Газовый каротаж. 
Бурение скважин

Основными задачами газового каротажа при исследовании поисковых и разведочных скважин являются:

• 1) выявление в разрезе бурящейся скважины перспективных нефтенасыщенных пластов-коллекторов;
• 2) оценка характера насыщенности пласта-коллектора;
• 3) выделение зон аномально высоких поровых давлений;
• 4) предупреждение внезапных выбросов пластового флюида.

При решении второй и третьей из перечисленных задач важнейшим информативным параметром является относительный состав газа. В настоящее время при газовом каротаже измеряются концентрации углеводородных газов СН₄, C₂H₆, C₃H₈, C₄H₁₀, C₅H₁₂, C₆H₁₄ в газовоздушной смеси, извлекаемой желобным дегазатором из промывочной жидкости (ПЖ), и в газовой смеси, выделяющейся при глубокой дегазации проб ПЖ.

Относительный состав газа определяется расчетным путем, как относительные содержания компонентов углеводородных газов (УВГ) от метана до гексана включительно, когда суммарное содержание УВГ принимается за 100%.

На забое глубоких скважин наблюдаются высокие температура (до 100 — 150 °С) и давление (до 80 — 100 МПа), что способствует переходу углеводородов в газообразное и парообразное состояния. В табл. 2.1 даны значения критических температур и давлений, а также молекулярной массы и температуры кипения для ряда углеводородных газов.

Таблица 2.1.

Компонент.	Молекулярная масса.	Критическая температура, °С.	Критическое давление, МПа.	Температура кипения при давлении 0,1 МПа, °С.
Метан.	16,04.	— 95,5.	4,58.	— 160,0.
Этан.	30,07.	+35,0.	4,80.	— 84,1.
Пропан.	44,09.	+97,0.	4,20.	— 44,1.
Бутан.	58,12.	+153,0.	3,75.	+0,3.
Пентан.	72,15.	+197,2.	3,33.	+36,4.
Гексан.	86,17.	+234,5.	2,99.	+69,0.
Гептан.	100,20.	+266,8.	2,70.	+98,4.
Октан.	114,22.	+296,4.	2,46.	+125,5.

Исходя из значений критических температур и давлений для различных газов, состава газа и реальных термобарических условий на забое глубоких скважин (> 100 °C и > 50 МПа), можно предположить, что метан, этан, пропан будут находиться в газообразном, а бутан, пентан, гексан, гептан и октан — в парообразном состояниях. Высокая растворимость углеводородных газов и тяжелых углеводородов в воде при больших давлениях приводит к их значительному насыщению углеводородами, особенно тяжелыми.

При пробуривании скважин через нефтегазоносный пласт углеводороды попадают в буровой раствор, который и выносит их на поверхность. Производится эпизодическая или непрерывная дегазация бурового раствора, а полученный газ анализируется. Результаты анализов наносятся на диаграммы, показывающие изменения состава и содержания углеводородов по разрезу скважины. По этим диаграммам определяется глубина нахождения нефтеносного или газоносного пласта.

Для проведения работ применяются газокаротажные станции — автомашины, в которых располагаются различные приборы, позволяющие следить за глубиной забоя скважины, скоростью её проходки и циркуляцией бурового раствора, анализировать газ, поступающий из дегазатора, определять присутствие нефти в буровом растворе и др. Результаты анализов газа автоматически регистрируются с помощью самописца. Учитывая скорость проходки скважины и её глубину, вносятся поправки, позволяющие более точно определить местоположение залежей нефти и газа по разрезу скважины.

Газовый каротаж проводится также и при остановке бурения скважины. Буровой раствор стоит некоторое время в скважине и обогащается углеводородами на тех участках раствора, которые находятся против нефтеносных и газоносных пластов. Затем начинается обычная циркуляция бурового раствора (как при бурении скважины) и проводится газовый каротаж, позволяющий определить интервалы раствора, обогащенные углеводородами. Вводя поправки, учитывающие глубину скважины и скорость циркуляции бурового раствора, определяют местоположение нефтяных и газовых залежей по разрезу скважины.

Проводится также газовый каротаж по кернам, которые подвергаются дегазации, а извлечённый газ анализируется. Результаты анализов позволяют делать выводы о местоположении нефтегазоносных пластов. Метод газового каротажа используется также для изучения газоносности угольных пластов. В перспективе предусматривается совместное применение газового каротажа с электрокаротажем.