К оглавлению

УДК 550.832:553.98(47+57)“1922/1982”

Промысловая геофизика в дни 60-летия СССР

В.Н. ДАХНОВ (МИНХиГП), Н.А. САВОСТЬЯНОВ (Миннефтепром)

В дни, когда весь советский народ отмечает 60-летие со дня основания первого в мире многонационального государства рабочих и крестьян - Союза Советских Социалистических Республик, нефтепромысловые геофизики, как и все трудящиеся нашей великой Родины, подводят итог своей деятельности за прошедший период.

Наша страна по праву считается родиной разведочной геофизики. 10 февраля 1919 г. на заседании Совета Рабоче-Крестьянской Обороны, проходившем под председательством В.И. Ленина, по его инициативе была создана Особая комиссия по исследованию Курской магнитной аномалии (ОККМА). Эта комиссия, возглавлявшаяся И.М. Губкиным, впервые в мировой практике поставила комплексные геофизические исследования на территории КМА. Работы велись в тяжелых условиях вблизи фронтовой полосы наступающей деникинской армии. Здесь готовились первые кадры геофизиков молодого Советского государства (Г.А. Гамбурцев, А.И. Заборовский, А.А. Михайлов, Н.М. Никифоров, Л.В. Сорокин и др.), в дальнейшем руководивших развитием основных геофизических методов исследования земных недр в нашей стране.

Уже в восстановительный период создается специальный исследовательский центр - Институт прикладной геофизики (ИПГ) с задачами разработки новых и внедрения существующих методов прикладной геофизики. Его организация показала, с каким вниманием отнеслись партия и правительство к развитию новой отрасли разведочного дела.

На возможность исследования разрезов скважин, по данным изучения физических полей, впервые обратил внимание известный геолог Д.В. Голубятников. Впервые в 1906 г. им были осуществлены измерения теплового поля в скважинах с прикладной целью.

Однако в то время исследования Д.В. Голубятникова не получили должного распространения.

Спустя двадцать лет, в 1927 г., известный исследователь - профессор Парижской высшей горной школы К. Шлюмберже предложил использовать разработанный им способ полевой электрической разведки методом сопротивлений для изучения разрезов скважин.

В 1929 г. по инициативе И.М. Губкина и Д.В. Голубятникова этот метод успешно был опробован сперва в нефтяных скважинах объединения Грознефть и позднее в скважинах объединений Азнефть, Эмбанефть и Майкопнефть. Проведенные работы выявили большие возможности нового метода, позволяющего получать ценные сведения о разрезе скважин без выноса пород на поверхность, что вело к огромной экономии средств и времени.

Первый положительный результат исследования был получен в скв. 1-35 Новогрозненского района Чечено-Ингушетии в ноябре 1929 г. В этой скважине из XIX пласта, испытанного по данным геофизики, при отсутствии достаточных признаков нефти по керну, ударил фонтан нефти с дебитом свыше 100 т/сут.

Придавая огромное значение новой технике геологического изучения разрезов скважины, И.М. Губкин указал на необходимость быстрейшего ее внедрения на всех промыслах Советского Союза. К этим работам были привлечены молодые советские инженеры К.А. Верпатов, В.Н. Дахнов, И.Г. Дидура, С.Г. Комаров, С.Я. Литвинов, Г.С. Морозов, Г.Н. Строцкий и др., возглавившие в дальнейшем работы по развитию геофизических методов исследования нефтяных скважин.

Передовая советская социалистическая система народного хозяйства обеспечила быстрое развитие новых способов бескернового изучения разрезов скважин и переход на высокоэффективное бурение с высокими скоростями проходки. При этом информация о породах, пройденных скважинами, стала более достоверной и полной.

В результате уже в 1930 г. (второй год широкого опробования метода сопротивлений) объем работ этим методом в СССР был больше, чем во всех остальных странах. Заметим, что общая проходка скважин в нашей стране в то время была значительно меньше, чем, например, в США. В эти же годы на основании наблюдений, выполненных геофизиками и геологами Азербайджана, создается новый метод изучения скважин, основанный на изучении потенциалов собственной поляризации пород. Расширяются термические исследования скважин.

О том, какое значение за короткий срок приобрела промысловая геофизика, говорят решения конференции геологов Закавказья и Туркестана. Конференция проходила в 1932 г. под председательством И.М. Губкина.

Она констатировала, что электроразведочные работы в скважинах нефтяных промыслов Азнефти только в 1931-1932 гг. позволили:

а) сократить до нуля отбор грунтов в эксплуатационных и почти до нуля в эксплуатационно-разведочных скважинах;

б) составить новые структурные карты, лучше отражающие действительное строение месторождений;

в) по каждому из пластов построить карты равных сопротивлений, характеризующие нефтенасыщение изучаемого объекта;

г) отбивать границы нефтеносных горизонтов и правильно отличать песчаные пласты от глинистых;

д) в корне перестроить разведку и оконтуривание залежей и рационально разбить свиты на эксплуатационные объекты.

Решение конференции наглядно оценило роль геофизических исследований скважин в нефтяной промышленности и способствовало дальнейшему развитию промысловой геофизики.

На Второй Северо-Кавказской конференции геологов-нефтяников И.М. Губкин в заключительном слове указал на “...блестящие достижения в электроразведке при разведочном, разведочно-эксплуатационном и эксплуатационном бурении” и подчеркнул, что “только у нас была получена возможность ее широкого и углубленного применения. В условиях нашего социалистического хозяйства этот метод нашел надежную почву для своего широкого развития и широкого применения не только в области геологии, но и в области техники. Мы здесь, оказывается, ушли далеко вперед от наиболее развитых капиталистических стран” (Губкин И.М. Избранные сочинения, т. II. М., изд-во АН СССР, 1953.).

Успехи промысловой геофизики в СССР явились фундаментом для последующего широкого использования ее и в других странах, где вследствие мирового экономического кризиса капиталистической системы 1929- 1932 гг. и недоучета прогрессивного значения геофизических методов исследования скважин они почти не применялись. В нашей стране были созданы и другие прогрессивные геофизические методы исследования скважин.

В начале 30-х годов в Баку акад. М.В. Абрамович предложил использовать результаты анализа горючих газов, содержащихся в буровом растворе, для выявления нефтяных пластов. Так возникли основы газометрии скважин.

За рубежом в эти же годы создается метод потенциалов вызванной поляризации, у нас в СССР методы скользящих контактов, магнитные и многие другие.

Крупным шагом в развитии геофизических методов исследования скважин была разработка в 1933 г. ленинградскими геофизиками Г. В. Горшковым, А.Г. Граммаковым, В.А. Шпаком и Л.М. Курбатовым методики гамма-исследования скважин, а также создание в 1940 г. нейтронного гамма-метода, предложенного акад. Б. Понтекорво.

В результате успешной творческой деятельности большого коллектива работников науки и промышленности (С.Г. Комаров, Л.М. Альпин, В.Н. Дахнов, Ф.А. Алексеев и многие другие) промысловая геофизика, базировавшаяся 30 лет тому назад на одном-двух со сравнительно ограниченными возможностями методах исследования скважин превратилась в мощный комплекс, насчитывающий более 50 способов изучения разрезов скважин, большинство из которых доведено до широкого практического использования.

Столь бурное развитие физических методов исследования разрезов скважин объяснялось прежде всего высокой эффективностью их бурения. Достижение высоких скоростей бурения (несколько тысяч метров на станок в месяц) стало возможным только потому, что был разработан широкий комплекс физических методов дистанционного исследования горных пород, позволивший отказаться от отбора керна большей части разрезов скважин и при этом получать о них более широкую информацию.

Наглядность материалов промысловой геофизики - непрерывные кривые регистрируемых параметров и зависимость их конфигурации от малых изменений в условиях осадконакопления - позволила обоснованнее изучать характер протекания и цикличности процессов в пределах, как небольших территорий, так и крупных районов и провинций.

Возможность получения достоверной информации о строении нефтегазовых коллекторов, их мощностях и коэффициентах пористости и нефтегазонасыщения позволила широко использовать данные промысловой геофизики при подсчетах запасов газа и нефти.

Развитие промысловой геофизики не могло быть эффективным без глубокого знания физических свойств горных пород, их природы, взаимных связей и связей физических свойств с минеральным и литологическим составом горных пород.

На базе развития промысловой геофизики сформировалась новая отрасль геологии, а именно петрофизика - наука о физических свойствах горных пород, их взаимных связях и закономерностях изменения (Г.М. Авчан, В.Н. Дахнов, В.М. Добрынин, В.Н. Кобранова, Е.И. Леонтьев, М.Л. Озерская, Е.А. Поляков и др.).

Познание горных пород по их физическим свойствам явилось крупным качественным скачком в развитии прикладной геологии. Методы петрофизики обеспечили возможность познания горных пород не только в процессе их непосредственного изучения, но и, главное, дистанционно.

После некоторого перерыва, вызванного Великой Отечественной войной, последующие годы ознаменовались в СССР дальнейшим развитием комплекса геофизических исследований скважин (ГИС) главным образом в направлении более широкого внедрения радиоактивных (импульсный, нейтрон-нейтронный и гамма-гамма методы), акустических методов, разработок ядерно-магнитного метода, совершенствования комплексной интерпретации результатов ГИС и начала использования в этих целях средств электронно-вычислительной техники.

Применение ЭВМ третьего поколения позволило существенно повысить скорость процесса интерпретации промыслово-геофизических данных. Уже к началу одиннадцатой пятилетки 25 % промыслово-геофизического материала по геофизическим организациям Управления промысловой и полевой геофизики Миннефтепрома обрабатывалось на ЭВМ.

В эти же годы существенно возрос объем работ в действующих эксплуатационных, нагнетательных и контрольных скважинах (определение положения ВНК и дебита скважин, контроль за процессом законтурного и внутриконтурного заводнения эксплуатируемых залежей).

Широко используются также геофизические работы, выполняемые с целью контроля за техническим состоянием скважин (измерение искривления скважин, оценка качества цементирования, выявление зон прихвата бурильного инструмента, участков нарушения обсадной колонны и др.), а также для проведения опробования и испытания скважин пластоиспытателями на трубах и на кабеле.

Новым направлением явилось создание планомерного геолого-геофизического и технологического контроля за проводкой скважин.

Таким образом, промыслово-геофизическая служба постепенно перешла от изучения геологического разреза скважин к контролю за процессом их строительства и эксплуатации.

Техническая основа промыслово-геофизических работ - широкий комплекс аппаратуры и приборов, создаваемых на базе последних достижений электротехники и радиоэлектроники.

В последние годы были разработаны:

комплексные скважинные приборы - агрегатированные системы геофизических скважинных приборов (ВНИИнефтепромгеофизика); серии скважинных приборов, рассчитанных на высокие температуры и давления(Грозненское СКТБ ПГ);

цифровые и компьютизированные станции (Грозненское СКТБ ПГ, Томское СКТБ ГТ);

автономные скважинные приборы с записью на магнитную ленту(ВНИИГИС);

новые виды аппаратуры для геофизических исследований скважин, а именно: скважинные акустические телевизоры САТ-1, пластовый наклономер НИД-1, аппаратура плотностного гамма-гамма РКС-1 и нейтрон-нейтронного РКС-2 методов (ВНИИнефтепромгеофизика), новые, более мощные генераторы нейтронов (ВНИИЯГГ)и др.

Успешному развитию нефтепромысловой геофизики способствовала централизация промыслово-геофизической службы в Министерстве нефтяной промышленности.

Созданные в системе Управления промысловой и полевой геофизики специализированный институт ВНИИнефтепромгеофизика (г. Уфа), СКТБ ПГ (г. Грозный) и СКТБ ГТ (г. Томск), а также Центральная геофизическая экспедиция, занимающаяся вопросами разработки и внедрения машинных способов интерпретации результатов геофизических исследований скважин, тесно связаны с производственными организациями Управления. Это позволяет опробовать и внедрить все новые разработки в короткие сроки.

В годы девятой и десятой пятилеток большое внимание было уделено подготовке инженерных кадров.

