Контакты >

Подземный георадар

Основными энергоресурсами в мире продолжают оставаться нефть и газ. До конца прошлого века в основном разрабатывались месторождения с массивными природными резервуарами углеводородов и бурением глубоких вертикальных скважин большого диаметра до проникновения в резервуар.

Сегодня большие природные резервуары истощаются, а их количество в мире ограничено. Именно поэтому и появилась тенденция к увеличению объёмов бурения наклонных скважин и боковых горизонтальных стволов.

В первую очередь, подобная технология призвана повысить отдачу месторождений, а также помочь в разработке нетрадиционных залежей (сланцевые газ, нефть) и пластов малой мощности. Использование георадара позволяет добиться увеличения поверхности контакта с продуктивным пластом и разбуривания шельфовых месторождений с берега. Строительства дорогостоящих морских оснований и платформ при этом не требуется, помехи работе наземных и морских структур не создаются.

Только в США сегодня ежегодно строят до 1000-1500 таких скважин и в ближайшее время могут вообще отказаться от строительства вертикальных скважин в эксплуатационном бурении. При сохранении текущей тенденции в России через 10-15 лет будет буриться до 2000 наклонных скважин и боковых горизонтальных стволов ежегодно. По прогнозам специалистов, эти технологии в ближайшие десятилетия приобретут статус, обеспечивающий экономическую безопасность России.

Можно существенно повысить эффективность горизонтального бурения за счет оперативного планирования траектории в процессе бурения в реальном времени – геонавигации. Это можно сделать на основании фактического геологического разреза грунта с помощью навигационного каротажа, то есть контрастного расчленения разреза грунта в плоскости, перпендикулярной бурению, с одновременным определением расстояния до границ продуктивного пласта.

Существующие системы навигационного каротажа используют индукционный метод определения границ пластов. Всего в мире такие устройства производят четыре компании. Однако приобрести эти системы нельзя: производители не продают их, а лишь сопровождают бурение.

Приборы индукционного каротажа имеют ряд недостатков. Во-первых, они имеют большую длину (5-8 м), что снижает манёвренность буровой колонны. Во-вторых, эти приборы анализируют область пространства на 3-6 м позади бурового долота, вследствие чего образуется «мёртвая зона», недоступная для анализа. В-третьих, приближение к границе пласта определяется путём сравнения результатов измерений с изначально заданным порогом, что не всегда адекватно.

Решение проблемы базируется на том факте, что радиолокационный сенсор реагирует только на наличие границ пластов, то есть на различие электродинамических параметров, а не на их абсолютные величины.

В мировой практике отсутствуют промышленные георадары, которые могут обеспечить проводку глубоких горизонтальных скважин в процессе бурения. Известные попытки создания прибора навигационного радиолокационного каротажа не увенчались успехом. Основная причина неудач – сложность практической реализации при излучении мощных сверхкоротких импульсов в сильно поглощающей среде, которыми являются материал пластов и буровой раствор.

Известны системы подповерхностной геолокации. Они представляют собой крупногабаритные конструкции, оформленные, например, в виде прицепа к автомобилю и служат для определения рельефа местности на глубине до 20 м. Напрямую скопировать технические решения, применённые в подповерхностной локации, невозможно, так как для подземного георадара существуют жёсткие ограничения по габаритам, условиям окружающей среды, энергопотреблению и конструкции антенн.

Предлагаемая концепция георадара лишена недостатков приборов индукционного каротажа, а за счёт ряда know-how удалось избежать проблем, возникающих при радиолокационном каротаже. Разработка имеет форм-фактор элементов бурового оборудования и отличается компактностью: её длина не превышает 1 метра (против 5-8 метров у индукционных приборов). Особенностью работы георадара является последовательное излучение тональных посылок в широком диапазоне частот и обработка принятых сигналов оригинальными алгоритмами.

Для проверки идеи был разработан и изготовлен макет георадара. С целью воссоздания ситуаций, возникающих в процессе бурения, изготовлен полномасштабный полигон-имитатор нефтеносного и водоносного пластов. Макет георадара прошёл успешные лабораторные испытания, а затем и испытания на полигоне, которые подтвердили жизнеспособность концепции.

В настоящее время работы по проекту «Подземный георадар» активно ведутся и являются одним из перспективных направлений деятельности ИЦ «Бирюч».

Возврат к списку
Вакансии:
Инженер-электроник 3 категории Другие вакансии