24-маъруза. Цементлаш сифатини гамма-гамма ва акустик усуллари билан аниқлаш.

Гамма-гамма усули билан: 1) цементларнинг кўтарилган баландлигини; 2) қудуқ кесими бўйича қувур ортидаги цементнинг қалинлигини; 3) цементланган оралиқ ва цементсиз (бурғи қоришмалий) оралиқ -ўтиш зонасини; 4) цемент тоши орасида кавак, каналлар борлигини; 5) мустаҳкамловчи қувур билан қудуқ ўқлари орасидаги мувофиқлик (эксцентриситет) ни аниқлайди.

Гамма-гамма усули билан цементланганлик сифатини аниқлаш мумкинлигини қудуқ атрофидаги муҳитларни зичлик бўйича тавсифини ўрганишимиз крак. Расм 24.1 да шартли белгилар билан қуйидагилар кўрсатилган: 1- бурғу қоришмаси; 2- цемент тоши; 3-металли мустаҳкамловчи қувур; 4-қумтош; 5-гил. Зичликлар      10³ кг/м³ да берилган.     

 Расм 24.1

Расм 24.1 да кўрсатилишича цемент тошнинг зичлиги       қ(1.8-1.9) 10³кг/м³ бўлиб,бурғу қоришмасининг зичлиги      қ(1.0-1.3) 10³кг/м³ дан фарқ қилади, ҳамда тоғ жинсларининг ўрта зичликлари     қ(2.3-2.8) 10³кг/м³ анча кичикдир. Бу ГГК  зондлари учун, теварак атрофдаги муҳитларни зичликлари бўйича фарқланиши, цементланганлик сифатини аниқлаш имконини беради.

Мустахкамловчи қувр ортидаги муҳитларнинг зичлигини аниқлаш учун одатда икки турдаги ўлчаш қурилмалари: 1-гамма-гамма цементамер (ГГЦ) ва гамма-гамма дефектомер (ГГД)  лар ишлатилади.

Расм 24.2а да 3та каналли ГГЦ қурилмаси кўрсатилган.

Бунда 3та детектор 1 бир-биридан қўрғошин тўсиқ 2 билан ажратилган.Қўрғошин тўсиқ 2 ён томонидан 3 дарчага эга ва детекторга қайтган гамма нурлар ушбу дарча 3 орқали тушади. Расм 24.2б да ГГД  кўрсатилган.Унда детектор 1 ҳалқасимон қўрғошин тўсиқ 2 билан ўралган. Бу тўсиқда ҳам дарча 3 мавжуд. Ҳалқасимон тўсиқ бир меёрда электродвигател ёрдамида айланади. Бу мустаҳкамловчи қувурлар ортидаги цемент қалинлигини қудуқ периметри бўйлаб  ўзгаришини ўлчайди.

Расм 24.2 

ГГЦ ва ГГД  натижаларига қувурлар ортидаги муҳитларнинг зичликларидан ташқари мустаҳкамловчи қувурларнинг ҳолати (қалинлиги,бутунлиги ва б.қ.) ҳам таъсир кўрсатади. Бу мақсадда ЦГДТ  - 2 аппара- турасини (расм 24.3) қўллаш тавсия этилади.

Гамма нурларини тарқатувчи манбаъ сифатида, одатда, кобальт-60, цезий-137 ва тулий-170 лар ишлатилади.

Цементланганлик сифатини назорат қилиш учун бир, уч ва тўрт каналли ГГК эондлари қўлланиши мумкин.

Бир каналли зондларда битта индикатор (газ-разряд ҳисоблагичи) бўлиб, қудуқ бўйлаб битта ГГК диаграммасини ёзиб борилади.

Уч каналли зондларда учта бир-бирига нисбатан 120° бурчак остида ётган учта индикатор билан учта ГГК нинг диаграммалари ёзиб борилади.

Тўрт каналли зондларда тўрта индикатор билан тўрта ГГК диаграммалари ёзилади.

Уч ва тўрт каналли зондлар билан ёзилган диаграммалар цементограмма деб аталади.

Цементограммаларни ёзиш учун ЦМТУ-1, ЦФ-4 ва СГДТ-2 аппаратуралари қўлланилади.

СГДТ-2 (расм 24.3) аппаратураси бир пайтда қудуқларда мустаҳкамловчи қувурлар қалинлиги ва унинг ортидаги цемент тошининг ҳолатини аниқлаб беради. Қудуққа туширилган зонд икки қисмдан иборат бўлиб, ҳар хил энергиядаги тарқалаётган гамма нурларини ўлчашга асослангандир.

Пастки қисми (расм 24.3) да цезий-137 гамма нур тарқатувчи манбаъ-7, индикатор-6 ва а, а₁ дарчали, айланувчи қўрғошин тўсиқ (экран) дан иборат бўлиб, қувур ортидаги цемент тошининг сифатини текширади.

Юқори қисмида қувурларнинг қалинлигини аниқлайдиган зонд жойлашган бўлиб, юмшоқ нур тарқатувчи тулий-170 манбаъси-2 дан, индикатор-3 ва б, б₁ дарчали қўрғошин тўсиқ (экран)-1 дан иборатдир. Тулий-170 манбаъи юмшоқ нур тарқатганлиги ва зонд узунлиги кичкина (8 см.) бўлганлиги учун ёзиб олинаётган гамма нурлар фақат қувурларнинг қалинлигига боғлиқ бўлади.

