Курс лекций ухта 2006 удк 550. 812. 1 553. 98 Н 64
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
Метод "различия вариантов" Габриэлянц Г.А., Павлов М.Б. и Аракелян В.А. в 1979 г. предложили метод выбора точек заложения скважин на основе создания и оценки вариантов моделей залежей нефти и газа. Этот метод применим в случае, когда ввиду сложности изучаемого объекта, недостатка информации о его строении и других отрицательных факторов невозможно однозначно объяснить имеющийся фактический материал. Предварительная оценка открытого месторождения позволяет создать несколько достаточно отличающихся друг от друга вариантов (гипотез) моделей залежей, не противоречащих исходным данным. Проявление субъективизма при выборе одного из вариантов как основы для заложения системы скважин может привести к безрезультатному и неинформативному бурению и дискредитировать рациональную методику работ. Предлагаемый метод обеспечивает целенаправленное бурение одиночных скважин для определения масштабов открытых залежей и установления основных закономерностей их строения путем выполнения последовательности процедур: построение вариантов модели залежи нефти и газа по имеющимся фактическим данным; выявление наиболее различающихся вариантов и их оценка; проверка величины различий: если она существенна, переход к пункту 4, если незначительна - предварительная оценка залежи по методике, наиболее рациональной для данного типа; определение зон возможного заложения скважин; оценка зон и выбор местоположения скважин; бурение скважин, переход к пункту 1. Поскольку даже при достаточно густой сети наблюдений число вариантов модели может быть значительным, например, из-за неустранимых ошибок наблюдения и интерполяции, имеет смысл говорить лишь о существенно различных вариантах. Опыт показывает, что из возможных на данном этапе вариантов модели залежи достаточно выбрать два, наиболее различающихся, считая остальные промежуточными. Дальнейшие работы должны быть направлены на стабилизацию модели залежи посредством бурения отдельных скважин в наиболее информативных точках. Оценку различий вариантов и выбор точек заложения скважин осуществляют с помощью карты, отражающей степень несоответствия значений параметров вариантов. Карту строят путем вычитания карт-вариантов модели залежи и изображают в изолиниях разности значений. Нулевые и минимальные значения приурочены к точкам наблюдений и участкам совпадения вариантов, максимальные значения - к зонам небольших различий вариантов, в которых при определенных условиях и закладывают скважины. Ценность любой зоны определяется, с одной стороны, величиной отклонения ее параметров от показателей других зон, с другой - величиной возможных запасов нефти или газа, приходящихся на эту зону. Поэтому на каждом выделенном участке значения расхождений вариантов взвешиваются по объему запасов. В результате определяются зоны, оптимальные для заложения первоочередных скважин. На первых этапах оценки залежи, когда имеется погрешность не только в характере распределения подсчетных параметров, но и в определении самой области их существования, целесообразно в качестве доминирующего критерия принимать просто величину различий вариантов, к максимумам которых и следует приурочивать точки заложения скважин на подстадии предварительной оценки. Данный подход может быть использован при размещении скважин на стадии разведки и подготовки месторождений к разработке, а также при размещении опережающих эксплуатационных скважин в зонах совпадения вариантов моделей. В этом случае применение карт различий по отдельным подсчетным параметрам обеспечивает целенаправленный сбор информации. Заложение поисковых скважин по равномерной сетке Одним из возможных методов поисков нефти и газа можно считать разбуривание исследуемого региона по равномерной сетке. Теория этого метода детально разработана Дж. Гриффитсом, И.Д. Савинским, А.М. Шурыгиным и другими исследователями. В основе его лежит предположение о наличии определенного количества месторождений в пределах перспективного района. Задача заключается в выборе таких размеров равномерной сетки поисковых скважин, которые обеспечивали бы максимум попадания скважин в пределы месторождения при минимальном объеме затрат. На рис. 4.1.10 приведена типичная кривая изменения прибыли от прироста запасов в зависимости от размеров равномерной сетки. В случае малых расстояний между скважинами экономический эффект от равномерного разбуривания невелик из-за большого количества поисковых скважин. Прибыль от открытия многочисленных мелких месторождений не компенсирует стоимости поисковых работ по густой сетке скважин. Максимальный экономический эффект достигается при размерах квадратной ячейки около 2-3 км, при больших же размерах вновь уменьшается, так как значительная часть месторождений пропускается. Оптимальные размеры сетки скважин по данным обработки материалов по 15 основным нефтегазоносным провинциям США изменяются от 1,2 до 6,0 км. Бурение скважин по равномерной сетке можно рассматривать как один из методов поисков. До настоящего времени этот метод не применялся в практике поисков месторождений нефти и газа. Опыт использования равномерных сеток при поисковых работах имеется только в рудной геологии. Как отмечают Дж.