ТЕХНОЛОГИИ ОТБОРА КЕРНА ИЗ СКВАЖИН И ЕГО ПОДГОТОВКИ К ПЕТРОФИЗИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский Государственный Нефтегазовый университет»

Институт Геологии и нефтегазодобычи

Кафедра « Прикладная геофизика»

Утверждаю:

Председатель СПС

______________Корнев В.А.

«____»_____________ 2012г.

Методические указания

к лабораторным работам по дисциплине «Петрофизика»

Направление 650200 «Технология геологической разведки»

Специальность/специализация 130202.65 «Геофизические методы исследования скважин» (ГИС).

Тюмень 2012 г.

Методические указания являются приложениемк Рабочей программе по дисциплине «Петрофизика» по направлению

Технология геологической разведки»

Специализация 130202.65 «Геофизические методы исследования скважин» (ГИС).

Программа разработана на основании Государственного образовательного Стандарта (ГОС) высшего профессионального образования для направления , утвержденного министерством образования Российской Федерации 3.03.2001г

Выписка из ГОС по дисциплине

ЕНФ.06 Физика горных пород (петрофизика):

физика горных пород: электрические, магнитные, упругие и прочностные свойства пород и минералов; изучение плотности, пористости и проницаемости пород; теплофизические параметры; физическая классификация горных пород; физические модели геологических объектов.

Составители методических указаний : Мамяшев В.Г., к.г.-м.н.,профессор кафедры ПГФ

Беляков Е.О., к.г.-м.н.

Устюжанина Л.А., ст. преподаватель

Колесникова Л.А., ассистент кафедры ПГФ

Рабочая программа разработана:

доцентом кафедры ПГФ

Института геологии и нефтегазодобычи _______________ Мамяшевым В.Г.

Рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры Прикладной геофизики

Протокол № «____»__________2012 г.

Зав. Кафедрой ПГФ ИГиН _____________________Корнев В.А.

Введение

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине "Петрофизика" предназначены для студентов специальности 130202.65 «Геофизические методы исследования скважин» (ГИС)направления подготовки 650200 «Технология геологической разведки» очной и заочной форм обучения.

В ходе выполнения лабораторных работ студенты изучают методику определения того или иного физического свойства на образцах горных пород. При этом рассматриваются принципы измерения физических величин, аппаратура и материалы для обеспечения измерения, подготовка образцов к анализу и получаемые метрологические погрешности при определении физических величин.

Процесс выполнения лабораторной работы предусматривает знание теоретических основ изучаемого физического свойства, которое в обязательном порядке должно быть отражено в отчете по лабораторной работе. Кроме того, отчет по лабораторной работе должен содержать четко сформулированное задание на выполнение лабораторной работы, перечень и описание приборов, оборудования, а так же материалов, необходимых для проведения измерений, последовательность действий, все расчеты, промежуточные и окончательные результаты. В случае необходимости в отчете должны быть приведены принципиальные схемы измерений.

Лабораторные работы выполняются по следующей схеме: подгруппа делится на бригады, состоящие из 2-3 человек; в каждой бригаде назначается ответственный за аппаратуру. На предыдущем занятии объявляется тема предстоящей лабораторной работы. С целью подготовки к ней студенты обязаны изучить теоретические основы рассматриваемой темы. Перед проведением лабораторной работы преподаватель путем опроса по бригадам выявляет степень подготовленности студентов. Лабораторная работа выполняется на основании настоящих методических указаний. По окончании работы студенты предъявляют преподавателю полученные результаты. Отчеты по выполненной лабораторной работе оформляются каждым студентом самостоятельно (не допускается подготовка одного отчета на бригаду). Защита отчетов по лабораторным работам проводится по усмотрению преподавателя либо в процессе выполнения следующей работы, либо на специально выделенном для защиты занятии. (Для облегчения подготовки к защите в конце каждой лабораторной работы приведены контрольные вопросы.).

