Что такое керн в бурении нефтяных и газовых скважин

Керн (геология)

Керн — образец горной породы, извлеченный из скважины посредством специально предназначенного для этого вида бурения. Часто представляет собой цилиндрическую колонку (столбик) горной породы достаточно прочной, чтобы сохранять монолитность.

В последние годы керн при бурении для лучшей сохранности отбирается (попадает) в пластиковые или алюминиевые трубы (контейнеры). После извлечения из бурового инструмента эти трубы (контейнеры), заполненные керном, для удобства режутся на отрезки, обычно метровой длины. Для детальных исследований эти отрезки в свою очередь разрезаются вместе с керном пополам вдоль оси, как представлено на фотографии.

Выход керна определяют в процентах к пробуренному метражу. 100%-ный выход керна позволяет с полной достоверностью изучать горные породы, пересечённые буровой скважиной, и определять запасы полезного ископаемого.

Информационная ценность образцов керна

Отбор керна с научной целью начался как метод исследования океанического дна. Вскоре метод был освоен для исследования озёр, ледников, почвы и древесины. Керны, взятые с очень старых деревьев, дают информацию об их годичных кольцах, при этом не требуется спиливать дерево.

По керну можно судить об изменении климата, геодинамической обстановке, видах фауны и флоры, существовавших в определенную геологическую эпоху, а также об осадочном строении земной коры. Динамические явления на поверхности Земли в большинстве областей цикличны, особенно это касается температуры и выпадения осадков.

Существует много способов датировки керна. После датировки можно получить ценную информацию об изменении климата и ландшафта. Например, образцы керна, взятые со дна океана, из недр земли и ледников полностью изменили наше понимание геологической истории плейстоцена.

Источник

Отбор керна: размер имеет значение

Образец породы, извлечённый из скважины, даёт информацию, которая представляется для добывающих компаний едва ли не истиной в последней инстанции — некоторые характеристики пласта иными методами получить просто невозможно. Причём чем большего размера — тем лучше.

Крупные образцы дают геологам и инженерам больше возможностей для более точного определения геологического строения, геомеханических и петрофизических характеристик пород. Всё чаще для поиска новых месторождений применяют технологию разработки нетрадиционных залежей. Поэтому отбор репрезентативных образцов пород, не связанный с большими затратами и неэффективностью традиционных методов керноотбора, стал насущной задачей.

Методы отбора керна

В нефтегазовой отрасли их два: вырезание цельных кернов при помощи буровой компоновки и отбор бокового керна. Традиционный метод чаще всего позволяет получить качественные образцы керна, но в отличие от обычных операций бурения он является дорогостоящим и длительным процессом.

Экономической альтернативой служит боковой отбор керна — дополнительный способ получения данных там, где это невозможно при помощи традиционных способов. За один рейс можно извлечь до 90 образцов на выбранных глубинах, что позволяет охватить сразу несколько целевых интервалов.

«У геологов и инженеров появилась возможность использовать большие керны для исследования нетрадиционных залежей и определения механических свойств горных пород. При большом количестве доступного для анализа кернового материала нефтегазодобывающие компании имеют намного больше шансов успешной разработки нетрадиционных залежей», — указали в статье «Rotary Sidewall Coring—Size Matters» для компании «Schlumberger Limited» Abhishek Agarwal, Robert Laronga и Larissa Walker.

Речь идёт о методах ударного или вращательного бокового отбора керна.

«Хотя ударный метод является экономичным и быстрым, его применение может вызвать некоторые осложнения. В результате удара бойков о породу может произойти повреждение керна. И твёрдые, и мягкие породы разрушаются под действием удара бойка, и это приводит к изменениям свойств образца. Слабоцементированные породы при ударе бойка подвергаются сжатию, а глинистая корка с внутренней стенки скважины может вдавливаться в скелет породы керна, изменяя тем самым его характеристики. Добывающие и сервисные компании знают об ограничениях ударного метода и мирятся с этими ограничениями на протяжении почти пятидесяти лет. Это положение изменилось в 80-х годах прошлого века, когда появились первые вращательные керноотборники», — сообщают авторы статьи.