У. Харбух, Дж.Х. Давтон, Дж.К. Девис: "Консерватизм нефтяников частично объясняется тем, что они субъективно больше доверяют геологической информации, чем статистическому анализу распределения месторождений и считают (справедливо или ошибочно), что знание геологии может обеспечить успех. Однако более важной причиной консерватизма является то, что в условиях острой конкуренции и свободного предпринимательства, характерных для американской нефтяной промышленности, применение способа бурения по равномерной сетке очень затруднительно или даже невозможно. Тем не менее, такой подход к поискам нефти мог бы обеспечить значительный эффект в случае использования его на концессионных участках с очень большой площадью".  Рис. 4.1.10. Расчетная модель изменения прироста запасов нефти в стоимостном выражении в зависимости от расстояния между поисковыми скважинами при допущении, что район Мексиканского залива разбуривается по равномерной сетке скважин (по Дж.У. Харбуху и др.) Заложение поисковых скважин по случайной сетке Стратегия размещения поисковых скважин по случайной сетке предполагает определение местоположения скважин по таблицам случайных чисел. При этом полностью исключается необходимость каких-либо геологических знаний, т. е. поиски фактически ориентируются на бурение "диких кошек". Такой подход к поискам коренным образом противоречит традиционной стратегии поисковых работ, но тем не менее рассмотрение его представляет некоторый интерес. Исследованиями Г. Менарда и Дж. Шермана на примере истории открытия крупных месторождений США было показано, что случайное размещение поисковых скважин, в особенности при наличии очень крупных месторождений, могли бы привести к значительно большей эффективности поисков, чем это было в действительности в реальной истории развития нефтяной и газовой промышленности США. В практической деятельности данный метод специально не использовался. Модифицированный вариант этого метода, видимо, можно применять при проектировании поисковых работ в условиях, когда невозможно осуществить достоверный геолого-геофизический прогноз. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СИСТЕМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ПОИСКОВЫХ И ОЦЕНОЧНЫХ СКВАЖИН НА ЛОВУШКАХ РАЗЛИЧНОГО ТИПА Г.А. Габриэлянц. Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 2000. Методические рекомендации по выбору систем размещения поисковыгх скважин. М., ВНИГНИ, 1982. Заложение поисковых и оценочных скважин на антиклинальных ловушках В первую группу объединены ловушки, приуроченные к антиклинальным, брахиан- тиклинальным, куполовидным и линейно вытянутым складкам и многокупольным поднятиям. На достоверно подготовленных к поисковому бурению антиклинальных и брахиан- тиклинальных складках для открытия залежей сводового типа достаточно бурения одной скважины в своде структуры (рис. 4.2.1, а).  Рис. 4.2.1. Системы заложения поисковых скважин на антиклинальных ловушках а - единичная скважина в своде структуры; б - продольный профиль из двух-трех скважин, в - диагональный профиль из трех скважин; г - радиальные профили; д - в зоне полного заполнения всех куполов и зоне максимального заполнения ловушки на многокупольных структурах В районах с доказанной региональной продуктивностью горизонтов поискового этажа (этажей) при высокой надежности подготовленных к поисковому бурению структур и значениях коэффициентов заполнения ловушек, близких к единице, допускается одновременное бурение нескольких (но не более трех) поисковых скважин в сводовой части структуры. На узких, линейно вытянутых складках поисковое бурение целесообразно осуществлять либо продольным профилем из двух-трех скважин (рис. 4.2.1, б), либо диагональным профилем их трех скважин (рис. 4.2.1, в). Куполовидные складки следует опоисковывать тремя скважинами, расположенными на радиальных профилях (рис. 4.2.1, г). Первая скважина бурится в своде структуры, последующие закладываются на двух профилях трехлучевой системы. В целях равномерного излучения залежи и установления положения ВНК или ЖК эти скважины располагаются на различных гипсометрических отметках с учетом шага поискового бурения. Поиски на многокупольных структурах осуществляются путем опережающего бурения скважин на участках, определяющих степень заполнения всей ловушки. Такими участками являются межкупольные зоны замыкания поднятия в целом. Первая скважина закладывается на наиболее высоком куполе, последующие - в зоне полного заполнения всех куполов и зоне максимального заполнения ловушки (рис. 4.2.1, д). При низких значениях коэффициента заполнения ловушки, указанные скважины бурятся последовательно. Заложение поисковых скважин на антиклинальных ловушках, осложненных тектоническими нарушениями В данную группу включены все антиклинальные, брахиантиклинальные, куполовидные и линейно вытянутые ловушки, осложненные тектоническими нарушениями. При амплитуде нарушения, меньшей мощности продуктивного горизонта (залежь не разбита на изолированные блоки), система размещения поисковых скважин аналогична системе размещения скважин для ненарушенных антиклиналей. В районах, характеризующихся высокой надежностью подготовленных к поисковому бурению структур, для обнаружения залежей на ловушках, осложненных тектоническими нарушениями сбросового типа, с амплитудой, большей мощности продуктивного горизонта, следует закладывать две самостоятельные поисковые скважины на поднятом и опущенном блоках (рис. 4.2.2, а).  