Индикаторлар сифатида 3 ва 6  (расм 24.3) сцинтилляцион ҳисоблагичлар ишлатилади ва улардан олинган сигналлар электрон блоки-4 да стандарт-амплитудаси ва давомийлиги бирҳил, ҳамда ҳар хил қутбли импулсларга айлантирилади.

Расм 24.3

Бу стандарт импулслар юқорида ИП панелида икки каналга бўлиниб, РП орқали иккита диаграмма ёзилади.

Цементограммалар (расм 23.3.б) ГГК усулининг учта диаграммаси энг катта кўрсаткич Iggmax ва энг кичик кўрсаткич Iggmin нисбатлари, яъни диаграммалар дифференцияси аниқланади. Қудуқ кесимларида бу нисбат қанча бирдан фарқ қилса, шунча қудуқ ва қувур ўқлари бир бирларига мувофиқ эмасдирлар. Расм 23.3.б. да қуйидаги вариантлар кузатилган:

1. Уччала ГГК нинг кўрсаткичлари бирҳил (23.3.б.I). Бу ҳолат мустаҳкамловчи қувур центрлашган, яъни қудуқ ўқи ва қувур ўқлари битта. Қувур ортидаги цемент тоши ёки бурғи қоришмасининг қалинлиги қудуқ кесими бўйича бирҳил. Цемент бўлган оралиқда кўрсаткич суюқлик бўлган оралиқдан кичкина қийматлари билан ажралиб туради.

2. ГГК икки зондининг кўрсаткичи учинчи зондникига нисбатан катта ва бир-бирига тенг (расм 23.1.б.II). Учинчи зонд тоғ жинсларига яқин тургани учун унинг кўрсаткичи кичкина. Қудуқ ўқи ва қувур ўқи бир-бирига мос эмас.

3. Уччала зонднинг диаграммалари турлича (расм 23.1.б.III,IV). Қувур ўқи ва қудуқ ўқи бир-бирига мос эмас. Бирёқлама цемент қуйилган бўлиши мумкин.

Цементланган оралиқларда Igg энг катта кўрсаткичи каваклар қаршисида кузатилади, чунки цемент тошларининг зичлиги 1.8-1.9 г¤ см³ бўлиб, чўкинди тоғ жинсларининг зичлигидан анча кичкина (чўкинди тоғ жинсларининг зичлиги 2.1-2.9 г¤ см³ оралиқда ўзгаради).

Гамма-гамма усули билан қудуқларда цементланганлик  сифатини исталган вақтда сифатини аниқлаш мумкин. ГГЦ катта диаметрли (250-290 мм) қудуқларга 146 мм мустаҳкамловчи қувирлар туширилганда, яъни цементнинг қалинлиги етарли даражада катта бўлганида, яхши натижалар беради.  Агарда қудуқларнинг диаметри 190 мм бўлганда ва унга 146 мм ли мустахкамловчи қувурлар туширилганда, ҳамда енгил маркали цементлар қуйилганда ГГЦ олдига қуйган мақсадни ечаолмаслиги мумкин.

 Акустик усуллар билан цементлаш сифатини аниқлаш.

Цементлаш сифатини акустик усулларда назорат қилиш мустаҳкамловчи қувур бўйича тарқалаётган синган бўйлама тўлқинларнинг амплитудаси ва қайишқоқ тўлқинларнинг тарқалиш вақтини ўлчашга асослангандир.

Акустик усуллар билан қуйидаги вазифаларни ечиш мумкин:

1) Цементнинг кўтарилган баландлигини аниқлаш; 2) қувур ортида цемент бор-йўқлигини аниқлаш; 3) цемент тоши ичида каваклар, дарзликлар ва каналлар бор-йўқлигини аниқлаш; 4) цемент тошининг тоғ жинслари ва металл қувурлар билан жипс тиркалганлигини аниқлаш; 5) вақт ўтиши билан цементнинг қотиш жараёнини назорат қилиш.

Цементланганлик сифатини аниқлаш учун қудуқларда тарқалаётган тўлқинлардан энг кўп маълумот берадигани қувур бўйлаб тарқаладиган-қувур тўлқинларидир.

Қувур тўлқинларининг тезлиги қуйида келтирилган формула орқали аниқланади:

V=E ¤ d_т                                                                            (24.1)

Формулада: Е- Юнг модули; d_т-қувурларнинг зичлиги.

Қувур тўлқинларининг амплитудаси бўйлама тўлқинларнинг ютилиши (сўниши) коэффициенти a_ак-боғлиқ.

А=A₀·е^-aакDL                                                   (24.2).

Формулада DL - тўлқин тарқатгич ва тўлқин қабул қилгич орасидаги масофа, А ва А₀ бошланғич ва ундан DL масофа нарида ётган нуқталардаги тўлқин амплитудалари.

Назарий ва эксперериментал тадқиқотлар натижасида қуйидаги хулосаларни қилиш мумкин:

1. Агарда цемент тоши қувур билан мустаҳкам тиркалмаган бўлса, қувурдан тарқалаётган тўлқин амплитудалари максимал, тоғ жинсларидан тарқалаётган бўйлама тўлқин амплитудалари эса минимал бўлади.

