отбор керна. Отбор и изучение кернового материала Цель Рассмотрение комплекса первичных работ с керновым материалом и его изучение. Задачи
 Скачать 53.99 Kb.
|
|
Отбор и изучение кернового материала Цель:Рассмотрение комплекса первичных работ с керновым материалом и его изучение. Задачи: В них входят отбор, первичное описание, обработка керна, документация. Так же первичные методы лабораторных исследований, такие как отбор образцов кернового материала для лабораторных анализов. Особое место среди источников геологической информации занимают результаты исследований каменного материала: керна. Так, по разным оценкам, объем геологической информации об исследуемых геологических разрезах и объектах нефтегазодобычи результатам прямых исследований каменного материала может достигать 80-85 %. Керн является прямым источником информации о составе и свойствах пород слагающих литосферу, значение которого со временем и появлением новых технологий может только возрастат. Основным предназначением его является петрофизическое обеспечение геологической интерпретации материалов ГИС. Отбор керна из скважин. Комплексная интерпретация материалов ГИС и определения параметров пластов могут быть обеспечены только на основе изучения широкого круга физических свойств (электрических, акустических, коллекторских) продуктивных пород. Данные свойства на образцах пород предварительно определяются в атмосферных условиях, а затем наиболее информативные из них (удельное сопротивление, скорость продольных волн, водонасыщенность. пористость и др.) устанавливаются на тех же образцах в термобарических условиях, моделирующих пластовые. Физические свойства горных пород изучаются на образцах, которые отбираются с естественных выходов их на дневную поверхность (обнажений) или из горных выработок. В настоящее время основным способом отбора керна является колонковое бурение, сущность которого состоит в том, что горная порода разрушается по наружной кольцевой части поперечного сечения скважины с сохранением столбика породы - керна. Керн - это часть выбуренного интервала горной породы, поднятой на поверхность с помощью специальных колонковых долот (основной способ) или после бурения с помощью устройства, называемого керноотборником.  Долото имеет трех- или четырехшарошечную коронку, изготовленную из твердых сплавов. В колонковом долоте устанавливается специальная колонковая труба диаметром от 40 до 73 мм (керноприемник), снабженная в нижней части кернорвателем "плавающею’' типа для срезания столбика выбуренного керна и удержания его внутри трубы при подъеме колонкового снаряда на поверхность. Колонковый набор (рис. 1) состоит из следующих элементов: 1. Бурильная коронка: 2. Корпус кернорвателя; 3. Рвательное кольцо; 4.Колонковая труба; 5. Переходник; 6. Замковый ниппель; 7. Бурильная труба. Размеры колонковой трубы определяют максимальный интервал отбора керна, равный 6-8 м. 1. При изучении разреза с целью выявления возможных коллекторов нефти и газа (в поисковых скважинах) образцы обычно отбирают из всех слагающих пластов, мощностью более 1 м. 2. В разведочных скважинах основное внимание уделяется породам нефтегазосодержащих горизонтов, интервалы отбора образцов могут сокращаться до 0.2-1 м. Керн, поднятый из разведочных скважин, которые в дальнейшем вводятся в эксплуатацию, может быть полностью взят на исследование. Особое внимание при этом должно быть уделено определению коэффициента нефте- и водонасыщенности, т.к. это необходимо для подсчета запасов залежи или месторождения. 3. Сплошной отбор керна - трудоемкая и дорогостоящая задача. Поэтому изучение свойств пласта проще построить комплексно по отдельным скважинам, равномерно расположенным по площади пласта, с установлением корреляционной зависимости между каротажными диаграммами и непосредственными определениями свойств коллектора на основе анализа керна. При отборе керна желательно, чтобы каждый метр разреза скважины был представлен не менее чем тремя-четырьмя характерными образцами для анализа. Это позволит построить кернограммы, по которым можно будет судить об изменении свойств коллектора в пласте. После отбора керна производится отбор образцов, каждый из которых снабжается этикеткой, где указана его адресная привязка. ОПИСАНИЕ КЕРНА.