По словам специалистов, преимущество этого метода в том, что он позволяет сохранить поровую структуру породы и исключить механические повреждения керна.

Детали

Основные требования к процессу заключаются в обеспечении стопроцентного выноса, скорости бурения и максимальном количестве метров за рейс.

«Наше оборудование позволяет собрать сколько угодно секций, в зависимости от тех требований, которые предъявляет геолог. Например, он предполагает, что на глубине от 1000 до 1020 м может быть нефть. Эти самые 20 метров можно пройти одной секцией, или двумя секциями за один рейс. А два рейса — это лишние средства. Максимально за рейс мы отбирали 56 метров.

Сейчас заказчики предъявляют новое требование — отбор на глубине 18 метров. Для этих целей был разработан КСК с 6-метровой секцией. Отбирая по три секции, можно получить эти 18 метров. Геологи увеличивают интервал отбора, одна из тенденций — отбирать за рейс 27, 36 метров. Причём разработки новых конструкций касаются не только длины, но и совершенствования внутренних частей», — поделился руководитель направления «Керн» ООО «ВНИИБТ-БИ» Степан Макаров.

Во время проходки нагрузку на долото устанавливают на поверхности, перед спуском в скважину. При низкой нагрузке отбор происходит излишне долго. А при слишком высокой может произойти прихват долота с преждевременным прекращением работ.

В «изолятор»

Чтобы минимизировать повреждения керна и добиться более точного анализа, инженер по отбору должен использовать технологию изолированного герметизированного керна.

Неоднородные проблемы

Неоднородность пропластков предполагает сминание и расслоение породы, что приводит к заклинке, поэтому всё чаще заказчики обращают внимание на наличие гидравлического индикатора заклинки керна. При выходе на поверхность керн должен «не растерять» все флюиды нефти и газа. Для этого применяются специальные клапаны подачи изолирующего агента.

«По мере того, как керн поднимается наверх, за счёт того, что внизу избыточное давление достаточно большое, газ начинает отделяться от керна. Для того, чтобы не возникало декомпрессии и выделяющийся газ своевременно стравливался с керна, мы применяем клапан сброса давления», — прокомментировал представитель «Бурсервиса».

Хранение и транспортировка

Для дополнительной защиты используют технологию укладки керна не просто в одноразовую трубу, но ещё и в гель, который создаёт своеобразный вакуум и обеспечивает более высокую информативность для исследования в лаборатории.

«Мы предоставляем тёплый контейнер, чтобы предотвращать разрушение керна, так как он содержит флюиды, в том числе, воду, которая при минусе превращается в лёд. Также для безопасной транспортировки используются виброгасящие прокладки на ящике, либо специальная пена. Керн укладывается в ящики, затем специальным образом запенивается, чтобы в процессе транспортировки не подвергаться вибрационным нагрузкам», — рассказал Эдуард Зарипов.

Источник

Керн – цилиндрический монолит горной породы, полученный путем кольцевого разрушения забоя скважин при бурении

Главная > Документ

Лекция 1. ОТБОР И ДОКУМЕНТАЦИЯ КЕРНА

Керн – цилиндрический монолит горной породы, полученный

путем кольцевого разрушения забоя скважин при бурении

Керн служит основным материалом для изучения геологического строения разреза скважины, является главным прямым источником и носителем информации о свойствах горных пород, обеспечивая визуальное и непосредственное их изучение. Он используется для определения относительного и абсолютного возраста, вещественного состава, петрографических, физических, физико-химических и других характеристик горных пород на всех стадиях геологоразведочного и нефтепромыслового процесса.

Планирование отбора керна осуществляется геологическими службами предприятий, отбор керна производят буровые бригады в строгом соответствии с геолого-техническим нарядом на бурение скважины. Отбор керна регламентируется в зависимости от степени изученности территории глубинным бурением и назначения скважин [11].