Рис. 4.2.2.. Системы заложения поисковых скважин на антиклинальных ловушках, осложненных тектоническими нарушениями: а - две самостоятельные скважины на поднятом и опущенном блоках; б - единичная скважина в зоне перекрывающихся в плане контуров сводовых участков верхнего и нижнего блоков; в - одиночные поисковые скважины в приподнятых участках изолированных блоков На ловушках, осложненных тектоническими нарушениями взбросового типа, поисковые скважины располагают в зоне перекрывающихся в плане контуров сводовых участков верхнего и нижнего блоков (рис. 4.2.2, б). На складках, разбитых серией тектонических нарушений, целесообразно закладывать одиночные поисковые скважины в приподнятых участках изолированных блоков (рис. 4.2.2, в). В случае, когда плановое положение разрывных нарушений установлено с недостаточной надежностью, но их наличие характеризуется высокой вероятностью, рекомендуются различные варианты профильного размещения двух-трех поисковых скважин. Заложение скважин на малоамплитудных антиклинальных ловушках Описываемая группа объединяет ловушки нефти и газа, приуроченные к поднятиям с неясными элементами строения. Это антиклинальные складки, имеющие расплывчатые очертания и небольшие амплитуды (10-20 м), соразмерные с разрешающей способностью сейсмических методов подготовки ловушек. Нередко эти поднятия бывают многокупольными, достигают больших размеров по площади и в ряде районов (в особенности в старых нефтегазодобывающих) являются основными объектами поисков нефти и газа. В эту группу включены также антиклинальные ловушки, подготовленные в сложных сейсмогеологических условиях (на больших глубинах, в подсолевых или подтрапповых отложениях), амплитуды которых сопоставимы с величиной сечения сейсмоизогипс. В районах с установленными закономерными смещениями (по короткой или длинной оси) сводов подготовленных структур относительно сводов структур поискового этажа рекомендуется одновременное заложение двух поисковых скважин: одной - в своде на структурной сейсмической основе, другой - в "принципиальном направлении" от него, т. е. в сторону смещения свода складки по поисковому этажу (рис. 4.2.3). После выявления характера и величины смещения свода и продуктивности ловушки закладывают скважины для определения пространственного положения контакта и оценки масштабов залежи (месторождения). Эти скважины размещают по одному из описанных выше методических приемов, определяемых морфологическими особенностями структуры, типом резервуара и др.  Рис. 4.2.3. Системы заложения поисковых скважин на малоамплитудных антиклинальных ловушках: а - по методу критического направления; б - по методу принципиального направления; в - крест поисковых скважин; г - диагональный профиль В районах со сложным геологическим строением и в условиях низкой разрешающей способности геофизических методов разведки, когда характер и направление смещения сводов не известны, опоисковывание брахиантиклинальных складок следует осуществлять по треугольной системе (свод - крыло - периклиналь). В дальнейшем при оценке выявленной залежи достраивают классический крест скважин. Заложение скважин на неантиклинальных ловушках В группе неантиклннальных объединены стратиграфически и литологически экранированные (ловушки фациальных замещений на региональных структурных элементах, на крыльях и переклиналях локальных структур, в пластах-коллекторах, срезанных поверхностью несогласия, эрозионно-останцовые) и литологически ограниченные (приуроченные к песчаным образованиям русел и дельт палеорек, прибрежных валов или к гнездообразно залегающим песчаным линзам, окруженным со всех сторон непроницаемыми породами) ловушки. Связанные с ними месторождения и залежи широко развиты в осадочном чехле, достигают иногда больших размеров и содержат значительные запасы нефти и газа.  