Дата описания керна… Подпись составителя описания… В процессе подготовки образцов к изучению петрофизических характеристик исследователь должен решить ряд задач. Первая - герметизация керна на скважине для доставки его в исследовательскую лабораторию. Вторая - правильно выбрать и создать коллекцию. Следующим этапом является составление схемы изучения образцов, в которой должны быть предусмотрены не только петрофизические, но и петрографические, химические и другие исследования. Извлеченный из скважины керн должен быть макроописан, привязан по глубине, снабжен этикеткой с указанием интервала отбора и литологической характеристики и тщательно загерметизирован. Для лучшей привязки керна по глубине необходимо проводить массовые определения на всем керновом материале какого-либо физического свойства (например, γ- активность с последующим сопоставлением результатов исследования керна с диаграммой гамма-метода). Герметизация керна позволяет определить прямым методом остаточную водонасыщенность порол (при бурении на промывочной жидкости на безводной основе - РНО) или остаточную нефтенасыщенность (при бурении на глинистом растворе или воде). В настоящее время существует достаточно много способов надежной консервации керна после его извлечения на поверхность: хранение в полиэтиленовых мешочках: герметизация в стальных, алюминиевых или пластмассовых трубах; охлаждение сухим льдом; пластические покрытия; парафинирование с оборачиванием в марлю и др. Исследования начинаются с отмывки, сушки и насыщения образцов. Изучение кернового материала происходит по следующей схеме: отбор керна на скважине, его макроописание и герметизация, изготовление образцов, исследование (общее, детальное, петрофизическое, петрографическое). Следующий этап работы - изготовление образцов, который включает выпиливание или высверливание образцов правильной геометрической формы (цилиндрики, кубики), кусочков породы для проведения исследований, в которых не требуется правильная форма образцов, либо есть необходимость разрушения образцов. Изготовление образцов может производиться после отмывки керна от углеводородов, либо до этого. В последнем случае изготовленные образцы должны быть в дальнейшем отмыты от углеводородов и солей. Затем с целью изучения фильтрационно-емкостных свойств образцов, проводят общие исследования керна, которые можно подразделить на детальные, петрофизические и петрографические. Последовательность петрофизического изучения кернового материала в лаборатории: Отмывка отобранных кусочков керна и образцов правильной формы от солей и углеводородов. Дезинтегрирование кусочков для определения плотности твердой фазы (10-20 г) Сушка 2-3 кусочков породы (для измерения плотности сухой породы), порошка и образцов правильной формы. Исследование на порошке (плотность твердой фазы, гранулометрический анализ, можно химический анализ) и на кусочках образца (плотность сухой породы). Измерение коэффициента проницаемости. Насыщение образцов правильной формы моделью пластовой воды и последовательное измерение на одних и тех же образцах породы влажности, удельного сопротивления, скорости продольных волн. Проведение детальных петрофизических исследований. Аппаратура и материалы для исследования образцов. Для подготовкиобразцов горных пород применяют оборудование (по ГОСТ 26450.0-85): станок вертикально-сверлильный (по ГОСТ 1227-79) или подобный с твердосплавными (по ГОСТ 11108-70) или алмазными коронками с внутренним диаметром 20-32 мм; станок камнерезный, с отрезными алмазными кругами диаметром не менее 250 мм (по ГОСТ 10110-87); станок шлифовальный. Для очистки, сушки и насыщения образцов применяют след. аппаратуру: шкаф сушильный с регулируемой температурой нагрева до 110°С; насос вакуумный, эксикатор (сосуд с определенной влажностью воздуха). Для определенияводоудерживающей способности применяют: центрифуга рефрижераторная типа ЦР1-21 или ей подобны, кристаллизатор герметичные центрифужные стаканы; песок сухой кварцевый фракции >0.25 мм или другой водоудерживающий материал; циркуль-измеритель чертежный для контроля радиуса центрифугирования; дробь мелкая, свинцовая для уравновешивания стаканов. Для определениямассы образцов и проведения измерений необходимы: весы лабораторные аналитические ВЛА-200м обеспечивающие с точность взвешивания до 0,001 г; весы технические ВЛКТ-500- м, обеспечивающие точность взвешивания до 0,1 г. В случае отбора керна из скважин, пробуренных на РВО, подготовка образцов начинается с очищения порового пространства. Процесс очищения порового пространства образца от нефти, битумов, воды и солей называют экстрагированием. От углеводородов образцы экстрагируют органическими растворителями в аппаратах Сокслета. В качестве растворителей применяют петролейный эфир, бензин, бензол, толуол, хлороформ,  Рис. 1.6. Схема аппарата Сокслета.Правильность выбора растворителя может не только позволить очистить образец от углеводородов, но и количественно оценить содержание в легких и тяжелых нефтей, битумов и смол. Трубка (5) сообщается с экстрактором тонкой сифонной трубочкой (6) и трубкой (7). В верхней части экстрактора находится шариковый холодильник (8), соединенный с пришлифованной горловиной экстрактора (4). В процессе отмывки, в колбу наливается растворитель, а в экстрактор помещается образец керна. Колба с растворителем нагревается с помощью колбонагревателя. Пары растворителя проникают в экстрактор, а затем в холодильник, где охлаждаются, конденсируясь на стенках холодильника. Охлажденный растворитель снова попадает в экстрактор, постепенно заполняя его до верхнего уровня трубки (7) через которую растворитель снова попадает в колбу. По мере отмывки растворитель в колбе становится более темным, а в экстракторе более светлым. Время экстракции зависит от объема колбы и температуры нагревания растворителя и подбирается таким образом, чтобы обеспечить более полную экстракцию и сохранность структуры порового пространства образца. Многие физические свойства изучаются на образцах, насыщенных моделью пластовой воды или нефти или просто керосином. Насыщение может осуществляться разными способами: капиллярным впитыванием, насыщением под вакуумом, насыщением под давлением и т. д. Наиболее часто образцы насыщают под вакуумом в эксикаторах. |