На новых месторождениях в малоизученных районах с неустанновленной промышленной нефтегазоносностью при бурении первой скважины рекомендуется производить сплошной отбор керна равномерно по всему стволу, во второй и третьей – отбор керна ограничивается и приурочивается к определенным стратиграфическим и литологическим границам или перспективным и промышленным интервалам. В последующих поисковых и разведочных скважинах отбор керна производится лишь в пределах нефтегазоносных горизонтов.

На месторождениях, где верхняя часть разреза изучена, а нижняя еще подлежит исследованию, в изученном интервале нужно отбирать керн лишь в контактах свит (а также в зонах наличия маркирующих прослоев) или же применять каротаж (электрический и радиоактивный), а в неизученном интервале – производить сплошной отбор керна и другие указанные выше исследования.

На новых площадях в нефтегазоносных районах в первых двух-трех поисковых скважинах рекомендуется брать керн в пределах маркирующих и продуктивных горизонтов, а в последующих поисковых и разведочных скважинах отбор керна производится лишь в пределах продуктивных горизонтов.

В эксплуатационных скважинах керн для контроля за проходкой скважины, как правило, не отбирается, и все наблюдения базируются на данных каротажа и косвенных исследованиях. В этом случае керн берут лишь в продуктивном горизонте для его детального изучения, а также в маркирующих горизонтах и характерных контактах свит на тех участках расположения скважин, где тектоника и строение залежи требуют уточнения.

При бурении нагнетательных скважин также рекомендуется отбирать керн в интервалах залегания продуктивных пластов. Детальные сведения о характере коллекторских свойств пласта в значительной степени помогут освоению нагнетательных скважин и регулированию процесса заводнения.

Разрушенная по кольцевому затрубному или внутреннему пространству порода выносится на поверхность промывочной жидкостью или сжатым воздухом (газом), нагнетаемым в скважину буровым насосом или компрессором, а керн входит в колонковую трубу.

Периодически (через 0,5–6 м и более) керн заклинивают, отрывают от забоя, поднимают на поверхность вместе с колонковым снарядом и извлекают из колонковой трубы. Извлечение керна из бурового снаряда осуществляется работниками буровой бригады в присутствии геолога. Применяют почти непрерывную транспортировку керна по внутренней полости колонны труб на поверхность; при этом керн извлекается аккуратно, без нарушения его ориентации с обязательной фиксацией глубины отбора керна в скважине.

Первичная раскладка керна осуществляется прямо на буровой. Керн очищают ветошью, бумагой или отмывают от бурового раствора в емкости с водой, затем укладывают в специальные керноприемные ящики или на землю в строгой последовательности с его извлечением из колонковой трубы.

Интервалы, из которых поднят керн, разделяют деревянными брусьями, досками и т.д. Одновременно подписывают (на разделителях или на этикетках) глубину отбора, проходку и выход керна.

Мелкие кусочки и обломки керна, последовательность которых невозможно установить, помещают в мешочки или заворачивают в плотную бумагу и укладывают в ящики в той же последовательности, что и керн.

Если в назначенном интервале керн не отбирался, в ящик укладывают этикетку с указанием, в каком интервале глубин вынос керна отсутствовал.

К сохранности и качеству керна предъявляются требования, обеспечивающие достоверность сведений о составе и строении вскрытых скважиной горных пород и полезных ископаемых. Контроль и наблюдение за условиями и качеством керна осуществляются представителями технологической и геологической службы предприятий.

Сохранность керна оценивается его линейным или объемным выходом – процентным отношением суммарной длины (или фактической массы) поднятого керна к длине пробуренного интервала (или расчетной массе для пробуренного интервала) скважины. Выход керна регламентируется инструкциями. Доля керна при сплошном отборе в общем информационном обеспечении геологоразведочных работ может достигать 70–80 %.

При бурении снарядами серии КИМ выход керна составляет 90 % и более (из неконсолидированных пород не менее 75 %). Стопроцентный выход керна позволяет с полной достоверностью изучать горные породы, пересечённые буровой скважиной, и определять запасы полезного ископаемого.