2. Агарда цемент тоши қувур билан мустаҳкам тиркалган бўлса қувурдан тарқалаётган тўлқин амплитудалари минимал бўлади. Агарда тоғ жинсларидан тарқалаётган тўлқинларнинг тезлиги юқори бўлса, унда қўшимча аномалиялар пайдо бўлиши мумкин. Бундай шароитда акустик усулнинг тезлик услуби диаграммаларидан фойдаланиб бу ноаниқликни ечиш мумкин.

3. Цемент тоши ва қувур орасида тўла бўлмаган жипслашиш ўртача қувур тўлқинларининг амплитудаси билан ажралиб туради. Бу ҳолатни акустик усуллар билан ҳар доим ҳам тўғри аниқлаб (талқин қилиб) бериш мумкин эмас.

Асосий кўрсаткич қувур тўлқинларининг амплитудасига қуйидаги омиллар таъсир этади: ўлчаш базаси; мустаҳкамловчи қувурларнинг диаметри ва қалинлиги; цемент тошининг қалинлиги ва унинг таркиби; цементлангандан кейин ўтган вақт; цемент тоши ичидаги каваклар, дарзликлар, ҳар хил қўшимчалар; қудуқ ичидаги босим ва температура ва ҳоказолар.

Цементланганлик сифатини аниқлашда, одатда акустик усуллар икки элементлик зондлар билан ўтказилади. Зонд базаси ва узунлиги тўлқин тарқатгич ва тўлқин қабул қилгич орасидаги масофадир. Бу масофа қанча катта бўлса қувур тўлқинларининг амплитудаси шунча кичик бўлади, лекин цементланган ва цементланмаган оралиқ орасидаги амплитудар фарқи шунча катта бўлади. Шунинг учун оптимал база қилиб 2.5 м масофа олинган. Бу масофа ҳар хил турдаги акустик усул зондларида турличадир: АКЦ-1 (акустик-цементомер) да 2.5 м.,АКЦ-2 да-2.9 м., АКЦ-4 да 2.8 м.

Қувур диаметрининг ва қалинлигини ошиши қувур тўлқинларининг амплитудасини камайтиради. Лекин a_ак цементланган оралиқда ва цементсиз оралиққа нисбатан 15-16 марта каттадир. Шунинг учун қувур диаметри ва қалинлигининг ўзгариши келтириб чиқарадиган тўлқинларининг амплитудалари ўзгариши нисбатан унчалик катта бўлмайди.

Цемент тошининг кичкина қалинлиги (бирнеча мм.) ҳам a_ак ни ўзгаришига олиб келади, шунинг учун акустик усуллар билан қувур ортидаги кичкина қалинликдаги цемент тошини борлигини ва унинг сифатини аниқлаш имкони бўлади.

Цемент маркаларига қараб,ҳар хил зичликка ва қотиш вақтига эга бўладилар, Шунинг учун цементнинг маркасига ҳам аҳамият бериш керак. Кичкина зичликка ва катта вақт давомида тошга айланадиган цемент турларида a_ак кичкина, қувур тўлқинларининг амплитудаси катта бўлади.

Цементларнинг қотиши маълум вақт ўтишини тақоза қилади. Шунинг учун акустик усул диаграммаларини цемент қуйилгандан сўнг вақт ўтказмасдан  ёзиб олсак, ҳали қотиб улгурмаган цемент қоришмасида қувур тўлқинларининг амплитудасини юқори эканлигини кузатамиз. Вақт ўтгандан сўнг цемент қоришмаси тошга айланади ва бу ҳолатда ўтказилган акустик усулда эса қувур бўйлаб тарқалаётган тўлқинларда унинг амплитудасини сезиларли камайганини кузатамиз. Демак акустик усуллар билан цементнинг қотиш жараёнини ҳам кузатишимиз мумкин экан.

Юқорида келтирилган термометрия, изотоп, гамма-гамма усуллари билан акустик усуллар мажмуаси қувур ортидаги цементланганлик сифатини бир маънода аниқлаш имконини беради. Бу усуллар натижалари қудуқларни синаш, эксплуатация қилишда ўз  самараларини беради. Бу мақсадда  акустик ҳамда гамма цементамерни бир вақтда ўтказиш имконини берадиган ЦМГА-2 аппаратураси яратилган .Бу аппаратура аустик цементамер АК -1 билан гамма – плотномер-толҳиномер ЦГДТ-3 автоном бирикмасидан иборат.Акустик цементомер АК-1 уч элементли зонддан иборат бўлиб a_{к –}қувурдан ўтаётган тўлқинларнинг сўниш коэффиценти, a_п-тоғ жинсларидан ўтаётган тўлқинларнинг сўниш коэффицентини ёзиш имконига эга.a_к- коэффиценти цемент билан қувурлар ўртасидаги жипслашиш даражасини кўрсатади.

катта ўқитувчи Абдулла Набихоновнинг "Қудуқларни геофизик усулларда ўрганиш" қўлланмасидан

23-маъруза. Қудуқларнинг цементланганлик сифатини геофизик усулларда аниқлаш. Термометрия усули. Изотоп усули.

     Қудуқ қазиб бўлинганидан кейин унга мустаҳкамловчи қувурлар туширилади ва қудуқ девори билан мустаҳкамловчи қувур оралиғига цемент қоришмаси қуйилади. Цемент қоришмаси қатламларни бир-биридан ажратади, қатлам сувларининг қудуққа ва нефт-газли қатламларга чиқиш йўлини тўсади. Мустаҳкамловчи қувур ортини сифатли цементлаш қатлам ичидаги флюид таркиби (нефт, сув ёки газ) ни геофизик усулларда аниқлаш имконини беради ва  кон заҳираларини катта аниқликда ҳисоблашда, уларни самарали ишлатишда катта аҳамиятга эга. 

Одатда цемент қоришмасини маҳсулдор горизонтлар учраши мумкин оралиққа қуйилади. Қудуқ кесимларида кавакли, ютувчи қатламлар учраши сабабли цемент қоришмаси белгиланган баландликка кўтарилмаслиги мумкин ва шу туфайли маҳсулдор қатламлар ва мустаҳкамловчи қувур орасига цемент қоришмаси кўтарилмаган бўлиши мумкин. Шу сабабли цементланганлик сифатини текширишнинг биринчи вазифаси -мустаҳкамловчи қувур ортидаги цементнинг кўтарилган баландлигини аниқлаш. Бундан ташқари геофизик усулларда қуйидаги вазифалар ечилади: 2) цемент қоришмасининг қаттиқлик  ҳолатини аниқлаш; 3) цемент қоришмасининг қалинлигини аниқлаш; 4) цемент қоришмасида каваклар, дарзликлар ва каналлар бор-йўқлигини аниқлаш: 5) цемент тошининг тоғ жинслари ва қувур билан яхши тирканганлиги (сцепление) ни аниқлаш.

Цементланганлик сифатини термик, изотоп, гамма-гамма ва акустик усуллар билан аниқланади.

 Термик усуллар

Термик усуллар юқорида саналган вазифаларнинг биринчиси, яъни цементнинг кўтарилган баландлигини аниқлайди. Маълумки цемент қоришмаси қотаётганида экзотермик реакция содир бўлгани учун  иссиқлик чиқаради.

Цементланган оралиқ, цементлаш тугагандан сўнг кўп вақт ўтмай ўлчанган  термограммаларда температуранинг ошиши билан кузатилади (расм 23.1.а). Цементланган оралиқ (расм 23.1.а) 980 м. дан пастда жойлашган бўлиб, термограммада температуранинг кескин ўзгариши билан ажралиб турипти. Агарда 980 м. гача цементланмаган оралиқда термограммада температуранинг чуқурлик билан ўсиши бир текис, равон бўлса, цементланган оралиқда эса, температуранинг ўсиши кескин дифференциалланган.

                    

 Расм 23.1

Цемент кўтарилган баландликда температуранинг қиймати қуйидаги омилларга боғлиқ: 1) цементнинг физикавий ва кимёвий хусусиятлари ва унинг миқдорига; 2) цемент қоришмаси қуйилгандан температурани ўлчагунча кетган t вақтга; 3) цементлаш ишларининг геологик ва техник шароитларига.

Ҳар хил маркадаги цементларнинг қотиш вақти ва иссиқлик чиқариш температураси турличадир. Энг юқори температура қоришма қуйилгандан 6-16 соат вақт ўтгандан кейин кузатилади. Лекин температурани ўлчаш имкони (техник сабабларга кўра) 24-48 соатдан кейин пайдо бўлади.

1000-1800 м. чуқурликда цементлаш ишлари ўтказилган ва қудуққа цемент қоришмаси қуйилган вақт билан температурани ўлчагунча ўтган вақт t орсида температуранинг экзотермик реакция натижасида ошиши ўрганилган. Текширишлар шуни кўрсатди. Агарда t бир сутка бўлганида температура ошиши 3°, t икки сутка бўлганида бу кўрсатгич 1.6° ва  t уч сутка бўлганида температура ошиши 0.9° бўлган.

Шунинг учун қудуқ бўшаши билан температурани ўлчаш зарур.

Цементнинг миқдори қанча кўп бўлса, шунча кўп иссиқлик ажралади, шунинг учун гил қатламлари қаршисида (кавакларда) одатда цемент кўп бўлади ва қудуқнинг цементланган оралиқлари гиллар қаршисида катта температура билан аниқ ажралиб туради.

Катта чуқурликда, айниқса геотермик градиент катта бўлган районларда, термометрия усули билан цемент кўтарилган баландликни аниқлаш мумкин эмас. Шунингдек цемент қоришмаси қуйилгандан кейин анча вақт ўтиб кетса, термометрия натижа бермайди. Бу шароитларда бу вазифани ечиш изотоп усули билан бажарилиши мумкин.

 Изотоп усули

Бу усулни ўтказиш учун қудуққа қуйиладиган цементга радиоактив изотоп қўшилади. Цементлашдан олдин ва  ундан кейин гамма усулини (ГК) ўтказилади. Цементланган оралиқ ГК-2 (цеменлангандан кейин ўтказилган) диаграммаларида юқори кўрсаткич билан ажралиб туради.

Цемент қоришмасини активлаш учун қисқа вақт яшовчи изотоплардан фойдалинади. Бу изотоплар ва уларнинг характеристикалари жадвал 23.1 келтирилган.

Жадвал 23.1 

Изотоп номи	Кимёвий белгиси	Бирикмаси	Гамма нурлари- нинг энергияси, Мэв.	Ярим парчаланиш даври
Кобалт	Со60	СоСl2	1.1-1.3	5.3  йил
Цинк	Zn 65	ZnCl2	1.14	250 кун
Цирконий	Zr95	Zr(C2O4)	0.39-1	65,3 кун
Темир	Fe59	FeCl2	1.1-1.3	45 кун
Йод	J131	NaJ,KJ	0.08-0.5	8,1 кун

Қоришмага қўшиладиган изотоп миқдорини шундай олинадики 35,31 фут³ цемент қоришмасининг активлиги 1 мг экв Ra бўлиши керак. Бунинг учун 1 м³ цемент қоришмасига 2 милликюри I¹³¹ изотопи, ёки 1 милликюри Fe⁵⁹ изотопи қўшилади.

Агарда фақат цемент кўтарилган баландликни аниқлаш зарур бўлса цемент қоришмасининг биринчи порцияси (улуши) активлаштирилади.

Изотоп усулида цемент қоришмасининг қувур ортидаги қалинлигини ҳам аниқлаш мумкин. Бунинг учун қудуққа цементомер деган радиометр туширилади. Цементомер (расм 23.2) қуйидаги элементлардан ташкил топган: 1) гамма нурларининг индикатори-Гейгер-Мюллер ҳисоблагичи; 2) бўйлама тирқишли қўрғошин тўсиқ (экран) ; 3) мустаҳкамловчи қувур; 4) цемент қоришмаси; 5) цементомер кўрсаткичини белгиловчи, тирқиш қарсидаги цемент қоришмасининг бўлаги.

Расм 23.2 да кўрсатилгандек индикатор1 га гамма нурлар активлашган цемент қоришмасининг тирқиш 5 қараган бўлагидан  тушади. Цементомер ҳар бир нуқтада гамма активлик Ig ни тирқишли тўсиқни 360° айлантириб ёзиб олинади. Яъни ёзиб олинган цементограмма Ig=¦(j) ни кўрсатади. Агарда мустаҳкамлочи қувур ортидаги цементнинг қалинлиги бир ҳил бўлса Ig=¦(j) боғлиқлик деярли тўғри чизиқ кўринишида бўлади.

 Расм 23.2

Агарда расм 23.2 да кўрсатилгандек қувур ортидаги цементнинг қалинлиги, қудуқ кесими бўйича, ҳар хил бўлса, Ig=¦(j) боғлиқликда Ig^min ва Ig^max яққол ажралиб туради.

Радиоактив изотолар билан ишлаганда хаёт хавфсизлиги масалаларига катта ахамият бериш керак шу сабабли бу усулни қудуқларни таъмирлаш ишлари олиб борилганда, кам цемент қоришмаси қуйилганда, қўллаш мақсадга мувофиқдир.

катта ўқитувчи Абдулла Набихоновнинг "Қудуқларни геофизик усулларда ўрганиш" қўлланмасидан

22-маъруза. Қудуқларнинг диаметрини ўлчаш. Каверномер ва уларнинг турлари.

Қудуқларнинг ҳақиқий диаметри d_с қудуқ қазишда ишлатилган долото диаметридан d_д фарқ қилади. Қудуқларнинг диаметрларининг ҳар хил бўлиши тоғ жинсларининг литологик таркиби ва бурғилаш технологиясига боғлиқ бўлади. Айрим тоғ жинслари: гил, тузлар, кавакли тоғ жинсларида d_с> d_д , коллектор тоғ жинсларида бурғи қоришмасининг қатламга сингиш муносабати билан қатлам қаршисида гил қопламачаси пайдо бўлади ва уларда d_с<d_д ва зич тоғ жинсларида d_с=d_д бўлади.

Ҳақиқий диаметрни d_с билиш бизга қуйидаги ишларни бажаришда ёрдам беради: 1) қудуқ деворлари ва мустаҳкамловчи қувур орасидаги бўшлиқни цементлаганда, керакли цемент  хажмини ҳисоблаш учун; 2) мустаҳкамловчи қувурларнинг бошмоғини, филтр ва қатламларни синаш учун тушириладиган асбоб ўринларини аниқлаш; 3) бурғилаш жараёнида қудуқ ўзаги ҳолатини назорат қилиш; 4) геофизик усул натижаларининг интерпретациясида; 4)қудуқларнинг геологик кесимини аниқлашда (литологик таркиби, коллекторларни ажратиш ва ҳоказо).

Қудуқларнинг ҳақиқий диаметри d_с ни ўлчовчи геофизик асбоб-каверномердир. Энг кўп тарқалган каверномер турлари: СКС, СКТ, СКО.

Каверномер 4 ричагдан иборат бўлиб булар иккита бир-бирига перпендикуляр текисликда жойлашганлар (расм 22.1)

Расм 22.1

Ричаглар узун-1 ва калта- 2 елкалардан (расм 22.1) иборатдир. Пружина-3 узун елкаларни қудуқ девори-7 зич тақайди ва узун елкалар доимо қудуқ девори бўйлаб қудуқда ҳаракат этадилар. Каверномернинг калта елкаси-2 шток-6 билан боғлиқ ва узун елкаларнинг ҳолати диаметр ўзгариши билан ўзгарса, уни, яъни штокни суради. Шток-6 ўз навбатида реостат-4 нинг қаршилигини ўзгартириб туручи югурдак-5 билан ингичка сим орқали боғлиқ. Демак, қудуқ диаметрининг ўзгариши, реостатнинг қаршилигини ўзгартиришга олиб келар экан.

Турли ҳил каверномерларнинг ишлаш принциплари деярли бирҳил. Расм 22.2 да каверномерларнинг электр схемалари келтирилган. Расм 22.2.а,б уч томирли кабелларда ишлайдиган ва 22.2.в бир томирли кабелларда ишлайдиган каверномерларнинг электр схемалари келтирилган.