Рис. 4.2.4. Системы заложения поисковых скважин на неантиклинальных ловушках: а - единичная поисковая скважина вблизи предполагаемого экрана; б - профиль из двух скважин в крест линии замещения (выклинивания) пород-коллекторов; в - по простиранию линии литологического (стратиграфического) экрана В настоящее время задача выбора рациональных систем размещения скважин для поисков залежей неантиклинального типа решена не полностью из-за отсутствия, как правило, надежных методов выявления ловушек данного типа. Как показывает практика поисковоразведочных работ на нефть и газ во многих районах страны, большинство литологически экранированных и литологически ограниченных залежей открывается попутно при поисках и разведке залежей в антиклинальных ловушках, т. е. с использованием систем размещения скважин, описанных выше. Целенаправленные поиски залежей нефти и газа в зонах литологического выклинивания и стратиграфического срезания следует осуществлять путем бурения коротких профилей скважин (по две-три) в крест простирания этих зон (рис. 4.2.4). Первую поисковую скважину закладывают на некотором расстоянии от предполагаемого экрана, определяемом минимально возможными запасами нефти и газа, которые экономически целесообразно разрабатывать на данном этапе в конкретном регионе. После обнаружения залежи одной из поисковых скважин в зонах максимального приближения к экрану на площади рекомендуется заложить одновременно еще две скважины: одну - по падению пластов продуктивного горизонта, другую - по простиранию в ту или иную сторону от скважины-открывательницы для установления зоны максимального развития продуктивного горизонта. В зависимости от результатов бурения скважины в направлении простирания последующими скважинами устанавливаются ширина и ось залежи. Заложение скважин на рифовых ловушках Выбор системы размещения поисковых скважин на рифовых ловушках определяется морфологией рифового тела, его соотношением с прилегающими фациями и распределением пород-коллекторов и истинных покрышек. При надежной подготовке рифогенных ловушек к бурению их опоисковывают в зависимости от особенностей геологического строения следующим образом. Поиски скоплений нефти и газа и предварительная оценка обнаруженных залежей в конусовидных, округлых в плане рифах небольших размеров, характеризующихся весьма высокой плотностью запасов на единицу площади, осуществляются бурением одной многоствольной скважины в сводовой части (рис. 4.2.5, а).  Рис. 4.2.5. Системы заложения поисковых скважин на рифогенных ловушках: а - одна многоствольная скважина; б - независимые многоствольные скважины; в - два радиальных профиля трехлучевой системы скважин; г - профиль скважин вкрест простирания рифа В случае приуроченности залежей к островершинным удлиненно-изогнутым (подковообразным) рифам их поиски и предварительную оценку следует осуществлять путем бурения двух-трех многоствольных скважин, закладываемых по гребню рифовой ловушки (рис. 4.2.5, б). На рифовых постройках округлой или слегка удлиненной формы с крутыми склонами и плоскими вершинами (плосковершинные или столовые рифы), а также атолловидных с кольцеобразным распространением биогермных разностей рекомендуется заложение поисковых и оценочных скважин по трехлучевой системе, обеспечивающей предварительную оценку запасов углеводородов открытого месторождения (рис. 4.2.5, б). Поиски зон развития линейно вытянутых рифовых тел необходимо проводить путем бурения профиля зависимых поисковых скважин вкрест простирания древней береговой линии. Высота рифогенной ловушки, образовавшейся в зоне значительного перепада глубин, и характер приуроченной к ней залежи часто определяются не только структурной амплитудой рифа, но и экранирующей способностью вмещающих пород. В связи с этим в первую очередь необходимо изучать зоны замещения рифовых фаций зарифовыми и предрифовыми отложениями. Поиски открытых залежей и оценку их масштабов рекомендуется проводить по методике критического направления, т. е. путем опережающего бурения скважин в указанных выше зонах возможного замещения пород (рис. 4.2.5, г). Если зарифовые фации расположены гипсометрически выше предрифовых, то после выяснения продуктивности рифа в сводовой скважине бурением второй скважины устанавливают, являются они литологическим экраном или коллектором. Третью скважину в профиле с первыми двумя закладывают на склоне рифовой ловушки, обращенном в сторону открытого моря, для изучения предрифовых фаций, которые нередко обладают хорошими коллекторскими свойствами и могут находиться в пределах залежи. В более редких случаях, когда гипсометрически выше расположены предрифовые фации, порядок изучения зон замещения будет обратным. Размещая поисковые скважины, по мнению В.Д. Ильина, необходимо учитывать, что при наличии в разрезе между рифогенными отложениями и истинной покрышкой промежуточной толщи рассеяния (ложной покрышки) высота ловушки будет меньше высоты структуры на величину, равную мощности промежуточной толщи рассеяния. Заложение скважин на мелких месторождениях нефти (до 1 млн тонн) и газа (до 3 млрд м3) Методические указания по поискам и разведке мелких месторождений нефти (до 1 млн тонн) и газа (до 3 млрд м ). Миннефтепром СССР. М., 1988. 