К специальным методам извлечения керна относятся отбор ориентированного керна и герметизация керна.

1.1. Отбор ориентированного керна

Отбор ориентированного керна позволяет уточнить геологическую модель залежи, определить потенциальную нефтедобычу, режим разработки месторождения и др., так как дает точную геологическую информацию:

об углах падения пластов,

о направлениях их простирания,

о пространственном распределении характеристик коллекторов,

о тенденциях изменения пористости и проницаемости.

Ориентация керна достигается при помощи специального чертящего башмака, расположенного ниже кернорвателя, который выполняет на керне три насечки. Одна насечка служит для идентификации, две других расположены от нее под углом 135° по окружности поперечного сечения керна.

Пространственная ориентация поднятого на поверхность керна осуществляется по результатам его палеомагнитного анализа и определения положения насечек, нанесенных на керн, относительно сторон света (направления север–юг).

1.2. Отбор герметизированного керна, герметизация керна

Отбор герметизированного керна продиктован необходимостью прямого определения по керну пластовых значений нефте- и газонасыщения и установления фазового состава флюидов. Информативность герметизированного керна выше керна, отобранного без герметизации, так как кроме сохранения остаточного водонасыщения в герметизированном керне возможно сохранение нефте- и газонасыщения, а также и температуры при термостатировании керноприемника, благодаря чему обеспечивается возможность:

прямого определения по керну пластовых и текущих значений нефте- и газонасыщения;

сохранения фазового состава флюидов, что особенно важно при отборе керна из газогидратных залежей.

Отбор герметизированного керна осуществляется герметическими керноотборными снарядами. Они обеспечивают (после отделения керна от забоя) герметичное перекрытие керноприемника в нижней и верхней частях. При этом исключается гидродинамическое сообщение полости керноприемника, заполненного керном, со скважиной и сохраняется забойное давление.

При отборе герметизированного керна выполняются следующие операции:

бурение с отбором керна герметическим керноотборным снарядом, оснащенным аппаратурно-измерительным комплексом записи термобарических параметров в полости керноприемника;

контроль герметичности керноприемника снаряда на поверхности;

ступенчатая дегазация керноприемника с замером расхода и отбором проб газа для его последующего анализа;

разгерметизация керноприемника и извлечение керна;

считывание данных аппаратурно-измерительного комплекса, их компьютерная обработка и интерпретация;

обработка, экспресс-анализ керна, препарирование и консервация образцов.

При отборе герметизированного керна используют специальные пластиковые тубы.

Консервация углеводородов в образцах керна может быть проведена также после подъема его на поверхность. Она проводится в целях сохранения остаточных флюидов для последующего определения нефтенасыщенности. Консервация осуществляется в отдельных образцах керна, отобранного из интервалов с признаками углеводородов. Наиболее простой и распространенный способ консервации керна – герметизация в расплавленном парафине (парафинизация керна).

Сразу после извлечения керна из керноприемника и раскладки его на буровой керн с помощью ткани, увлажненной в дизельном топливе, быстро очищают от бурового раствора и упаковывают в полиэтилен. На поверхность полиэтилена крепится этикетка с указанием площади, номера и интервала отбора керна, места взятия образца керна. Подготовленный таким образом образец обтягивается марлей, перевязывается шпагатом и для равномерного покрытия несколько раз погружается в расплавленный парафин, температура которого 70–90° С.

Далее на парафин накладывается новая этикетка (с теми же выходными данными), а образец снова опускается в парафин. Погружение осуществляется неоднократно (каждый раз следят за тем, чтобы парафин, пропитывающий марлю, затвердел) до тех пор, пока образец равномерно не покроется слоем парафина. При этом нужно следить, чтобы надпись на этикетке легко читалась.

Запарафинированные образцы укладываются в ящики строго в соответствии с местоположением их в керновой колонке. Для отправки на лабораторные исследования запарафиненные образцы пород помещают в металлические банки с плотно закрывающимися крышками. В целях предохранения парафиновой оболочки от повреждения образцы перекладывают мягкой бумагой, ватой и т. п. Правильное выполнение перечисленных операций обеспечивает консервацию начального содержания воды и нефти в течение нескольких недель.

1.3. Укладка и документация керна

Поднятый и очищенный от бурового раствора керн подвергается предварительной подготовке. Она включает в себя укладку образцов в ящики, упаковку ящиков и операции по их маркировке, а также составление сопровождающих керн документов.

Укладка керна производится в специальные керновые ящики, изготовленные из дерева и разделенные на продольные секции шириной чуть более диаметра керна с пятью (для керна d=80мм), четырьмя (для керна d=100 мм) или шестью (для керна d=60 мм) продольными секциями.

Ящики изготавливаются из строганой доски хвойных пород толщиной 20-25 мм с размером по длине между внутренними стенками строго 1 м.

Ящик обвязывается металлической лентой или проволокой. Крышка закрепляется на шарнирах.

Кроме деревянных ящиков, керн укладывают также в картонные коробки, состоящие из двух секций длиной по 1 метру и пластиковые пеналы.

Деревянные ящики и пластиковые тубы чаще всего используют для перевозки керна, картонные коробки – при закладке керна на постоянное хранение.

Керн укладывается последовательно (слева направо) в порядке возрастания глубины скважины в строгом соответствии с его положением в колонковой трубе (укладка в «строчку»). Запрещается укладывать керн в ящики «змейкой» – в два и более рядов в одной секции ящика. В случаях, когда керн не помещается в ящик, керновая колонка разбивается на куски, при укладке куски совмещают по плоскости раскола.

Уложенный керн, сопровождается этикеткой, по высоте и ширине соответствующей размерам ячейки ящика (80:80; 100:100; 60:60 мм) и выполненной из фанеры или строганой тонкой рейки. Этикетка (бирка) составляется в двух экземплярах: первая помещается в начале интервала отбора керна, вторая – в конце. Надписи на этикетках должны быть выполнены шариковой ручкой, водостойким фломастером или маркером. Нельзя делать записи на бумаге, картоне, щепках, ткани и других подручных материалах.

На этикетке указываются:

название площади (месторождения),

номер керна (его начало, продолжение, конец керна),

интервал отбора керна,

выход (вынос) керна (метры, %).

В конце керновой колонки поперек торца перегородки ящика делается зарубка, и с двух сторон от нее подписываются интервалы отбора керна с пометкой «конец керна» (слева) и «начало керна» (справа); стрелкой от начала интервала указывается направление укладки керна. В начале и конце ящика также помещаются этикетки, на которых кроме вышеперечисленных сведений дополнительно указывается номер ящика и «начало керна №___», «продолжение керна №___» или «конец керна №____ ».

Маркировка ящиков. Деревянные ящики обязательно снабжаются крышками, что обеспечивает сохранность керна при транспортировке и хранении. Крышка закрепляется на шарнирах, другой край крышки при транспортировке закрепляется гвоздями.

В деревянных ящиках крышки после заполнения ящиков керном забиваются гвоздями, ящики укладываются в штабели для отправки на хранение в кернохранилище.

Во избежание путаницы все ящики нумеруются и маркируются, а в штабеле соблюдается их последовательное размещение.

Подписи делают на торцевых и лицевой сторонах ящика, а также на его крышке.

На лицевой стороне подписывается (номер ящика, название площади (месторождения), номер скважины, год отбора, номер керна (его начало, продолжение, конец керна), интервал отбора керна, проходка (метры), выход (вынос) керна (метры, %).

ЯЩИК № 31. ТУЛЬ-ЕГАНСКАЯ ПЛОЩАДЬ, СКВ. 10, 2005 г.

(КЕРН № 1 – НАЧАЛО). ИНТ. 2766,0–2772,2 м.