 

Расм 22.2

Расм 22.2.а да диаметрни кўприк усулида ўлчаш схемаси келтирилган. Кўприкнинг 4 та елкаси ҳам каверномер ичига ўрнатилган бўлиб, R₂, R₁ қаршиликлари ўзгармас елкалар, R₁, R₃ ўзгарувчи елкалардир. Кабелнинг бир томири орқали кўприкниннг А ва В чўққиларига ток берилади. Кабелнинг иккита қолган томири кўприкнинг М ва N нуқталарини қайд қилувчи РП (фоторегистратор) га улайди. Бошланғич диаметр d₀ да кўприк мувозанат ҳолда, яъни ҳамма елка қаршиликлари бир-бирига тенг, бўлади. М ва N орасидаги потенциаллар айирмаси нолга тенг бўлади. Агарда қудуқ диаметри d₀ дан фарқ қилса, М ва N нуқталар орасида потенциаллар айирмаси ҳосил бўлади ва DU_mn диаметр ўзгаришига тўғри пропорционал бўлади:

d_c =d₀ +С(DU¤ I)                                            (22.1).

С-каверномер коэффициенти (доимийлиги), ўзгармас катталик

d₀-бошланғич диаметр, одатда кавернимерларда нолга тенг бўлади;

DU-М ва N ораларидаги потенциаллар айирмаси;

I-ток кучи, ёзув давомида ўзгармайди.

С ва I ўзгармас бўлганликлари туфайли М ва N орасидаги потенциаллар айирмаси DU қудуқ диаметри d_с беради.

Расм 22.2.б диаметрни потенциометрик усулда ўлчаш схемаси келтирилган. Қудуқ диаметрининг ўзгариши реостат R_д ни М ва N нуқталари орасидаги қаршилик қийматини, демак шу нуқталар орасидаги потенциални ҳам диаметр ўзгаришига пропорционал равишда ўзгартиради.

Расм 22.2.в да диаметрни бир томирли кабелларда ўлчаш схемаси келтирилган. Ўзгарувчи қаршилик R_д диаметр ўзгариши билан унга пропорционал равишда ўзгаради. Бу қаршилик юқоридаги кўприк схемасининг бир  елкасидир, шунинг учун унинг ўзгаришини аниқлаш қийинчилик туғдирмайди.

Каверномерларнинг коэффициенти С ва бошланғич диаметри d₀ ни бир ойда бир марта аниқлаб туриш керак. Бунинг учун маълум ва ҳар хил диаметрли бирнечта ҳалқа олинади. Каверномер ҳар хил диаметрли ҳалқаларга ўрнатилиб DU ва I ўлчанилади. Кейин DU=¦(I) графиги чизилади. Каверномер коэффициенти ушбу графикдан:

С=I(d₂-d₁) ¤ (DU₂-DU₁)                                    (22.2).

формула орқали аниқланади.

Бошланғич диаметр d₀ ни эса DU=¦(I) графигини абцисса ўқидан DU=0 тенг бўлган диаметр қиймати олинади.

Каверномерларни қудуққа ричаглари йиғилган ҳолда туширилади. Одатда бунинг учун каверномер ричагларига консерва банкасини кийгизиб қўйилади. Керакли чуқурликка каверномер туширилгандан сўнг уни кўтаришади. Қудуқ деворларига ва бурғи қоришмасига консерва банканинг ишқаланиши туфайли, банка пастга сурилиб, ричагларни бўшатади. Агарда ричаглар пўлат сим билан боғланиб қўйилган бўлсалар, расм 22.2 да кўрсатилган трансформаторлардан ток ўтказилади ва боғлаб турган симлар куйиб, ричагларни бўшатади. Агарда диаметрни  қайта ўлчаш зарур бўлиб қолса, каверномер ер устига кўтарилиб, ричаглар йиғилади ва сўнгра қудуққа керакли чуқурликка туширилади.

Қудуқларда ишлатиладиган каверномерлар тури ва уларнинг техник характеристикалари жадвал 22.1 келтирилган.

Жадвал 22.1

Каверномер тури	Диаметри,мм.	Массаси, кг.	Ўлчаш диаметр оралиқ-лари,мм.	Энг юқори ишлаш температураси,°С	Энг юқори ишлаш босими, 108
СКС-4 СКТ-5 СКО-12 КВ-2 КФМ КСУ-1 КСУ-2	80 80 80 55 60 70 36	33 33 30 10.8 5 35 12	100-760 100-750 125-750 60-240 70-250 70-250 46-370	100 120 120 60 60 120 70	0.50 0.50 0.50 0.15 0.30 0.80 0.2

Маҳсулдор горизонтлар ётган қудуқ оралиқларида ўтказиладиган муфассал кавернограммалар 1:200 масштабда, ва бутун қудуқ чуқирлигида 1:500 масштабида ёзилади. Горизонтал масштаб эса 1, 2, 5 см¤ см. қилиб олинади. Ёзув тезлиги қудуқнинг техник ҳолати ва каверномер турига қараб 1000-3000 м¤ соат бўлиши мумкин.

Каверномер ричагларини қирқиб микрокаверномерлар ясаш мумкин ва булар кичкина диаметр ўзгаришини сезадилар.

Каверномерлар ўртача диаметрни ўлчайдилар.