56 с. На каждой вводимой в поисковое бурение площади (объекте) допустимо планировать не более 1-2 поисковых скважин (вторая зависимая). В каждом конкретном случае точки заложения скважин выбираются в зависимости от прогнозируемого типа ловушки, степени её изученности и качества подготовленности, сложности геологических условий, положения в разрезе базисной залежи. Для месторождений нефти с ресурсами менее 0,5 млн т первой продуктивной поисковой скважиной может лимитироваться весь процесс изучения объекта бурением, если она обеспечивает подсчет не менее 80% запасов залежи по категории С1. Основные методические приемы размещения поисковых скважин следующие: первая поисковая скважина закладывается в своде структуры по основному маркирующему горизонту (с предполагаемой базисной залежью) или же с некоторым смещением в сторону по региональному восстаний пластов. При уверенной оценке прямыми методами перспективности объекта, скважина размещается в той части залежи, где предполагается концентрация максимальных значений нефте- или газонасыщенных толщин; вторая поисковая скважина закладывается, если в разрезе присутствует несколько равноценных залежей, связанных с ловушками, не совпадающими в плане, а также при блоковом строении площади (тектонически нарушенные брахиантиклинали и купола, новые объекты в глубокопогруженных горизонтах на локальных поднятиях); поисковые скважины должны составлять единую систему с разведочными или опережающими эксплуатационными скважинами. Последние в этом случае должны восполнять частично задачи поискового и разведочного бурения. При вводе в бурение кондиционно подготовленных структур, непосредственно примыкающих к разрабатываемым месторождениям и имеющих признаки ловушек этих месторождений, возможно бурение первой скважины как разведочной или опережающей эксплуатационной. В данном случае они будут решать задачи и поисковой скважины. В высокоизученных районах возможно ограничение глубин поисковых скважин нижним продуктивным горизонтом с ресурсами С3, рентабельными после перевода в категорию С1 для разработки. ОТБОР И ОБРАБОТКА КЕРНА И ШЛАМА Г.А. Габриэлянц. Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. М., Недра, 2000. Инструкция по отбору, документации, обработки, хранению, сокращению и ликвидации керна скважин колонкового и разведочного бурения. М., ВНИГНИ, 1973. Для получения прямой геологической информации о литологическом составе, фильтрационно-емкостных свойствах и характере насыщения вскрываемого разреза в скважинах отбирают образцы пород, называемые керном. Отбор образцов керна проводится в процессе бурения специальными колонковыми долотами. Объемы и интервалы отбора керна определяются назначением скважин и решаемыми задачами. В опорных скважинах производится сплошной отбор керна, в параметрических - он проектируется в объеме до 20% от глубины скважины, в поисковых - обычно 10-12%. На стадии подготовки месторождений к разработке для детального изучения свойств коллекторов и получения информации, необходимой для подсчета запасов и составления проекта разработки, бурят специальные базовые скважины со сплошным отбором керна из продуктивных пластов. На каждом крупном месторождении рекомендуется бурение одной или нескольких скважин (в зависимости от масштаба месторождения, степени неоднородности природного резервуара) с применением безводного или нефильтрующегося раствора для проведения прямых определений коэффициента нефтегазонасыщенности пород-коллекторов. При разведке газовой (газоконденсатной) залежи для определения наличия остаточной нефти и оценки ее величины рекомендуется рядом со скважиной на безводном (нефильтрующемся) растворе бурить скважину на растворе с водной основой со сплошным отбором керна большого диаметра (не менее 60 мм). Привязка керна к разрезу скважины производится периодическими промерами бурового инструмента, результаты которых заносятся в геологический журнал и оформляются соответствующим актом. Привязку к разрезу в случае бурения со сплошным отбором проводят путем сопоставления диаграммы какого-либо промыслово-геофизического метода с результатами "каротажа по керну" (например, диаграмм гамма-каротажа с результатами измерения на образцах керна радиоактивности или диаграмм акустического метода с результатами измерения на образцах керна скорости распространения упругих волн). Герметизация керна. Керн, отобранный для прямой оценки остаточной водо- и нефтенасыщенности, должен быть тщательно и немедленно после извлечения герметизирован. Герметизация обеспечивает сохранность в кернах содержания воды и нефти. Образцы, отобранные при бурении на безводном растворе, погружают под уровень бурового раствора. При этом они снабжаются металлическими этикетками, которые прикрепляются с помощью металлической проволоки. Образцы, отобранные с применением растворов на водной основе, герметизируются в последовательности: полиэтиленовый мешок, марля, пропитанная расплавленным парафином, парафин. Все операции при герметизации керна необходимо выполнять быстро; для контроля ведут хронометраж, отмечая время начала и конца каждой операции. Регистрация и нумерация керна должны проводиться в строгом соответствии с порядком извлечения его из