На базе передовой школы по подготовке инженеров - промысловых геофизиков - кафедры промысловой геофизики МИНХиГП были созданы профилирующие курсы по промысловой геофизике для геофизической, геологической и горно-нефтяной специальностей, разработана методика преподавания. Написаны учебники и открыты специальные лаборатории про профилирующим дисциплинам. Это позволило в дальнейшем начать планомерную подготовку инженеров - промысловых геофизиков в Азербайджанском институте нефти и химии, в Грозненском нефтяном институте, Ивано-Франковском институте нефти и газа, в Тюменском и Ухтинском индустриальных и Карагандинском политехническом институтах.

Руководствуясь решениями XXVI съезда КПСС по развитию нефтяной и газовой промышленности, промысловые геофизики в одиннадцатой пятилетке в число главнейших проблем, требующих неотложного решения, включили следующие.

Дальнейшее усовершенствование и широкое промышленное внедрение новой скважинной (особенно комплексной) аппаратуры, которая должна обеспечить использование акустических, гамма-гамма, нейтронных, ядерно-магнитного и диэлектрического методов при изучении коллекторски хсвойств и нефтегазонасыщения пород. Применение акустического телевизора и пластового наклономера.

Внедрение методов технологического и геолого-геофизического контроля за процессом бурения с помощью станций контроля типа “Геотест”.

Прогнозирование физико-химического состояния горных пород до глубины залегания продуктивных горизонтов с целью разработки оптимальных режимов бурения, обеспечивающих безаварийность проходки скважин при высоких скоростях бурения; прогнозирование зон АВПД.

Дальнейшее развитие прямых методов исследования разрезов скважин: внедрение трубных пластоиспытателей более совершенной конструкции (многоцикловых, без опоры на забой),сверлящих и фрезерующих (дисковых) керноотборников.

Создание более совершенной техники исследования эксплуатационных скважин, в частности оборудованных штанговыми и центробежными насосами.

Дальнейшее усовершенствование техники и технологии вскрытия нефтяных пластов с помощью перфорации при депрессии на пласт. Разработка специального лубрикатора для проведения прострелочно-взрывных работ при наличии избыточного давления на устье скважины.

Особое внимание будет уделяться дальнейшей разработке методики интерпретации геофизических данных с целью выделения сложно построенных нефтегазоносных коллекторов (как глинистых, так и со сложной структурой порового пространства). При этом будут развиваться автоматические методы комплексной интерпретации результатов ГИС с использованием ЭВМ третьего поколения и широко внедряться результаты этих работ в производство.

Для повышения точности геофизических исследований скважин в одиннадцатой пятилетке особое внимание обращается на развитие петрофизики и выполнение в большом объеме петрофизических исследований керна с целью уточнения используемых при интерпретации петрофизических связей и получения более точных многомерных зависимостей.

Ведущая роль во всех перечисленных разработках будет принадлежать ВНИИнефтепромгеофизике, Грозненскому СКТБ ПГ, Томскому СКТБ ГТ. Все перечисленные задачи промысловые геофизики нефтяной промышленности решают в тесном контакте с НПО Нефтегеофизика Мингео СССР, с Киевским ОКБ геофизического приборостроения Мингео УССР, с коллективами научных сотрудников - геофизиков МИНХиГП, Тюменского индустриального института, Грозненского нефтяного института.

Характерной особенностью развития промысловой геофизики, как и в целом нефтяной промышленности, всегда было проведение работ в большинстве союзных республик: в РСФСР (Чечено-Ингушская, Башкирская, Татарская, Дагестанская, Коми, Удмуртская АССР), Азербайджанской, Казахской, Туркменской, Украинской, Белорусской, Узбекской, Таджикской, Киргизской ССР. Создана и успешно развивается промыслово-геофизическая служба в Грузинской ССР. Начаты промыслово-геофизические работы в Армянской ССР.

Многонационален и кадровый состав специалистов по нефтепромысловой геофизике. Сегодня в промыслово-геофизических организациях работают русские и украинцы, грузины и белорусы, татары и башкиры, азербайджанцы и казахи, а также представители других национальностей нашей необъятной Родины.

Дружная семья нефтепромысловых геофизиков отмечает праздник 60-летия образования СССР большими достижениями в науке и производстве, в решении важных задач, стоящих перед нефтяной промышленностью.

Поступила 11/VIII 1982 г.