ПРОХОДКА 6,2 м. ВЫНОС КЕРНА 6,2 м (100 %)

На боковых торцевых сторонах и на крышке ящика подписывается номер ящика, площадь и номер скважины и, в случае необходимости, дублируются другие данные. Кроме этого наносят стрелки, указывающие направление укладки керна.

В левом верхнем углу ящика указывается «верх», в правом нижнем – «низ», соответствующие верхней и нижней частям интервала с отбором керна. Подписывается номер ящика.

Заполненные керном ящики вывозятся со скважины и передаются по акту в стационарное кернохранилище.

Документация керна. На отобранный керн в рабочем журнале составляется ведомость отбора керна, в которой в табличной форме фиксируется информация, получаемая при проходке скважины: номер керна, номера долбления, интервалы отбора керна, вынос керна. Это наиболее стабильная часть данных, которая подлежит уточнению и восстановлению, но фактически не меняется со временем. Основными источниками этих данных являются записи в буровых журналах и на этикетках, сопровождающих керновый материал.

В ведомости указывается также количество ящиков, приводятся сведения поинтервального уложения керна в ящиках, общая длина пройденного с отбором керна интервала и общий выход керна. Вся составленная документация подписывается документатором керна, проставляется дата.

К качеству отбора керна и его документации предъявляются повышенные требования, так как точность любых геологических построений напрямую зависит от того, насколько полно и качественно отобран, уложен и задокументирован керн.

1.4. Подъем, отбор и подготовка шлама к анализам

В общем комплексе оперативных методов изучения разреза в процессе бурения большая роль принадлежит также исследованию шлама.

Шлам – мелкие кусочки породы, полученные при бурении

и поднятые на поверхность струей бурового раствора

Шлам поднимается на поверхность при чистке скважины специальными приборами (желонками, ложками, стаканами и т.д.).

Необходимость отбора шлама определяется малым выходом керна при вскрытии и отборе слабосцементированных, пористых и проницаемых разностей. Своевременный и качественный отбор шлама при проведении геологического контроля имеет большое значение. Интервал отбора проб шлама устанавливается в зависимости от необходимой степени точности изучения разреза скважины. Для детального изучения разреза образцы шлама отбирают через 5 м проходки в интервалах, где керн отбирался сплошь.

В интервалах, из которых керн не отбирался, а также на перспективных участках разреза шлам отбирается через каждые 1–2 м проходки. При больших скоростях бурения с глубин от 500 м до 1000 м шлам можно отбирать через 15–20 м. В случаях появления газовой аномалии отбор шлама производится вне зависимости от отбора предыдущей пробы. Время отбора выбирается таким, чтобы обеспечить получение шлама с интервала проходки 0,5–1 м.

Отбор шлама производится в строго определенном месте у устья скважины в желобной системе в потоке выходящего бурового раствора с применением шламоотборников непрерывного или эпизодического действия. Для отбора шлама применяется также набор сит, через которые пропускают из скважины буровой раствор с добавленной в него водой во избежание засорения сит. Отбор производится непосредственно на сетке с помощью скребка. Оставшиеся на ситах обломки породы осторожно промывают водой, просушивают, укладывают в бумажные или полиэтиленовые пакеты или пробирки и снабжают этикетками.

В летнее время на сбросе с вибросита можно установить шламонакопитель удлиненной формы. Так как зимой возможно замерзание шлама, то шлам удобнее отбирать непосредственно с сетки из естественных накопителей, образованных из смерзшихся кусочков шлама.

Наиболее информативной фракцией являются частицы размером 3–7 мм. Место преимущественного сбора этой фракции будет зависеть от перераспределения частиц шлама при движении по виброситу. Частицы крупнее 7 мм характеризуют обвальную породу и представляют собой остроугольные обломки, порой больших размеров. При роторном способе бурения и применении долот истирающего типа шлам имеет более мелкие частицы размером 0,5–3 мм, а часто разбивается до отдельных зерен и выносится в небольшом количестве.