Қудуқ танасининг кесими ҳар доим ҳам айлана кўринишида бўлавермайди. Шунинг учун қудуқ диаметрларини иккита бир-бирига перпендикуляр текисликда ўлчаш лозим бўлади. Бундай диаметрларни ўлчовчи каверномер - профилемер деб аталади.

Профилемерлар очиқ ва мустаҳкамловчи қувурлар туширилган қудуқларда ўтказилиши мумкин. Қудуқларнинг оғиши туфайли юзага келган кучлар мустаҳкамловчи қувурларни шундай шаклини ўзгартирадиларки, қувурларни тезда яроқсиз ҳолга олиб келиши мумкин. Профилеметрия диагарммаларидан шундай оралиқлар ажратилиб олиниши мумкин.

катта ўқитувчи Абдулла Набихоновнинг "Қудуқларни геофизик усулларда ўрганиш" қўлланмасидан

21-маъруза. Қудуқларнинг техник ҳолатини ўрганиш. Қудуқларни оғишини ўлчаш. Инклинометрия.

Қудуқларни техник ҳолатини ўлчаш қудуқ геофизикасининг асосий ишларидан бири бўлиб, буларга:

1) қудуқларнинг оғишини ўлчаш-инклинометрия;

2) қудуқларнинг диаметрини ўлчаш-кавернометрия;

3) қудуқ ва мустаҳкамловчи қувурлар кесими профилини аниқлаш-профилеметрия;

4) қудуқ ва мустаҳкамловчи қувур орасидаги цементланганлик сифатини аниқлаш;

5) суюқликнинг қудуққа оқиб келиш ва ютилиш жойларини аниқлаш;

6) мустаҳкамловчи қувур ортидаги суюқликларнинг ҳаракатини аниқлаш;

7) қудуқларда суюқлик сатхи (паст-баландлиги) ни аниқлаш;

8) юқори босимда қатламга сув ҳайдаш натижаларини ўрганиш;

9) мустаҳкамловчи қувурларнинг бирлаштирувчи муфталар жойини аниқлаш, қувурларнинг қалинлиги, ички диаметри ва перфорация бўлган қисмини аниқлаш.

Қудуқларнинг оғишини ўлчаш. Инклинометрия

Нефт ва газ қудуқлари одатда вертикал қазилади. Лекин айрим шароитларда қудуқлар қия бурғиланиши ҳам мумкин. Агарда махсулдор қатламларнинг ер устидаги проекцияси қудуқ оғзига нисбатан анча узоқ масофада ётган бўлса, унда уларни тез очиш мақсадида қудуқлар қия бурғиланади.

Айрим геологик ва техник сабабларга кўра қудуқлар бурғилаш давомида берилган йўналишдан четга чиқадилар. Қудуқ ўқининг берилган йўналишдан четга чиқиши қудуқларнинг оғиши деб аталади.

Бурғилаш жараёнида қудуқ ўқининг ҳолатини назорат қилиб, қудуқ оғишини ўлчаб бориш керак.

Вертикал қудуқларининг оғиши b- қудуқ ўқи ва вертикал орасидаги бурчакдир. Бу кўрсаткични билиш бурғилаш давомида айрим нохуш аҳволлардан (бурғи ва мустаҳкамловчи қувурларини туширишда уларни сийқаланиши, бурғи инструментларини ейилиши) сақлаши мумкин.

Қудуқларнинг оғишини билиш, геологик ва стратиграфик карталарни тузишда керак бўлади, чунки қудуқлар махсулдор горизонтларнинг ҳақиқий чуқурликларини аниқлаш имконини бермайдилар. Қудуқларда керак бўлган қатламнинг ҳақиқий чуқурлигини инклинометрия маълумотларидан фойдаланиб топиш мумкин.

Инклинометрияда ўлчанадиган иккинчи кўрсаткич-қудуқларнинг оғиш азимути j. Магнит қутбининг шимолидан соат стрелкаси бўйича қудуқнинг горизонтал проекцияси орасидаги бурчак- оғиш азимути j деб аталади.

Демак инклинометрияда b ва j бурчаклари ўлчанилади.

Инклинометр турларини уч гуруҳга бўлиш мумкин: 1) масофада электр ўлчовида ишлайдиган инклинометрлар; 2) фотоинклинометрлар; 3) гироскопик инклиномтрлар.

Энг кўп тарқалган ва ишлатиладиган биринчи гуруҳ инклинометрларига: ИШ-2, ИШ-3, ИШ-4, ИШ-4Т

(И.В. Шевченко конструкциясидаги), ИК-2, ИТ-200, УМИ-25, ЗИ-1М, И-7 киради. Буларнинг техник характеристикаси ва имконлари жадвал 21.1 келтирилган.

Жадвал 21.1

Тури	Диаметри, мм	Узун-лиги, мм	Мас-саси, кг	Кабел томир-лари сони	b ни ўлчаш оралиғи	Макси-мал темпе-ратура	Макси-мал босим ПА 108	b ни ўлчаш- да хатолик	j ни ўлчаш- да хатолик
ИШ-2 ИШ-4 ИК-2 УМИ-25 ИГ-200 И-7 ИФ-6	60 65 55 25 74 60 86	1516 1516 1830 1110 1927 2300 2360	21 28 30 12 36 37 40	3 1 1 1, 3 1 1 1	0-48 0-50 0-50 0-50 0-50 0-45 0-90	100 100 120 150 200 250 100	0.50 0.50 0.65 0.65 1.20 1.20 0.60	0.25 0.50 0.50 0.50 0.50 0.80 0.50	5 4 4 5 4 5 4

Бу турдаги инклинометрларнинг барчасининг механик қисми бир хилдир. 

