Курс лекций ухта 2006 удк 550. 812. 1 553. 98 Н 64
 Скачать 1.24 Mb.
|
|
Изучение относительной электропроводности пород и мембранного потенциала Определение относительного удельного сопротивления (электропроводности) образцов горных пород имеет важное значение при интерпретации электрокаротажных материалов. Относительное сопротивление (величина безразмерная) представляет отношение сопротивления образца, насыщенного солевым раствором, к сопротивлению этого раствора и характеризует пористость породы и форму пустотного пространства. Образец породы после экстрагирования и вакуумирования насыщается либо насыщенным раствором поваренной соли, либо раствором с пластовой концентрацией солей. Измерение естественной радиоактивности Естественная радиоактивность характеризуется процентным содержанием урана в грамме исследуемой породы. Измерение естественной радиоактивности пород производится по бета- и гамма-излучениям при помощи газонаполненных счетчиков. Естественная гамма-активность позволяет в известной мере судить о степени глинистости пород. Определение пористости и проницаемости пород Определение пористости и проницаемости имеет первостепенное значение для оценки коллекторских свойств горных пород. Значение этих физических свойств важно, кроме того, при интерпретации каротажных диаграмм для правильной и полной литолого-петрографической характеристики пород, для выяснения условий нефтеобразования и миграции нефти. В связи с этим должны быть обеспечены одновременное (комплексное) определение этих физических свойств и литологопетрографическое исследование. Необходимо разграничивать следующие виды пористости горных пород: а) открытая пористость, или пористость насыщения - отношение суммарного объема пор данного тела, практически заполняющихся определенной жидкостью, к общему объему данного тела; б) эффективная пористость - отношение суммарного объема пор образца, по которым происходит движение флюида, к общему его объему. Открытая пористость определяется методом насыщения керосином или солевым раствором под вакуумом. Эффективная пористость также может быть определена при знании остаточной воды. При исследовании структуры поровых пространств пород-коллекторов особое внимание необходимо уделять изучению характера и состава цемента. Под проницаемостью (абсолютной) пористой среды понимается проницаемость этой среды для газа при отсутствии физико-химического взаимодействия его с пористой средой. За единицу измерения проницаемости принимается дарси - единица, численно равная расходу флюида в 1 л/сек, с вязкостью 1 спз, через поперечное сечение пористой среды 1 см2, при перепаде давления в одну физическую атмосферу (760 мм рт. ст.) на 1 см длины образца при ламинарном режиме движения флюида. Величина, равная 0,001 дарси, называется миллидарси. Определение проницаемости (газопроницаемости) следует производить лишь для пород, обладающих коллекторскими свойствами. Для образцов, изучаемых с целью определения проницаемости, в обязательном порядке должны быть произведены определения пористости. Изучение трещиноватости пород При изучении трещиноватости горных пород по керну, рекомендуется производить следующие наблюдения. Описание общей характеристики трещиноватости горных пород (выделение групп или систем трещин). Описание каждой группы (системы трещин) следует производить по следующим признакам: а) определение угла падения трещин или, в крайнем случае, определение его относительно слоистости пород; б) определение ориентировки трещин (азимут); в) определение ширины (раскрытости) трещин и характеристика степени раскрытости трещин (открытые, полуоткрытые, закрытые, в том числе и "волосные"); г) определение густоты трещин на 1 см2 породы и более; д) определение характера стенок трещин (гладкая и ровная, шероховатая и др.); е) характер вещества, выполняющего закрытые и полуоткрытые трещины. Выделение участков (интервалов) с повышенной трещиноватостью. Обращать внимание на наличие диагональных сколов. Фиксация интервалов потери циркуляции глинистого раствора (зоны вероятной повышенной трещиноватости пород), а также интервала подъема раздробленного керна, в котором ясно видно, что такое состояние образца произошло в результате трещиноватости породы. Описание трещиноватости горных пород по керну сопровождается соответствующими зарисовками и взятием образцов как для последующего изучения в шлифах под микроскопом, так и для возможного фотографирования расположения трещин в образце. Образцы отбираются так, чтобы в них присутствовали как заполняющее трещину вещество, так и порода из приконтактовых с трещинами участков. В процессе камеральной обработки для характеристики участков (интервалов) по разрезу скважины с трещиноватыми породами изучаются данные кажущегося удельного сопротивления КС при различных потенциал-зондах