în franceză are un al doilea sens - fraudă măruntă. Primele metode de înregistrare nu erau exacte și adesea nu se justificau, așa că specialiștii în logare au fost numiți escroci nu numai în glumă. Datorită acestui fapt, termenul „logging” a prins mai întâi rădăcini în franceză, apoi s-a răspândit la restul. De-a lungul timpului, în germană termenul a fost înlocuit cu bohrlochmessung, în engleză - prin well logging, iar în franceză însăși termenul des diagraphies este folosit acum, dar termenul vechi rămâne în Rusia.
Mai mult decât atât, exploatarea sondei în sine a devenit puternic asociată cu acest termen, deși, în cazul general, acestea includ și operațiunile de sondă și geofizica puțurilor.
Pentru prima dată, termenul și tehnica în sine au fost introduse de frații Conrad și Marcel Schlumberger.(fondatorii celebrei companii de service pentru câmpuri petroliere Schlumberger ). Modificarea lor a folosit exploatarea forestieră electrică, iar zona principală a fost căutarea straturilor de cărbune. De-a lungul timpului, metodele de exploatare forestieră au început să fie folosite în zăcămintele de minereu, dar apoi și-au găsit aplicația principală în zăcămintele de petrol și gaze. Astăzi, în această industrie, costul exploatării forestiere nu depășește 4% din costul forajului, oferind totodată majoritatea informațiilor obținute.
Primele studii geofizice din Rusia au fost studiile geotermale în puțuri, efectuate în 1906 de D.V. Golubyatnikov [3]
Pentru efectuarea operațiunilor de exploatare forestieră se coboară în puț o sondă geofizică care conține toate echipamentele necesare. O parte din informațiile primite este transmisă imediat la suprafață printr-un cablu geofizic, care este atât un canal de transmisie a datelor, cât și un conductor electric de la sursa de alimentare, și menține greutatea instrumentului. În același timp, o parte din informații poate fi încă înregistrată în memoria sondei în sine și primită după ce sonda a fost scoasă la suprafață. Din motive tehnice, orice înregistrare a puțurilor se efectuează de jos în sus, mai întâi coborând sonda la adâncimea necesară și abia apoi, ridicând-o încet, semnalele sunt înregistrate.
Astfel este mai bine posibil să se mențină o viteză constantă a sondei, în timp ce în timpul coborârii sonda se poate bloca în puț (tack). Totuși, acest lucru nu împiedică efectuarea uneori de măsurători minore în timpul coborârii sondei (densimetru, termometrie). Dacă viteza de mișcare a sondei de-a lungul sondei este prea mare, este posibil ca echipamentul să nu aibă timp să măsoare chiar și anomaliile mari. În același timp, viteza prea mică de urcare a sondei duce la o creștere a timpului operațiunilor de înregistrare și, prin urmare, la o creștere a costului lucrării în ansamblu.
Datorită faptului că un puț real, spre deosebire de unul ideal, nu este niciodată drept și are, de asemenea, o rază variabilă, există dificultăți tehnice în determinarea cu precizie a adâncimii sondei curente. Din acest motiv, adâncimea curentă este măsurată în mai multe moduri simultan:
În situații reale, contorul poate rata unele semne magnetice, iar locatorul poate să nu observe unul dintre cuplaje, cu toate acestea, utilizarea în comun a acestora permite nivelarea acestor erori și legarea destul de precisă a poziției sondei la adâncimea corectă.
Unul dintre dezavantajele tehnicii este că sondele în sine afectează citirile sondei:
Pentru a crește conținutul de informații al unei operații de declanșare, mai multe instrumente pot fi plasate într-o singură sondă geofizică deodată. Există cazuri în care există mai multe dispozitive decât pot încăpea într-o singură sondă sau este posibil ca aceste dispozitive să nu fie compatibile între ele și să nu poată fi plasate într-o singură sondă. Apoi nu o singură sondă poate fi coborâtă în puț, ci o grămadă de mai multe, așezate una după alta. În plus, o așa-numită „împletitură” poate fi atașată la sondă. În exterior, este un cablu relativ scurt, pe care senzorii sunt așezați ca o ghirlandă, dar, în același timp, informațiile preluate de la aceștia sunt transmise la echipamentul principal situat în corpul sondei.