колонковой трубы. Керн плотно укладывают в ящики по порядку номеров, соблюдая его ориентацию и отмечая специальными перегородками начало и конец долбления. Разрушенный керновый материал собирают в полотняные (или полиэтиленовые) мешочки, которые завязывают и укладывают в последовательности извлечения вместе с неразрушенным керном. Разбитый негерметизированный керн при укладке совмещается по плоскости раскола. Укладку производят в направлении слева направо, на ящиках обязательно должны быть нанесены стрелки и написаны интервалы долбления. Запрещается укладка керна в два и более рядов в одну секцию ящика. Наиболее удобным для укладки, транспортировки и хранения керна является ящик длиной 1 м, шириной 0,6 м, высотой 0,1 м. В ящиках должны быть продольные перегородки, расстояние между которыми зависит от диаметра керна. Ящики для образцов шлама изготавливают такого же размера, только перегородки разделяются поперек на квадратные ячейки размером 10х10 см. Литологическое описание кернового материала, поднимаемого из скважин, является одной из основных составляющих геологической информации об исследуемом разрезе. Различают срочное, макро- и микроскопическое описания. Полевое макроскопическое описание керна выполняется на буровой непосредственно после извлечения керна из колонковой трубы представителем геологической службы с целью отнесения керна к тому или иному литотипу, фиксации наличия или отсутствия каверн (и трещин), установления степени макронеоднородности, визуальной оценки характера насыщенности и т. п. Результаты полевого макроописания записывают в геологический журнал или в специальный бланк учета керна. Макроописание керна выполняют в кернохранилище или лаборатории. При этом уточняется и дополняется полевое макроописание. Описание должно проводиться в порядке: название породы, цвет, структура, состав и характер цементации, крепость цементации, наличие видимых пустот (их размеры, очертание и распределение в породе), текстура породы, особенности минералогического состава, содержание кальцита и доломита, наличие включений и конкреций, наличие и условия залегания остатков организмов, мощность отдельных прослоев и характер чередования их, наличие органических и битуминозных веществ, наличие, ориентировка, раскрытость и выполнение трещин. Макроописание герметизированных образцов выполняется в лаборатории физики пласта после определения содержания остаточной водо- и нефтенасыщенности прямым способом. При выполнении макроописания керна пользуются лупой, соляной кислотой и каким- либо растворителем (бензином). Детальное микроописание керна проводится путем исследования прозрачных шлифов с помощью поляризационных микроскопов. При микроописании по результатам макроописания выбирают наиболее характерные образцы керна, отражающие основные закономерности изменения литологии пород по разрезу. Обработка керна. Принятый на хранение керн регистрируется в журнале. Геолог осматривает керн, уточняя полевое макроописание, выполненное на буровой, и отбирает его на различные виды анализов. При отборе керна на анализы (петрофизический, минералогический, люминесцентный, коллекторских свойств и др.) образцы снабжают этикеткой и в журнале регистрации керна делают соответствующую запись. Герметизированный керн целиком направляется с буровой непосредственно в лабораторию физики пласта в возможно более короткий срок. В процессе транспортировки герметизированного керна необходимо принимать меры предосторожности с целью сохранения герметизирующей оболочки. Важным условием для получения сопоставимых значений исследуемых параметров является проведение различных анализов на одном и том же куске керна. В связи с этим по керну, поднятому из какого-либо интервала продуктивного пласта, определяют коллекторские свойства и выполняют комплекс литологических исследований. По керну скважин, пробуренных на безводном или инвертном растворе со сплошным отбором, лабораторные определения выполняют в максимальном объеме. Изучение фильтрационно-емкостных свойств пород, характеризующихся сложным строением пустотного пространства (кавернозных, трещиноватых), необходимо проводить на крупных образцах керна (с сохранением диаметра). По керну нефтяных залежей в лаборатории обязательно определяют коэффициент вытеснения нефти. Хранение керна. Отобранный в процессе бурения керн должен храниться в специально оборудованном кернохранилище. В центральное кернохранилище направляются отдельные необходимые для исследования образцы, а также весь керн опорных, параметрических и отдельных поисковых скважин. Остальной керн остается во временном кернохранилище до завершения работ, после чего передается в центральное кернохранилище. Хранение керна на буровой не разрешается. Керновый материал маркируется эмалевой краской (в крайнем случае, наклеивают этикетки). Нижний конец керна отмечается стрелкой, цифра над которой означает количество кусков керна в данном интервале. На крышке и торцовой стороне ящика красной краской указывается