1 стр. из 1

Важнейшим этапом в изучении нефтегазоносности недр, оценки качества и объемов запасов углеводородов (УВ), планировании дальнейших геологоразведочных работ, оптимизации разработки месторождений является качественный отбор и исследование кернового материала с получением максимально возможной информации о структурных, текстурных особенностях разрезов горных пород, петрофизических характеристиках пластов-коллекторов, нефтенасыщенных и/или перспективных для поисков залежей УВ.

За полувековой период широкомасштабного изучения недр Западной Сибири отобрано более 2,5 млн. пог. м керна и на сегодняшний день сохранено лишь около 15% кернового материала. Необходимо обратить внимание на отношение к керновому материалу федеральных служб таких  нефтедобывающих стран, как США, Канада, Норвегия и крупных нефтяных компаний, где сохранение керна и информации, получаемой в процессе его изучения, является общегосударственной задачей и подкреплено соответствующими законодательными актами. В центре исследования керна в Калгари (штат Альберта, Канада) хранится около 2 млн. м керна, при этом сохранен уникальный керновый материал конца XIX в.

Необходимость укрепления ресурсно-сырьевой базы промышленными запасами и понимание важности геологоразведки как стратегического направления в добывающей отрасли предопределили долгосрочное инвестирование ОАО «Сургутнефтегаз» более чем 30% российского объема геологоразведочных работ. Ежегодно в рамках данной программы в глубоких скважинах, бурящихся на вновь приобретенных поисковых лицензионных участках и введенных в разработку месторождениях, в том числе на территориях Якутии и Ненецкого округа отбирается до 13 тыс. м кернового материала.

В последние годы ОАО «Сургутнефтегаз» проводит геологоразведку на территориях, прилегающих к площадям с высокой плотностью запасов, районах, характеризующихся сложным строением продуктивных и перспективных толщ, дискретным нефтенасыщением, высоким содержанием в терригенных пластах карбонатных составляющих, низкими коллекторскими свойствами пластов. В таких разрезах результаты интерпретации ГИС неоднозначны, иногда значительно отличаются от данных, получаемых при изучении кернового материала.

Важнейшими показателями являются качество исследования керна, достоверность получаемых данных, сохранение обработанного кернового материала и полученных результатов с возможностью их использования в перспективе при решении новых задач оптимизации геологоразведочных работ и разработки месторождений.

Для решения глобальной задачи по совершенствованию организации исследования керна в лабораториях СургутНИПИнефть выполнена серия экспериментальных работ, в основе которых лежало известное свойство углеводородов нефтяного ряда проявлять себя при воздействии ультрафиолетового освещения (УФО). Подбор фотоаппаратов, ламп и фильтров, режимов фотографирования в УФО позволили выявить ряд особенностей в свечении продольно спиленной поверхности керна полного диаметра:
1. Нефтенасыщенные интервалы керна светятся в широком диапазоне — от еле заметно голубого до буровато-оранжевого цвета. При этом установлено, что чем выше плотность УВ и насыщенность ими пород, тем в большей степени превалируют желтые, оранжевые и коричневые цвета.
2. Фактор времени в исследовании керна — один из важнейших при изучении нефтеносности осадочных бассейнов. Анализ экспериментальных работ свидетельствует о том, что нефть, содержащаяся в породах, теряет легкие фракции в первые дни подъема керна на поверхность. Легкая нефть и/или конденсат, содержащаяся в керне, по прохождении нескольких дней полностью улетучиваются. Это означает, что керн с буровой должен доставляться оперативно в течение первых дней, что позволит не упустить незначительные признаки нефтеносности и сконцентрировать усилия на их изучение, обращая при этом особое внимание на текстурные особенности толщ, элементы разрывных нарушений.

Начиная с 2002 г. в лабораториях СургутНИПИнефть выполняются оперативные исследования керна полного диаметра отдельных интервалов, образцов с выдачей данных по насыщению, профильной проницаемости, карбонатности и литологического описания. В настоящее время результаты оперативных исследований являются неотъемлемой частью материалов, рассматриваемых при выборе технологии испытания пласта или его отмене из-за явной бесперспективности получения притока нефти или пластового флюида.

Прием и подготовка керна к исследованиям

Запуск в эксплуатацию в 2004 г. кернохранилища с современной технологией хранения керна, оснащение лабораторий новым технологическим, аналитическим оборудованием и приборами позволили организовать в СургутНИПИнефть работу с керном в единой технологической цепи по конвейерной системе, начиная от приема и первичного осмотра до укладки исследованного керна на стеллажи.