Обломки, крупнее 0,3 мм, отстают от потока бурового раствора. Это осложняет привязку полученных обломков к глубине их залегания.

Поэтому при взятии образцов шлама следует отмечать глубину, соответствующую положению забоя скважины в данный момент. Учет запаздывания подъема шлама в струе глинистого раствора при записях глубины скважины производится и определяется в каждом отдельном случае по практическим данным в зависимости от глубины и скорости движения струи раствора.

Для привязки проб шлама к истинным глубинам отбора рассчитывается время отставания шлама (Тш) в минутах, т.е. время движения выбуренных частиц шлама от забоя до шламоотборника, по формуле:

где: а – коэффициент, зависящий от площади кольцевого пространства, вращения бурильных труб, состояния ствола скважины (при роторном бурении а =1,14; при турбинном – а =1);

V КП – скорость движения бурового раствора в кольцевом пространстве, м/с.

Н – глубина забоя скважины на момент расчета.

При остановках циркуляции бурового раствора необходимо учитывать оседание частиц шлама во время ее перерыва.

Корректировку отставания можно проводить также по вскрытии коллекторов: определяют интервал коллектора по каротажу и засекают время выхода песчаников на устье (можно на вибросите) скважины.

Отобранные пробы шлама отмываются от бурового раствора холодной водой непосредственно на буровой или в станции. При бурении на известково-битумных растворах шлам промывается сначала дизельным топливом, затем теплой (40–60° С) водой.

Образцы шлама подлежат изучению и долговременному хранению наравне с керновым материалом. Шлам укладывают в ящики, соблюдая последовательность извлечения его из недр, документируют.

В лабораторных условиях при изучении литологического состава шлама проводится предварительный просмотр всей пробы под бинокулярным микроскопом с целью выявления специфических особенностей, затем, если пробы шлама большие, или его нужно срочно отправить на другие аналитические исследования, шлам четвертуют, оставляя для изучения его четвертую часть. Для этого аккуратно, по возможности вертикально, шлам высыпают на ровную поверхность, покрытую листом кальки так, чтобы на поверхности образовалась конусообразная горка. Разделителем (например, линейкой и т.п.) горку насыпанного шлама разделяют на 4 одинаковые части. В случае необходимости полученную четверть можно четвертовать еще раз.

Отобранные пробы шлама в лаборатории отмываются дополнительно холодной водой (шлам часто поступает плохо отмытым) и высушиваются при комнатной температуре. В реальных условиях шлам представляет собой смесь воды и частиц, разрушенных пород забоя и стенок скважины, бурового снаряда, обсадных труб, истирающего материала. Поэтому перед проведением анализа производится расшламовка пробы шлама на литологические разности и отбраковка посторонних примесей.

Делается это весовым способом с применением набора сит или при помощи бинокулярной лупы. Отбирается 5 см 3 (100 шламинок 3–7 мм) шлама. Определяется процентное содержание литологических разновидностей. По преобладанию или появлению тех или иных обломков пород и зерен определяют литологический состав пород, разбуривающихся в известном интервале глубин.

С применением бинокулярного стереоскопического микроскопа в пробе выделяется основная порода, определяется цвет основной и обвальной породы, плотность основной породы. При проведении дополнительного комплекса исследований измеряются газонасыщенность и окислительно-восстановительный потенциал пород, после чего шлам высушивается. После осушки проводится фракционный анализ шлама, макро- и микроописание, определяется процентное соотношение литологических разностей.

Образцы шлама описываются в том же порядке, что и керн. При описании литологических разностей шлама определяется их состав, цвет, оттенок, характер окраски, текстурно-структурные особенности пород, минеральные и органические включения, отмечаются вторичные и акцессорные минералы.

Описание шлама заносится в геологический журнал.

По результатам исследования шлама с привлечением каротажа проводят литологическое расчленение разреза, строят литологические колонки и шламограммы.

При изучении шлама нельзя получить детальную послойную характеристику разрезов (как при исследовании керна); можно установить лишь общий литологический состав пород и их смену, а иногда уловить обломки пород, характеризующие маркирующие горизонты.