название структуры, участка или площадки, год и месяц проведения работ, номер скважины, интервал отбора керна. Ящики нумеруются по порядку. Номер ящика указывается черной краской. Размещение керна на стеллажах производится в порядке возрастания номеров скважин и ящиков. Сроки хранения и ликвидации керна. Керн опорных и параметрических скважин, как правило, сокращению и уничтожению не подлежит и хранится постоянно. В виде исключения его количество может быть сокращено при наличии решения научно-технического совета высшего государственного геологического органа страны, а по параметрической — НТС территориального геологического органа управления. Керн поисковых и разведочных скважин подлежит хранению до утраты своего значения в результате проведения более детальных работ. При большом количестве на площади (структуре) поисковых скважин после рассылки керна на все виды анализов в ряде случаев отбирают эталонный разрез по одной или нескольким скважинам, наиболее полно освещающий вскрытые отложения. Образцы отбирают таким образом, чтобы сводный разрез был наиболее полно охарактеризован стратиграфически и литологически. Хранение образцов эталонного разреза различных скважин должно быть раздельным. Образцы керна, входящие в эталонный или сводный разрез, подлежат постоянному хранению. Помимо образцов эталонного или сводного разреза из других скважин, необходимо отобрать и хранить образцы: из маркирующих (опорных) горизонтов; характеризующие контакт между отдельными стратиграфическими комплексами; из зон тектонических нарушений; с фауной; с признаками нефтеносности; с повышенной или высокой радиоактивностью; из скважин, вскрывших какой-либо горизонт, не встреченный в эталонном разрезе. Отбор шлама. При недостаточной освещенности разреза керном отбирают и изучают шлам. Шлам - мелкие кусочки пород, образующиеся при бурении, которые выносятся на поверхность промывочной жидкостью. Шлам отбирают с помощью специального набора сит через равные интервалы разреза: в однородных толщах - через 5-10 м, в изменчивом разрезе - через 1-2 м. Пробы шлама промывают, просушивают, укладывают в пробирки или бумажные пакеты и этикетируют. Образцы шлама подлежат хранению наравне с керновым материалом. При отборе образцов шлама следует отметить глубину, соответствующую положению забоя скважины. Образцы шлама описываются в том же порядке, что и керн. Описание шлама заносится в геологический журнал. Отбор образцов пород со стенки скважины боковыми грунтоносами Пермяков И.Г., Хайрединов Н.Ш., Шевкунов Е.Н. Нефтегазопромысловая геология и геофизика. Учебное пособие для вузов. М., Недра, 1986. 269 с. Прямые сведения о литологическом составе и коллекторских свойствах горных пород получают по керну, отбираемому в процессе бурения скважин. Обычно бурение с отбором керна ограничивается только перспективными интервалами, при этом вынос керна часто недостаточно полный. В связи с этим возрастает значение отбора образцов со стенок пробуренной скважины, который осуществляют после геофизических исследований и предварительного изучения геологического разреза по геофизическим данным и материалам бурения в интервалах, характеристика которых недостаточно ясна. На практике применяют стреляющие, сверлящие и дисковые призматические грунтоносы. Стреляющий грунтонос состоит из корпуса с гнездами (стволами), в которые устанавливают пороховой заряд с электровоспламенителем и бойки, снабженные пустотелыми наконечниками, заостренными снаружи. Бойки привязывают стальными тросиками к корпусу грунтоноса. Снаряженный грунтонос опускают в скважину на кабеле и устанавливают в нижней точке интервала отбора образцов пород. По кабелю подается импульс тока на электровоспламенитель. Последний накаляется и воспламеняет порох. Давлением пороховых газов боек с большой скоростью выталкивается из ствола и врезается в породу. Затем грунтонос медленно поднимают и устанавливают против следующей точки отбора. При движении грунтоноса боек отрывается от стенки скважины и остается висеть на тросике. После отстрела всех бойков грунтонос поднимают на поверхность, наконечники бойков отвинчивают и из них извлекают керн. Образцы помещают в герметические пластмассовые мешочки и снабжают этикеткой с данными о скважине и глубине отбора. Эффективность отбора образцов стреляющими грунтоносами составляет около 75% вследствие разрушения бойков, обрыва тросиков и др. По образцам уточняют литологический состав и характер насыщения пород (по остаточной нефтенасыщенности). Коллекторские свойства пород не определяют из-за смятия и растрескивания образцов при внедрении бойков в породу. Сверлящий грунтонос содержит взаимосвязанные механические и гидравлические узлы и системы, управляемые по кабелю, на котором прибор спускается в скважину, с пульта на поверхности. Одним из основных узлов является пустотелый цилиндрический бур с коронкой и кернорвателем, ось которого перпендикулярна к оси грунтоноса. Бур вращается от электродвигателя. После установки в точке отбора грунтонос