În funcție de metoda de înregistrare, poate fi necesară fie centrarea sondei de-a lungul axei găurii (în acest caz, sonda nu trebuie să atingă pereții găurii), fie invers - apăsând strâns sonda pe perete. In ambele cazuri, rezultatul se obtine cu ajutorul unor arcuri plasate in exteriorul corpului. Pentru centrare se prind de corp patru arcuri aşezate în plan transversal, pentru apăsarea pe peretele puţului este suficient un arc aşezat lateral.
Exploatarea forestieră electrică este o reelaborare a sondajelor electrice de teren, așa cum este aplicată în condiții înghesuite din puț. În termeni generali, munca se reduce la trecerea curentului prin doi sau mai mulți electrozi cu măsurarea ulterioară a oricăror parametri electrici: puterea curentului, diferența de potențial, frecvența, constanta dielectrică etc. Diferența dintre valoarea măsurată este cea care determină varietatea de metode de înregistrare electrică. De asemenea, aceste diferențe se datorează, de exemplu, configurației electrozilor coborâți în puț, adică aranjamentului lor reciproc unul față de celălalt.
În grupul de exploatare forestieră actuală, este posibil să se creeze o mare varietate de concepte și modificări ale acestora, cu toate acestea, în practică, doar MSK (metoda contactului alunecat) este utilizată pentru a studia puțurile din zăcămintele de minereu și BTK (fotografia cu curent lateral) pentru a studia cărbunele fântâni.
Principalul avantaj al acestui grup de metode este că pot fi utilizate în puțuri uscate care nu sunt umplute cu fluid de foraj conductiv. În plus, poate fi folosit în puțuri umplute cu fluid de foraj pe bază de petrol, care, de asemenea, nu conduc curent electric continuu. Există următoarele soiuri:
Metodele de exploatare radioactivă funcționează pe prezența radioactivității naturale în roci, care este măsurată în cursul operațiunilor de exploatare forestieră. În cazul în care inițial roca are un fond extrem de scăzut sau nu este deloc radioactivă, se folosește iradierea ei preliminară, urmată de măsurarea fondului rezultat. Conform citirilor măsurate, devine posibil să se determine o serie de proprietăți fizice ale rocii: conținut de hidrogen, conținut de argilă, densitate etc.
În denumirile acestor metode sunt folosite abrevieri și se adoptă un singur sistem de desemnări de litere. Numele constau de obicei din trei litere:
Poate fi folosită și a patra literă, care în acest caz conține informații suplimentare - un tip sau o modificare a metodei. Cu toate acestea, denumirile unor metode nu corespund acestei clasificări și, din punct de vedere istoric, au luat nume de rădăcină.
În acest grup de metode, fiecare sondă geofizică este furnizată cu propria sa sursă de neutroni. Energia neutronilor emiși poate fi diferită, dar fluxul de neutroni este menținut constant în timpul înregistrării. Atât elementele care se descompun spontan, cât și reacțiile nucleare ale două sau mai multe elemente (de exemplu, beriliu cu o particulă alfa) pot fi utilizate ca surse de neutroni.
În acest grup de metode, sonda este echipată cu o sursă de neutroni, dar, spre deosebire de metodele de înregistrare staționară a neutronilor, această sursă nu funcționează continuu, ci în impulsuri. Produsele interacțiunii exploziilor de neutroni pulsați cu mediul sunt diverse, prin urmare există un număr mare de metode disponibile:
Fiecare dintre aceste metode de impuls poate avea modificări care au un grad diferit de prevalență (inclusiv cele care nu sunt utilizate deloc în practică). De exemplu, INGK-S există în multe variante, dintre care cea mai comună este C/O-logging (înregistrare carbon-oxigen).