В соответствие с рейтинговой системой оценки знаний рекомендуемая совокупная сумма балов по лабораторным работам составляет 40 баллов, при условии сдачи лабораторных работ в сроки установленные преподавателем. Любое нарушение сроков сдачи работ (без уважительной причины, т.е. не подтвержденное документально: справкой, заявлением с визой зав. кафедрой и др.) приводит к снижению итоговой оценки на один балл за каждую лабораторную работу, при повторной защите – еще на один балл.

Кроме того, оценка может быть снижена за нарушение правил техники безопасности ведения работ.

Лабораторная работа №1

ТЕХНОЛОГИИ ОТБОРА КЕРНА ИЗ СКВАЖИН И ЕГО ПОДГОТОВКИ К ПЕТРОФИЗИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ

1. Теоретическая часть

Основные источники геологической информации, получаемой в процессе геологоразведочных работ (ГРР) приведены на рисунке 1.1. В процессе нефтегазодобычи к ним добавляются результаты промысловых исследований скважин (залежи). Особое место среди перечисленных источников информации занимают результаты исследований каменного материала: керна, шлама, боковых образцов. Так, по разным оценкам, объем геологической информации об исследуемых геологических разрезах и объектах нефтегазодобычи результатам прямых исследований каменного материала может достигать 80-85 %. Керн, как прямой источник информации о составе и свойствах пород слагающих литосферу, следует рассматривать как национальное достояние, значение которого со временем и появлением новых технологий может только возрастать. По известным, очевидным причинам, основным предназначением его является петрофизическое

обеспечение геологической интерпретации материалов ГИС.

Отбор и подготовка образцов горных пород к исследованию

Отбор керна из скважин. Комплексная интерпретация материалов ГИС и высокая достоверность определения параметров пластов могут быть обеспечены только на основе изучения широкого круга физических свойств (электрических, акустических, коллекторских) продуктивных пород. Указанные 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 (скважин и шахт - цилиндрической горной выработки, которая характеризуется большим отношением длины к диаметру). 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 колонковою снаряда на поверхность (см. рисунок).

Т.к. объем образца очень мал по сравнению с объемом изучаемого пласта, образцы должны быть правильно отобраны. Только тогда они будут отражать действительные свойства горных пород. Образцы пород для изучения разрезов продуктивных пород отбирают из керна скважин.

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.

Бурение может быть вертикальным и наклонным,в том числе вдоль напластования (горизонтальные скважины). Керн отбирается из стенок бурящихся скважин специальными стреляющими грунтоносами. Частота отбора образцов зависит от многих причин и, в первую очередь, от целевого назначения исследований.

1. При изучении разреза с целью выявления возможных коллекторов нефти и газа (в поисковых скважинах) образцы обычно отбирают из всех литологических разностей, слагающих пласты, мощностью более 1 м. В случае частого чередования пород пластов интервалы отбора сокращаются.

2. В разведочных скважинах основное внимание уделяется породам нефтегазосодержащих горизонтов, интервалы отбора образцов могут сокращаться до 0.2-01 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.

Особенно много данных требуется для составления технологической схемы и проекта разработки месторождения.

3. Аналогична методика отбора и исследования керна при поисках и разведке поглощающих горизонтов (для подземного хранения газа и утилизации промышленных вод). 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 погонный 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 по толщине пласта.

Оценка пласта по одному-двум образцам породы может только исказить представление об его продуктивности, т.к. в пределах разреза скважины параметры отдельных пропластков могут отличаться друг от друга в десятки и даже сотни раз (особенно по проницаемости).

После отбора керна производится отбор образцов, каждый из которых снабжается этикеткой, где указана его адресная привязка (см. табл.1).

Таблица 1.

ОПИСАНИЕ КЕРНА.

Район................ Скважина............. Пласт...................

Дата описания керна……………….

Подпись составителя описания…………….

В процессе подготовки образцов к изучению петрофизических характеристик исследователь должен решить ряд предварительных 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, определена частота исследования, предусмотрены образцы на внешний и внутренний контроль и т.д.

Извлеченный из скважины керн должен быть макроописан, привязан по глубине, снабжен этикеткой с указанием интервала отбора и литологической характеристики и тщательно загерметизирован (если он был выбурен с применением специальных буровых растворов). 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 предварительным оборачиванием в марлю и др.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: