Метод ЯМК в слабопольной модификации поля Земли достаточно широко применяется при проведении исследований в бурящихся скважинах на месторождениях Татарстана. Данный метод хорошо зарекомендовал себя тем, что снимаемые показания напрямую связаны с содержанием подвижного флюида в пласте. Оперативная информация, поступающая непосредственно в процессе строительства скважин, неоценимо важна для нефтяников-буровиков: именно по наличию и величине сигнала можно однозначно судить о свойствах коллектора и проводить точную оценку содержания подвижного флюида в исследуемой области. Анализ параметров эффективной пористости в свою очередь дает возможность производить максимально точную оценку извлекаемых запасов.

Метод ЯМК хорошо известен и за пределами Татарстана — в Западной Сибири, Иркутской, Оренбургской, Самарской областях, Краснодарском крае, ближнем зарубежье (Казахстане, Узбекистане), а также в Китае, Ливии и др. С его помощью успешно решались такие задачи, как выделение коллекторов в сложных геологических условиях, определение эффективной пористости коллекторов и оценка их проницаемости не только на глинистом растворе, но и подобных ему, например, торфо-гуматном (рис. 1).

Интенсивное развитие и применение метода ЯМК в ООО «ТНГ-Групп» началось в первой половине 1970-х гг. В это время акционерное общество «Татнефть» приступило к реализации широкомасштабной программы по поиску и разведке нефти в карбонатных отложениях, которыми представлен почти весь геологический разрез скважин РТ. Недостаточная эффективность применявшегося в то время комплекса ГИС при выделении коллекторов объяснялась не только качеством применявшихся методов и аппаратуры, но, главным образом, чрезвычайно сложными и многообразными по свойствам изучавшимися геологическими объектами. Первые же замеры при помощи ЯМК показали, что данный метод предлагает принципиально новый подход к решению проблемы выделения коллекторов. Так, при количественной обработке данных ЯМК можно определить эффективную толщину пласта и его эффективную пористость. Применение же разработанных в ООО «ТНГ-Групп» методик при комплексной интерпретации результатов ядерно-магнитного каротажа и стандартных методов ГИС позволяет определить коэффициент вытеснения нефти из пласта, а также его проницаемость, продуктивность и качество первичного вскрытия пласта. Данная информация крайне важна как на этапе проводки скважины, так и на этапе подсчета реальных запасов месторождения.

В настоящее время аппаратура для выполнения ЯМК постоянно совершенствуется. Сейчас есть два основных варианта ее исполнения. Первый и наиболее распространенный — аппаратура диаметром 140 мм, выпускаемая ООО «ТНГ-Групп» под маркой ЯК-8, предназначенная для проведения исследований в бурящихся скважинах диаметром от 170 до 295 мм. Применение аппаратуры ЯК-8 позволяет проводить эффективные исследования не только в водонефтяных, но и газовых скважинах. По соотношению открытой и эффективной динамической пористостей возможно определять водо-нефтяной, газо-нефтяной, газо-водяной контакты (рис. 2).

Все коллекторы четко выделяются, можно эффективно проводить количественную оценку эффективной пористости по данным ЯМК.

Второй вариант исполнения аппаратуры ЯМК под названием ЯК-9 диаметром 80 мм изначально предназначался для проведения исследований через буровой инструмент на месторождениях Западной Сибири. В Татарстане аппаратура этого типа используется для проведения исследований в скважинах малого диаметра (от 100 до 216 мм), в боковых стволах, а также горизонтальных скважинах. Для проведения ЯМК в скважинах малого диаметра (от 140 мм) в условиях высоких температуры и давления был специально разработан прибор диаметром 100 мм с сосудом Дьюара и титановым кожухом.

Стоит отметить, что в последнее время при бурении нефтяных скважин все чаще используются полимерные буровые растворы. Однако их применение отрицательно сказывается на качестве ЯМК: сигнал от бурового раствора, или промывочной жидкости (ПЖ) в стволе скважины, может превысить полезный сигнал от пластов-коллекторов, и выделение их на этом фоне уже будет невозможным. Это обстоятельство, вероятно, стало одной из причин, по которым метод ЯМК не получил должного развития за рубежом. В лучшем случае, когда сигнал от пласта всетаки выделяется в конце затухающего сигнала от ПЖ, можно решить данный вопрос путем смещения интервала обработки сигнала относительно конца спада сигнала от ствола скважины (рис. 3). В случае же, когда сигнал от ПЖ значительно превышает сигнал от коллектора, необходимо использовать специальную технологию, снижающую или исключающую такое влияние.