Инклинометрларнинг асосий механик қисми-рамадир (расм 21.1). Раманинг ўқи инклинометрнинг ўқи билан мос тушган ва унинг оғирлик маркази рама ўқидан расм 21.1 да кўрсатилган 15-кичкинагина юк туфайли сурилган. Шунинг учун раманинг текислиги доимо оғиш текислигига перпендикуляр жойлашади. Рамада оғиш бурчагини ва оғиш азимутларини узатгич (датчик) лар жойлаштирилган (расм 21.1)

Азимут узатгич (датчик)-магнит стрелкаси-4 ва доирасимон реохорда-6 дан иборатдир. Доирасимон реохорднинг бир нуқтасида узилиш бор ва шу нуқтада унга ток уланади. Бу нуқта билан реохорданинг марказини боғловчи чизиқ раманинг текислигига перпендикулярдир, шунинг учун бу чизиқ қудуқнинг горинзонтал проекциясига мос бўлади. Демак магнит стрелкасидан реохорданинг бошланишигача бўлган бурчак оғиш азимутини кўрсатади. Юқорида эса реохарданинг ушбу қисми қаршилиги ўлчанилади.

                                

Расм 21.1

Оғиш бурчаги b ни узатгичи (датчиги) ёйсимон реостат -14, стрелка-13 ва доимо вертикал холда турувчи, стрелка-13 билан мустаҳкам бириктирилган осма-11 дан иборатдир. Агарда қудуқ вертикал бўлса стрелка 13 реостат-14 бошланишида бўлади ва юқорига уланган қаршилик нолга тенг бўлади. Қудуқнинг оғиши ўзгариши билан реостат стрелкага нисбатан ҳолатини ўзгартиради ва юқорига узатилган қаршиликнинг қиймати ўзгаради. Демак оғиш бурчаги b, оғиш азимути j ларни ўлчаш учун инклинометрларда жойлашган ёйсимон ва доиравий реохордалардан олинган қаршиликлар қийматини ўлчаш кифоядир.

Инклинометрларнинг ғилофлари магнитсиз материаллардан ишланган бўлиши лозим. Уларнинг ичига лигрин ёки керосин билан трансформатор ёғи аралашмаси қуйилади ва 75% бошлиқ ушбу аралашма билан тўлдирилади. Оғиш бурчаги ва азимутини бу инклинометрлар фақат очиқ қудуқларда аниқлашлари мумкин. Мустаҳкамланган қудуқларда эса фақат оғиш бурчагини аниқланади.

Қудуқларда каверналар (каваклар)ни учраб туриши туфайли инклинометрлар қудуқ ўқига параллл ётмаслиги мумкин ва бунда оғиш бурчаги катта хатолик билан аниқланади. Бу камчиликни йўқотиш мақсадида инклинометрга узайтиргич уланади ва бу инклинометрни вазнини ошириб, қудуққа уни бемалол тушишини ва кавак (каверна) лар, гил қопламаси таъсирини йўқотади.

Вертикал қазилган қудуқларда қудуқларнинг оғишини нуқтада, ҳар 20-25 м. да, қия қудуқларда эса ҳар 5-10 м. оралиғида ўлчанилади. Инклинометрнинг кўтариш тезлиги 2000-2500 м¤ соат дан ошмаслиги керак. Ўлчаш, инклинометрни керакли чуқурликка кўтарилганидан кейин, 20-30 с. вақт ўтгандан сўнг бошланади.

Биринчи нуқта қудуқ тубидан 3-5 м. юқорида бўлиши керак. 5-10 нуқтада қудуқларнинг оғиш бурчаги b ва оғиш азимути j ўлчанилгандан сўнг, битта нуқтада назорат ўлчовини ўтказиш лозим. Бу назорат нуқтаси асосий ўлчанган нуқталарнинг биридан 1 м. юқорида бўлиши керак.

Ўтказилган ишларни журналга ёзилади. Журналга қудуқнинг тартиб номери, қаерда жойлашгани, ўлчаш вақти, инклинометрнинг тури ва номери ёзилади. Натижалар эса жадвал  ва қудуқнинг горизонтал проекцияси кўринишида келтирилади.

Натижалларни жадвал кўриниши қуйидагича кўринишда бўлади:

Чуқурлик, м.	Оғиш бурчаги,b	Оғиш азимути, j
1840	25°30¢	225°
1820	35°30¢	242°
1800	28°30¢	284°

Қудуқларнинг горизонтал проекциясини (расм 21.2) чизиш учун икки нуқта орасидаги масофа (бизнинг юқорида мисол тариқасида келтирган жадвалимизда 20 м.) ни оғиш бурчаги b нинг синусига кўпайтирсак, яъни L·Sinb, биринчи ва иккинчи нуқта орасидаги қудуқ оралиғининг горизонтал проекцияси DL топилади. Оғиш азимути бўйича шу масофани масштабда (одатда игклинограммалар 1:200 масштабида чизилади) қўямиз. Расм 21.2 инклинограмма мисоли келтирилган

Расм 21.2

катта ўқитувчи Абдулла Набихоновнинг "Қудуқларни геофизик усулларда ўрганиш" қўлланмасидан