и градиент-зондах, самопроизвольной поляризации ПС и радиоактивного каротажа ГК и НГК. Изучение окислительно-восстановительного состояния горных пород Одним из важнейших показателей геохимической и фациальной характеристики пород является степень восстановленности и окисленности пород. В настоящее время методика изучения окислительно-восстановительного состояния пород достаточно хорошо разработана, чтобы уже с количественной стороны установить связь величины ОкВ потенциала с рядом окислительно-восстановительных систем в породах, главным образом с неорганическими обратимыми окислительно-восстановительными системами элементов железа, серы, марганца, карбонатов и др. При отборе образцов керна для лабораторных исследований ОкВ потенциала поднятый при бурении образец должен быть тщательно очищен от глинистого раствора стерильным ножом, запарафинирован. Значительно лучше охранять влажность керна в полиэтиленовых мешочках с запаянным отверстием. Таким образом, есть возможность сохранить естественную влажность керна и предохранить его от воздействия воздуха. Изучение удельной электропроводности пород и их ОкВ потенциала производится путем измерения удельного сопротивления пород, что имеет важное значение для геологической интерпретации данных электроразведки в связи с другими геохимическими показателями и дает представление об общей солености пород. Замеры удельной электропроводности пород делаются посредством особых приборов для одновременного измерения электропроводности и температуры - термометров сопротивления с помощью особых электродов, погруженных непосредственно в породу. Измерение ОкВ потенциала в породах, как было выше сказано, дает понятие с количественной стороны о степени восстановленности и окисленности пород. Измерение ОкВ потенциала в породах различной степени влажности проводится с помощью потенциометра. Изучение электропроводности и ОкВ потенциала должно тесно увязываться также и с такими исследованиями, как изучение объемного веса (плотности), влажности, пористости, проницаемости и упругости (особенно в случае ее анизотропии) горных пород, а также с ли- толого-петрографическими, геохимическими, битуминологическими и особенно гидрохимическими исследованиями, в частности с результатами изучения водорастворимого комплекса солей. Одновременно рекомендуется проведение аналитических определений содержания в породах различных форм элементов, участвующих в равновесных окислительно-восстановительных системах, определяющих величину ОкВ потенциала. Для получения представления об окислительно-восстановительных условиях, существовавших в осадочных породах, необходимо проведение полного баланса основных форм железа и серы, распространенных в породах. Баланс проводится на основании: А. Непосредственных определений железа валового; железа закисного, извлекаемого 2,5% НС1; серы валовой; серы сульфатной; серы элементарной. Б. Косвенных подсчетов, выражающихся в следующем: содержание серы сульфатной S валовая - (S сульфатная + S элементарная); содержание железа сульфидного по S сульфидной; содержание железа карбонатного Бе", извлекаемому 2,5% НС1 и связанному с СО2; содержание железа закисного силикатного Бе", извлекаемому 2,5% НС1 - Бе", связанное с СО2; содержание железа окисного = содержанию железа валового - содержание всех за- кисных форм железа. 4.4.4. Нормы отбора образцов на различные виды исследований утверждены 25.12.1995 г. МПР Республики Коми
Петрофизические исследования Инструкция по применению материалов промыслово-геофизических исследований с использованием результатов изучения керна и испытаний скважин для определения и обоснования подсчетных параметров залежей нефти и газа. -М.: ВНИГНИ1987. - 20 с. Результаты лабораторных исследований керна применяются для разработки петрофизической основы интерпретации данных ГИС и обосновании достоверности подсчетных параметров, полученных при ее реализации. Основу геологической интерпретации данных ГИС составляют петрофизические зависимости типа "керн-керн", "керн-геофизика", "геофизика-геофизика" и "геофизика-испытания". Петрофизические зависимости, используемые для обоснования подсчетных параметров, могут быть обобщенными и частными. Использование первых допускается при условии доказательства аналогичности изучаемых разрезов. Петрофизические зависимости должны удовлетворять физической природе изучаемых явлений и отражать изменения петрофизических параметров по разрезу и площади месторождения (залежи). Для построений зависимостей "керн-керн" сопоставляемые геофизические и коллекторские параметры измеряют на образцах керна в атмосферных и термобарических условиях, соответствующих пластовым. Петрофизические связи должны строиться на представительных коллекциях образцов керна, отражающих тип коллектора, диапазон и характер распределения