1.5. Отбор образцов пород из стенок скважины

Отбор керна из стенок скважин применяют, в случаях, когда:

скважина пробурена с низким выходом керна;

затруднена (или невозможна) оценка нефтеносности пласта из-за неблагоприятного сочетания литологических факторов;

некачественно проведен электрокаротаж: фильтрат промывочной жидкости глубокого проник в пласт и размеры зоны проникновения превышают радиус исследования применяемых электрометрических методов;

повышена минерализация фильтрата промывочной жидкости, вследствие чего удельное сопротивление нефтепродуктивного пласта по данным бокового зондирования (БКЗ), получается низким;

требуется более уверенная оценка продуктивности пластов, выделенных по геофизическим данным как «возможно продуктивный».

Важной особенностью отбора образцов из стенок скважин является то, что отбор может быть осуществлен после геофизических исследований скважин, что дает возможность уточнить характеристику интервалов, неоднозначно интерпретируемых по геофизическим данным. Кроме того, с помощью этого метода можно детального исследовать пласт не только в вертикальном разрезе скважины, но и по его простиранию.

Метод отбора керна из стенок скважин позволяет эффективно решать следующие геологические задачи.

1. Изучение стратиграфического возраста, структурных и текстурных особенностей, химического, гранулометрического и петрофизического составов пройденных скважиной пород.

2. Определение пористости, проницаемости и остаточной нефте- и водонасыщенности.

3. Уточнение нефтенасыщенности пластов и определение их границ в разрезах, где однозначная интерпретация результатов геофизических исследований затруднена.

4. Изучение пород, слагающих отдельные стратиграфические комплексы, в новых районах, а также на старых площадях в случае их аномального строения.

5. Изучение влияния литологии и насыщенности пластов на конфигурацию кривых электро- и радиометрии, а также калибровка кривых пористости и нефтенасыщенности по данным лабораторных исследований специально отобранных кернов.

Отбор образцов из стенок скважин осуществляется с помощью стреляющих или сверлящих керноотборных снарядов (грунтоносов), спускаемых на кабеле. Исходя из того, что стреляющие керноотборные снаряды сильно разрушают породы, исследование которых из-за малых размеров частиц сильно затруднено, особенно определение коллекторских свойств, более предпочтительны боковые сверлящие керноотборники, позволяющие получать образцы длиной от 5 до 30 мм.

Отбор необходимого числа образцов горных пород из пласта зависит от представительности ранее поднятого керна, однородности пласта, а также от требуемой информации, которую следует получить в результате исследований. Чаще всего образцы пород для лабораторного исследования отбираются через каждые 0,5 м мощности продуктивной части выдержанного пласта и 0,25–0,3 м – из невыдержанного пласта.

В образцах из стенок, как и в образцах из ствола скважины, определяются:

физические параметры (акустические, электрические, радиоактивные и т.п.),

пористость, проницаемость, остаточная нефте- и водонасыщенность и др.

Результаты исследований образцов могут использоваться наряду с аналогичными данными, получаемыми по керну, для вычисления подсчетных параметров при определении запасов нефти и газа.

1. Что такое керн, для каких целей он служит, каково значение керна в практике нефтегазовых работ?

2. Какую геологическую информацию можно получить при исследованиях керна?

3. Как производится подъем и отбор керна?

4. Для каких целей проводят отбор ориентированного керна?

5. Как и для каких целей отбирают герметизированный керн?

6. Каким образом раскладывается керн в ящиках, как производится его маркировка в ящиках?

7. Каким образом производится маркировка ящиков? Какие исходные данные указываются на них?

8. Что такое буровой шлам? В каких целях и случаях его отбирают?

9. Как определяют глубину отбора шлама?

10. В каких случаях и с какой целью проводят отбор керна из стенок скважин? В чем специфика отбора образцов из стенок скважин?

11. Какие геологические задачи можно решить с помощью образцов, отобранных из стенок скважины?

Источник