прижимается к стенке скважины специальными распорами. По сигналу с поверхности осуществляется подача вращающегося бура, благодаря которой коронка входит в стенку скважины, обуривая образец. В процессе выбуривания образца частицы породы удаляются из кольцевой зоны разрушения пульсирующим потоком скважинной жидкости от промывочного насоса. После полного внедрения коронки в стенку скважины производится отрыв выбуренного образца кернорвателем при обратном движении бура, осуществляемом сменой направления вращения ротора электродвигателя, при которой поток жидкости в гидросистеме также меняет направление. Давление в гидросистеме масляного наполнения создается масляным насосом, имеющим привод от того же электродвигателя. Время выбуривания одного керна не более 5-6 мин. При отборе следующего образца предыдущий проталкивается в кассету. Из кассеты образцы извлекают после подъема прибора на поверхность. Всего за один рейс можно отобрать до 10 образцов длиной до 40 мм, диаметром 22 мм каждый. Выбуренные образцы практически сохраняют естественные физические свойства. Поэтому по ним можно, помимо литологического состава и характера насыщения, определить также коллекторские свойства горных пород. В дисковом призматическом грунтоносе в качестве режущего инструмента применяют два диска, армированных техническим алмазом и смонтированных под углом друг к другу в качающейся каретке. Вращение дисков осуществляется от электродвигателя. После установки в точке отбора прибор прижимается к стенке скважины. С помощью регулятора подачи каретка с вращающимися дисками перемещается снизу вверх вдоль оси грунтоноса, отклоняясь к его стенке. Благодаря этому края дисков выдвигаются за наружную поверхность грунтоноса и вырезают на стенке скважины трехгранную призму длиной 600 мм, шириной основания треугольника 36 мм и высотой 42 мм в поперечном сечении. При обратном отклонении каретки вместе с дисками в конце интервала перемещения призма породы выклинивается и попадает в керноприемник. Время отбора одного образца в терригенных породах составляет 5-10 мин, в карбонатных - до 15 мин. За один спуск отбирается до пяти образцов. В отличие от рассмотренных выше грунтоносов, обеспечивающих отбор образцов в точке, дисковый призматический грунтонос позволяет отобрать сплошной столбик керна значительной длины и по нему установить изменение литологического состава, коллекторских свойств и характера насыщения пласта. Наблюдение и контроль за технологией отбора и выносом керна, шлама и боковых грунтов осуществляется геологической службой организации, ведущей буровые работы. Работники геологической службы (геолог, техник-геолог или коллектор) должны обязательно присутствовать на скважине при каждом подъеме колонкового долота и извлечении керна или отборе боковых грунтов. КОМПЛЕКС ИССЛЕДОВАНИИ КЕРНА Инструкция по проводке опорных скважин и камеральной обработке материалов опорного бурения. Гостоптехиздат. Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы ленинградское отделение. Ленинград, 1962 Изучение вещественного состава пород Петрографические исследования Петрографическое изучение образцов керна является необходимым элементом комплексной научной обработки материалов и должно теснейшим образом увязываться в процессе работ с прочими видами исследований материалов, доставляемых бурением, а также с данными геофизических исследований. При петрографическом изучении осадочных пород необходимо иметь в виду следующие цели. Минералого-петрографическая характеристика слоев, вскрытых данной скважиной. При этом уточняются определения горных пород и дополняются данные первоначального макроскопического их описания. Особое внимание должно обращаться на структурные и текстурные признаки, а также на аутигенные (сингенетичные) минералы, говорящие о физико-химической обстановке и геологических условиях осадкообразования. Выявление диагенетических и последующих изменений, установление природы и причин этих изменений. Выявление коррелятивов, т. е. тех признаков породы, которые могут быть использованы для стратиграфического сопоставления разрезов. Выявление осадков, благоприятных для накопления органики, могущей служить исходным материалом для образования нефти и газа, а также выявления возможных коллекторов нефти и газа. Выявление прочих полезных ископаемых и возможных условий их образования. Установление тех признаков пород, которые могут объяснить их физические свойства, что важно для результатов геофизических исследований. Лабораторное петрографическое изучение керна производится в научноисследовательском учреждении по следующей схеме: а) макроскопическое изучение и описание породы; б) подготовка образцов для исследования; в) изготовление петрографических шлифов (в том числе пород, в образовании которых участвуют остатки ископаемых организмов); г) изучение шлифов под поляризационным микроскопом и их описание; д) механический (гранулометрический) анализ осадочных пород (в основном для обломочных пород, отчасти для глин); |