изучаемых свойств. При заданной надежности 0,9 и относительной погрешности - 0,3 для обоснования связей необходимо не менее 32 представительных определений. Зависимости "керн-геофизика" получают, когда коллекторские характеристики измеряют на образцах керна, отобранных в интервалах разреза, однородных по материалам ГИС, геофизические же характеристики определяют по кривым ГИС, зарегистрированным против этих интервалов. Преимущества зависимостей "керн-геофизика" связаны с отсутствием необходимости измерений в лабораторных условиях геофизических параметров, которые не могут быть выполнены на образцах малого размера (например все виды наведенной радиоактивности и др.). Основными условиями, определяющими возможность построения связей этого типа, являются высокий вынос керна (80-100%) и высокая частота определения коллекторских параметров (не менее 3-5 на 1 м разреза), а также надежная привязка керна к разрезу. Зависимости "геофизика-геофизика" получают путем сопоставления между собой различных геофизических параметров либо найденных по результатам интерпретации данных ГИС фильтрационно-емкостных характеристик пород с учетом результатов испытаний пластов. Цель сопоставления заключается в определении граничных для коллекторов значений проницаемости (Кпр. гр), пористости (Кп. гр) и измеренных геофизических характеристик (апс.гр, Atrp и др.), необходимых для разделения непроницаемых пород и коллекторов при отсутствии прямых качественных признаков, а также для оценки характера насыщения. Обоснование коэффициентов пористости, нефтегазозонасыщенности и других фильтрационно-емкостных характеристик пород, определенных по материалам ГИС, производят, сравнивая значения величин средневзвешенных по толщине пластов со значениями, установленными по результатам лабораторных анализов керна в интервалах с высоким выносом его (80-100%) и высокой частотой определений коллекторских параметров (не менее 3-5 на 1 м разреза). Сравнение необходимо выполнять не менее, чем для 15-20 пласто-пересечений. Геохимические исследования Геохимические исследования являются обязательным и существенным элементом в комплексной обработке материалов бурения. Кроме того, изучение этих материалов имеет большое значение для разрешения общих вопросов геохимии, поскольку бурение освещает глубокие слои земной коры и дает возможность изучать полные разрезы слагающих ее слоев. Изучение содержащихся в керне органических веществ В зависимости от характера вскрытых скважиной отложений исследование органического вещества пород проводится с разной степенью детальности. На первом этапе исследовательских работ для получения общего представления о количественном содержании и распределении органического вещества и битума по разрезу достаточно ограничиться люминесцентно-битуминологическим изучением керна и определением органического углерода. Выявление общего содержания органического вещества и его битуминозной части, их соотношений (ориентировочно) позволит установить участки разреза или же отдельные литологические разности пород, наиболее обогащенные по сравнению с общим фоном разреза органическим веществом или битумом. Второй этап - изучение группового состава органического вещества химико- битуминологическими методами на выборочном материале, отобранном по данным предварительных исследований. Характеристика органического вещества сводится, помимо определения углерода, к выяснению содержания в породе битумов А, гуминовых кислот и остаточного органического вещества. С помощью коэффициентов, в зависимости от степени метаморфизации пород, данные по органическому углероду пересчитываются на органическое вещество. Таким образом, вышеуказанные определения дают возможность выяснить соотношения компонентов в нем, т. е. установить содержание в органическом веществе количества битума, гуминовых кислот и остаточного органического вещества. Целесообразно выделение битума из породы проводить последовательно двумя растворителями. Извлечение битума А проводить до разрушения карбонатов хлороформом, после декальцинирования извлечение битума С проводить спиртобензолом в отношении 1:2. Соотношение этих двух экстрактов указывает на преобладание в органическом веществе относительно нейтрального или кислого битума. Весь этот комплекс исследования может в определенной степени характеризовать условия накопления и преобразования органического вещества, указывать на сингенетичность или же вторичный характер битумопроявлений, а также помочь выявлению нефтематеринских пород. При возможности проведения более детальных исследований следует более подробно охарактеризовать хлороформенный экстракт битума А, как более близко стоящий к нефти, чем остальное органическое вещество. Третий этап — характеристика битума, заключающаяся в определении элементарного и компонентного (группового) его состава. При возможности следует провести определение элементарного состава фракций битума, а из масляной части выделить хроматографическим методом фракции метановонафтеновых и ароматических углеводородов и определить их элементарный состав. Люминесцентно-битуминологические исследования При комплексном изучении материалов бурения люминесцентно-битуминологиче- ские исследования должны предшествовать химико-битуминологическому исследованию пород. Люминесцентно-битуминологический анализ дает возможность произвести ориентировочную оценку битуминозности горных пород и выявить изменения качественного состава битумов по всему разрезу скважины. Полученные данные могут быть даже использованы и при корреляции разрезов скважин. Образцы керна для люминесцентно-битуминологических исследований отбираются в том же порядке и через те же интервалы, как и для петрографических исследований, т. е. надо брать образцы через 2-3 м, желательно из каждой литологической разности, а в случае однотипности разреза - через 10 м. Желательно проводить люминесцентные анализы не позже чем в первые 1-2 месяца после выноса керна из скважины. Люминесцентно-битуминологические исследования образцов керна должны проводиться в следующем порядке. Просмотр люминесценции образцов в ультрафиолетовом свете с целью получения общего представления о характере распределения битума в образце и по разрезу. Просмотр образцов производится на месте бурения и, в виде исключения, в лабораторных условиях. Определение количественного и качественного содержания состава битума А в образцах путем люминесцентно-эталонного и капиллярного анализа (на основе холодной экстракции хлороформом). Выделенные типы битумов исследуются методом люминесцентного анализа в четырех растворителях: петролейный эфир, хлороформ, спиртобензол и 2-процентная щелочь КОН. Примечание. Петролейно-эфирная экстракция породы проводится параллельно с хлороформенной, остальные — последовательно в указанном порядке. Полученные результаты дают возможность судить о характере растворимой части органического вещества породы и о соотношении в ней нейтральной и кислой частей. Для более детального исследования образцы выборочно направляются в химико- битуминологическую лабораторию для определения баланса органического вещества, элементарного состава, компонентного состава битума А и т. д. Для определения минеральных компонентов в рассеянных битумах, нефтях, углях и прочих каустобиолитах спектральным методом вначале производится озоление этих продуктов с количественным определением процента зольности. Анализ производится из зольных остатков в количестве не менее 30-40 мг. При анализе зол следует обратить внимание на микроэлементы: Fe, Ni, Mn, V, Си, Cr, Ti, W, К, Li, Ba, Sr, Pb, Zn, Sn, Al, Ca, Mg, Si, U, Th, Tr, Mo, Ga, Ge, Sc, Tl, Be. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАБОТЫ В СКВАЖИНАХ Правила геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах. М, 1999 Геофизические исследования и работы в скважинах (ГИРС) - исследования, основанные на изучении естественных и искусственных физических полей во внутрискважинном, околоскважинном и межскважинном пространстве с целью: изучения геологического разреза и массива горных пород; выявления и оценки полезных ископаемых; контроля за разработкой месторождений полезных ископаемых и эксплуатацией подземных хранилищ газа (ПХГ); оценки технического состояния скважин; изучения продуктивных пластов; оценки ущерба, наносимого недрам при их использовании, а также предусматривающие проведение следующих работ: опробования пластов; отбора образцов пород и пластовых флюидов; различных операций с применением взрывчатых веществ (прострелочно-взрывные работы); интенсификации притоков флюидов из продуктивных пластов; геолого-технологических исследований в процессе бурения. Различают следующие виды ГИРС: 1. Геофизические исследования в скважинах (ГИС) - измерения в скважинах параметров, различных по природе физических полей, естественных или искусственно вызванных, с целью изучения: строения и свойств вскрытых скважиной горных пород и содержащихся в них флюидов; конструктивных элементов скважины; состава и характера движения флюидов в действующих скважинах. Исследования разрезов скважин в околоскважинном пространстве (каротаж) - геофизические исследования, основанные на измерении параметров физических полей в скважине и в околоскважинном пространстве с целью изучения вскрытого скважиной геологического разреза, поисков, разведки и контроля разработки месторождений полезных ископаемых, привязки по глубине к разрезу других исследований и операций в скважинах, а также получения информации для интерпретации данных скважинной и наземной геофизики. Среди видов каротажа различают: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||