În practică, GNC găsește uneori aplicație - înregistrarea cu neutroni gamma, care se bazează pe efectul fotoelectric nuclear. Datorită faptului că teoretic poate fi atribuit atât metodelor gamma cât și neutronilor, este de obicei considerat separat.
A fost dezvoltată și metoda NAC - înregistrarea activării neutronilor. Esența metodei constă în faptul că în roci, sub influența iradierii artificiale cu neutroni, se creează o cantitate semnificativă de radionuclizi artificiali, care au propria lor activitate gamma. Este cea care se măsoară în timpul NAC. În acest sens, metoda seamănă vag cu NGK.
Această secțiune conține metode care studiază câmpuri fizice care sunt mai puțin caracteristice geofizicii.
Datorită focalizării înguste a fiecărei metode, precum și datorită măsurătorilor în condiții nefavorabile ale sondei, nicio metodă de înregistrare nu poate oferi informații obiective și de încredere. Această împrejurare a fost principalul obstacol la începutul secolului al XX-lea în calea dezvoltării acestei secțiuni de metode geofizice de prospectare a mineralelor (după cum s-a menționat deja, la început, tăietorii de lemn erau considerați escroci, de unde și numele lor). Cu toate acestea, datorită aspectului în masă al celor mai diferite metode, precum și a profunzimii studiului teoretic al fiecăreia dintre ele, atunci când se combină diferite metode, este încă posibil să se obțină aproape toate informațiile necesare despre secțiunea puțului.
Metoda PS, aproape imediat după apariția sa, a început să fie utilizată împreună cu metoda RL, iar acest complex a fost numit logare electrică standard. Prin combinarea informațiilor obținute prin diferite metode, este posibil să se „descifreze” mai fiabil conținutul subsolului.
Pe secțiunea dată, apare o problemă geologică complexă - găsirea adâncimii de apariție a straturilor de cărbune. Metoda RL nu a făcut posibilă distingerea cărbunelui de calcar în această secțiune fără a implica sondaje suplimentare (ambele au aproximativ aceeași rezistență, restul fiind egal). Cu toate acestea, implicarea densității GGC vă permite să identificați imediat calcarul în secțiune. Simplul HA dă credință, de asemenea, acestui punct de vedere, deoarece răspunde bine la shaliness: nu există argilă în straturile de cărbune și calcar, așa că citirile HA eșuează împotriva lor. O diagramă cu etrier ( KM ) este, de asemenea, prezentată pentru comparație . În metoda KM se măsoară diametrul puțului, care variază în funcție de adâncimea acesteia. Spre deosebire de cărbunele fragil, pereții puțului sunt distruși în timpul forajului, astfel încât diametrul puțului devine mai mare, iar calcarul dens nu a cedat la aceeași distrugere, astfel încât CM nu a înregistrat distrugerea acesteia.
În această secțiune a fost găsit un strat de bauxite , deoarece radioactivitatea lor naturală este mai mare decât cea a rocilor gazdă, prin urmare, conform HA, stratul se evidențiază ca maxim. Metoda CL bate perfect formația cu rezistență redusă, în special vârful acesteia. Metoda PS identifică, de asemenea, un strat de bauxită polarizabil, iar eșecul citirilor OGK indică un conținut ridicat de hidrogen (există o mulțime de hidroxizi de aluminiu în bauxite).
Combinarea metodelor vă permite să extindeți semnificativ funcționalitatea oricărei metode, chiar și a celei mai simple. Rolul unei metode ieftine de raze gamma pentru identificarea rezervoarelor crește în special atunci când puțul este umplut cu fluid de foraj . Rezistivitatea electrică a acestei soluții este comparabilă cu rezistivitatea apelor de formare. În aceste condiții, metoda PS le distinge slab, iar datele GC devin principalele pentru identificarea rezervorului .