Керновый материал в ящиках поступает в керносклад института в зону приема, где на первом этапе подготовки керна к исследованиям производится фотографирование в ящиках и предварительный осмотр оформления ящиков, устанавливается соответствие поступившего керна предварительному описанию, выполненному геологом на скважине.

Принятый на исследования керновый материал подлежит детальному осмотру, состыковке смещенных вдоль и вокруг оси элементов керна. При выносе от проходки с отбором более 80% керна и качественной его укладке в ящики на буровой этап подготовки к исследованиям включает состыковку, предварительную привязку интервалов отбора керна к материалам ГИС и выделение участков для продольной распиловки. При меньшем объеме выноса керна и невозможности состыковки отдельных элементов керна, для достоверной привязки используются также результаты определения естественной радиоактивности керна полного диаметра на элементном регистраторе EGL-255.
Продольное распиливание керна вдоль оси по хорде поперечного сечения в зависимости от диаметра составляет от 15–20 мм (D=80 мм) до 40–50 мм (D=100 мм). Учитывая сложное, неоднородное строение продуктивных и перспективных для поиска УВ осадочных, вулканогенных пород, в СургутНИПИнефть распиливается практически весь объем поступающего керна, за исключением глинистых, тонкоплитчатых интервалов. Нераспиленный керн проходит этапы мойки, сушки и после литологического описания, отбора образцов на исследования укладывается в лотки или коробки, маркируется и размещается на хранение в контейнеры или на стеллажи.

Исследование керна профильными методами

В единой технологической цепи приема, подготовки и исследования керна полного диаметра неотъемлемыми являются этапы изучения профильными методами: определение естественной радиоактивности горных пород, фотографирование в дневном и ультрафиолетовом освещении (УФО), измерение профильной (поверхностной) проницаемости. Также к профильным методам следует отнести литологическое описание горных пород, технология которого на примере сложнопостроенных литологически неоднородных толщ освещена в работе.
Изучение естественной радиоактивности керна на элементном регистраторе (определяется содержание K, U, Th и суммарная составляющая), сопоставление полученных данных с материалами гамма-каротажа, проведенного в скважине, позволяют проверить правильность укладки керна, определить место истинного положения неверно размещенного на буровой интервала. Результаты гаммы-спектрометрии наиболее значимы для привязки интервалов при неполном выносе керна, о чем было сказано ранее.

 Распиленные интервалы керна вслед за мойкой и сушкой поступают на фотографирование в дневном свете и УФО. Фотоизображения, получаемые при фотографировании в УФО, позволяют выделить в разрезе все нефтенасыщенные и карбонатизированные участки керна, определить характер нефтенасыщения, обнаружить наличие УВ нефтяного ряда, текстурные особенности, элементы проявления тектонических процессов, оползневых явлений.
 
Следующим этапом изучения керна является определение газовой проницаемости пластов на спиленной поверхности (пермеаметрирование) в точках, намеченных литологами с учетом предварительного описания и результатов анализа фотоизображений в УФО. Следует отметить, что проницаемость, определяемая на поверхности спила керна (Кпр(пов.)), является в большей степени качественным показателем, несмотря на то, что полученные значения имеют удовлетворительную сходимость с данными, полученными при замере газовой проницаемости на стандартных образцах цилиндрической формы и находятся в интервалах классов коллекторов по А.А. Ханину.

Необходимо отметить, что литологическое описание керна уточняется, детализируется, пополняется новыми данными о строении толщ горных пород, в процессе продвижения керна по всем звеньям технологической цепи.

Завершающим этапом работы с керном полного диаметра является выбуривание и торцевание образцов-цилиндров необходимых размеров, отбор образцов-кусков для проведения комплекса лабораторных исследований. Образцы выбуриваются и отбираются в точках, намеченных литологами исходя из необходимости получения максимального объема информации по петрофизическим свойствам, гранулометрическим, минералогическим, геохимическим характеристикам горных пород, являющейся в совокупности с материалами исследования керна профильными методами основой создания достоверных геологических моделей перспективных для поиска объектов и месторождений, подсчета запасов залежей УВ. После отбора и регистрации образцов, направляемых на исследования в лабораторию петрофизики научно-производственного комплекса СургутНИПИнефть и петрофизический центр Тюменского отделения СургутНИПИнефть, обработанный керн полного диаметра укладывается на хранение с соответствующей регистрацией.

Исследование образцов керна

Исследование образцов керна проводится в аккредитованных лабораториях СургутНИПИнефть и Тюменского отделения института.
Исходя из приоритетности решаемых задач и оснащения соответствующим технологическим и аналитическим оборудованием, в лабораториях СургутНИПИнефть выполняется базовый комплекс исследований керна. Данный комплекс охватывает изучение полноразмерного керна с применением новых технологий и стандартный комплекс исследований образцов. Базовый комплекс исследований керна является основой оценки перспектив нефтеносности новых площадей и толщ земной коры, обоснования и постановки на баланс приращиваемых промышленных запасов нефти и газа, составления и/или уточнения алгоритмов интерпретации материалов ГИС при подготовке геологической модели и подсчете запасов месторождений.

Стандартный комплекс исследований образцов керна включает в себя определение газовой проницаемости, пористости, плотности, коэффициента водоудерживающей способности, изучение электрических свойств и общей карбонатности.

Информация, получаемая на всех этапах единой технологической цепи подготовки и исследования, вносится в базу данных «Керн», разработанную и внедряемую в настоящее время в производство специалистами научно-производственного комплекса геологии (НПК геологии) СургутНИПИнефть.

В лабораториях петрофизического центра Тюменского отделения СургутНИПИнефть выполняется полный комплекс исследований керна. В дополнение к базовому комплексу исследований проводится специальный комплекс, охватывающий изучение остаточной нефтенасыщенности, ФЕС и петрофизических параметров, структуры и сжимаемости порового пространства, прочностных характеристик в пластовых условиях, моделирование фильтрации в двухфазных и трехфазных системах. Специальный комплекс исследований также включает изучение гранулометрического состава и глинистости, литолого-минералогических характеристик пород в шлифах. Образцы на специальный комплекс исследований должны тщательным образом отбираться с учетом результатов базового комплекса и ранее проведенных аналогичных исследований на керне исследуемого пласта.

Полный комплекс исследований пород является основой создания геологических, гидродинамических моделей месторождений, подсчета геологических и извлекаемых запасов УВ, рассматриваемых и утверждаемых в государственной комиссии по запасам.

Выводы и предложения

1. Эффективное изучение и освоение сложнопостроенных, низкопродуктивных коллекторов в толщах осадочного чехла, доюрского фундамента нефтегазоносных бассейнов возможно с применением технологии исследования кернового материала, разработанной в СургутНИПИнефть. Внедрение конвейерной системы с расстановкой в единой технологической цепи современного оборудования и приборов, разработка и/или усовершенствование методов, методик изучения и измерения обеспечивают своевременное получение объективной и оптимально достаточной информации по строению, свойствам и параметрам керна полного диаметра и образцов.
2. Обобщение результатов исследования керна по данной технологии является основополагающим для уточнения интервалов и технологии испытания пластов, оценки перспектив нефтеносности новых участков и толщ недр земной коры, выбора оптимального комплекса специальных исследований образцов керна, формирования достоверных геологических моделей, корректного расчета приращиваемых и/или списываемых запасов (рис. 3).
3. В 2002–2006 гг. по запросам УПРР ОАО «Сургутнефтегаз» выполнены оперативные исследования керна по 148 поисковым и разведочным скважинам на 48 лицензионных участках. Анализ результатов испытания объектов свидетельствует о высокой эффективности оперативных исследований керна. Так, дополнительный прирост извлекаемых запасов за три квартала 2006 г. за счет использования оперативных исследований керна оценивается в 3–3,5 млн. т.
4. Специалистами научно-производственного комплекса геологии СургутНИПИнефть созданы двухмерные геологические модели по 70 залежам 21 месторождения и 22 трехмерные модели по 8 месторождениям ОАО «Сургутнефтегаз», запасы по которым успешно защищены в ЦКЗ, ГКЗ РФ.
5. Недостаточно изучены глубокие горизонты фундамента осадочных бассейнов, где, по нашему мнению, возможно обнаружение промышленно значимых залежей. Несомненно, многие мелкие залежи ждут своего открытия и в пределах разрабатываемых месторождений, поскольку были пропущены в период разведки основных, крупных скоплений УВ.
6. Учитывая разработку новых и/или усовершенствование существующих методов, методик и приемов исследования керна, значение полученных результатов для оптимизации геологоразведочных работ, оценки ресурсно-сырьевой базы «старых» нефтегазодобывающих районов и новых перспективных территорий, создания геологических моделей месторождений и подсчета запасов предлагается выделить новую дисциплину в геологии, ответвление литологии — кернологию.

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!