Благодаря совместным с Казанским физико-техническим институтом разработкам негативное влияние раствора на показания ЯМК удалось существенно уменьшить и повысить тем самым качество каротажа в сложных геолого-технологических условиях. И сам способ и соответствующее ему устройство за-патентованы в РФ, и широко используются в скважинной аппаратуре, выпускаемой ООО «ТНГ-Групп», в том числе в малогабаритной аппаратуре ЯК-9 и МРК-9.

Наибольшее негативное влияние на качество ЯМК из часто встречаемых на практике оказываетполимер-меловой буровой раствор. Как правило, сигнал от него соответствует замеру от пласта с ИСФ, равным 80%. Такой раствор применяется на ряде месторождений Татарстана и Самарской области. Здесь бурятся неглубокие скважины малого диаметра (155,6 мм) на терригенные и карбонатные отложения бобриковского горизонта и турнейского яруса. Применяемый полимер-меловой раствор имеет плотность 1,03 г/см³ и сопротивление до 0,6 Ом·м.

В таких условиях (рис. 4) в обычном режиме регистрация данных ЯМК становится некачественной, так как сигналы от пластов на фоне сигнала от ПЖ выделяются очень неуверенно или вообще не заметны. Применение системы снижения сигнала от ПЖ позволяет провести качественный замер с последующей количественной обработкой. Так, например, нефтяной пласт (1015,5–1015,9 м) при обычном режиме записи ЯМК вообще не выделяется на фоне сигнала от раствора (порядка 600 единиц). После применения режима снижения сигнала от ПЖ сигнал от раствора уменьшился в 10 и более раз и стал соответствовать уровню помехи (около 60 единиц). Пласт с эффективной пористостью равной 5,8% начал уверенно выделяться.

Другой пример. Пласт с большей мощностью (1037,4–1039,7м) с пористостью 16% первоначально имел отношение сигнала к помехе (к уровню фона от раствора) не более 2,5. После применения системы и режима снижения сигнала от ПЖ соотношение «сигнал — помеха» в этом пласте составило более 10. При использовании режима гашения сигнала от ПЖ наблюдается хорошее расчленение разреза по коллекторским свойствам и становится возможной количественная обработка результатов замера.

На рис. 5 представлен фрагмент диаграммы ЯМК в скважине диаметром 144 мм, бурящейся на полимер-меловом растворе. Использование малогабаритного прибора ЯК-9 в режиме снижения сигнала от ПЖ позволяет ослабить сигнал от раствора до уровня помехи и выделить коллекторы с эффективной пористостью около 4–5%.

Поскольку метод ядерно-магнитного каротажа включен в обязательный комплекс ГИС на месторождениях Татарстана, то все производственные подразделения ООО «ТНГ-Групп» располагают аппаратурой ЯМК как обычного, так и малого диаметра, и выполняют исследования как в Татарстане, так и за его пределами. На рис.6 представлены результаты ЯМК малогабаритным прибором в скважине, пробуренной на глинистом растворе в терригенных отложениях девона. Все пласты, как водоносные, так и нефтенасыщенные, выделяются уверенно.

Слабопроницаемые коллекторы и коллекторы с остаточной нефтью характеризуются слабым сигналом ЯМК или его отсутствием.

На рис. 7 представлены результаты ЯМК, выполненного малогабаритным прибором в тульско-бобриковских отложениях. Максимальный угол отклонения ствола скважины от вертикали составил около 47°. В силу влияния наклона скважины по направлению магнитного поля Земли сигнал несколько снижен, хотя все коллекторы выделяются с большой точностью. Существенная разница между общей и эффективной пористостью по ЯМК может быть связана с плохим качеством вскрытия пластов при бурении (то есть с несовершенной технологией), либо с большим содержанием остаточной нефти в продуктивных пластах.

Представленные материалы показывают, что разработанный ряд аппаратуры ЯМК разного диаметра с использованием последних разработок: система гашения сигнала от ПЖ, автоматическая настройка на частоту прецессии и другие,обеспечивают высокую информативность метода при строительстве скважин сложной конструкции (разного диаметра) и делает возможным ее более широкое применение в различных геолого-технологических условиях и в различных регионах России и за ее пределами.