Анализ проб скважин (литологический анализ)

06.09.2019

Данные анализа проб, или литологического анализа, записываются на длинной ленте плотной бумаги и представляют собой физическое описание пород, через которые проходит скважина. В верху ленты находится «шапка» (см. рис. 19.1), содержащая информацию о скважине, т. е. название нефтедобывающей компании (или фамилия управляющего), скважины и ее географическое расположение. В левом столбце обычно отмечают глубину скважины. В следующем столбце с помощью общепринятых геологических символов указывают состав каждой пробуренной породы. Условные обозначения пород могут быть окрашены, например песчаник — в желтый цвет, известняк — в голубой или сланец — в серый. В последнем столбце приводится описание самой породы: текстура и цвет, размер частиц, степень однородности, цементация, пористость, наличие нефтяных пятен, а также содержание микроископаемых.

Источником проб для анализа служит преимущественно буровой шлам — небольшие куски пород, которые откалываются буровым долотом и выносятся на поверхность буровым раствором. Крупные обломки остаются на вибрационном сите, откуда через равные промежутки времени отбирают пробы. Анализ проводят нефтепромысловые геологи (люди, пребывающие на установке 24 ч/сут), специалисты по буровому раствору либо буровой мастер. Из бурового шлама через каждые 10 фут. (3 м) глубины обычно отбирают составную пробу. При бурении породы-коллектора этот интервал сокращается. Буровой шлам отмывают от бурового раствора и хранят в бумажных пакетах или мешках из ткани. Анализ бурового шлама проводят с помощью микроскопа. При наличии нефтяных пятен в шламе его дополнительно исследуют в ультрафиолетовом свете: нефть с разной плотностью в градусах API при флуоресценции будет давать разные оттенки.

Для того чтобы буровой шлам поднялся со дна скважины и попал на вибрационное сито, требуется время, называемое временем запаздывания. Оценку времени запаздывания проводят с помощью маркеров — зерен или крупинок риса, которые примешиваются к циркулирующему буровому раствору. Его также можно определить с помощью расчетов по величине потока из буровых насосов и объему скважины. Практика показывает, что по скважине диаметром 8 дюйм. (20 см) циркуляция бурового раствора длится приблизительно 10 мин на 1000 фут. (300 м) глубины.

Наиболее точную информацию о коллекторе позволяет получить керн — кусок породы цилиндрической формы, выбуренный в скважине. Для отбора керна необходимо приостановить бурение по достижении верхнего уровня подземного интервала, из которого будет отбираться проба. После этого буровую колонну извлекают из скважины, и буровое долото заменяют колонковым долотом для роторного бурения. Затем буровую колонну погружают обратно.

Наиболее часто колонковое долото бывает металлическим со вставками из технических алмазов либо из вольфрамовой стали, внутри оно полое (см. рис. 19.2). Выбуренный керн попадает внутрь долота и затем внутрь трубы. Часть трубы над долотом, в которой остается керн, называется керноотборником (см. рис. 19.3). Керноотборник состоит из двух труб — внутренней и внешней, между которыми находятся шарикоподшипники. Такая конструкция позволяет внутренней трубе оставаться неподвижной при приеме керна, в то время как внешняя труба вращается вместе со всей буровой колонной для выбуривания керна. Внутренняя труба снабжена кернорвателем с направленными вверх подвижными пальцами и стопорным клапаном для удерживания керна.

В процессе выбуривания керна в пространстве между внешней и внутренней трубами керноотборника циркулирует буровой раствор. По окончании отбора керна буровую колонну поднимают на поверхность и отделяют долото, керноотборник и кернорватель. Как правило, керны хранят в картонных коробках. После завершения операции к буровой колонне вновь присоединяют обычное буровое долото, колонну спускают в скважину, и бурение возобновляется.

Так как при отборе очередного керна общее время бурения увеличивается, то керны сами по себе очень дороги. И чем глубже скважина, тем выше стоимость керна. Поэтому, как правило, отбор керна проводят исключительно на участке породы-коллектора.

Сплошной керн имеет диаметр от 1,75 до 5,25 дюйм. (4,5— 13,5 см), а его длина может достигать 400 фут. (120 м), хотя обычно она составляет 20—90 фут. (6—27,5 м). В керноотборнике не удается сохранить сильнотрещиноватые, пористые, несцементированные породы, поэтому потеря керна — свидетельство наличия хорошего коллектора.

Ориентированный керн получают фиксированием его положения относительно географического или магнитного севера, для этого в процессе выбуривания вдоль керна вырезают небольшую канавку. Так называемый керн в естественном состоянии помещают в резиновый рукав непосредственно в процессе отбора, чтобы все флюиды оставались в исходных условиях коллектора.

Гораздо более быстрым и недорогим способом взятия проб является метод бокового керноотбора. После завершения бурения скважины в нее до нужного интервала спускают вращающийся боковой керноотборник (см. рис. 19.4). Стреляющий боковой керноотборник обычно содержит 30 малых керноотборочных труб, или бойков, на задней стенке которых находится заряд взрывчатого вещества. При детонации заряда бойки врезаются в стенку скважины, отбирая пробы. Бойки прикреплены к керноотборнику проволокой, поэтому боковой керноотборник доставляет на поверхность и бойки, и пробы. Однако метод стреляющего керноотбора может повредить частицы породы, изменив пористость и проницаемость пробы.

В процессе роторного бокового керноотбора в стенку скважины ввинчивается труба, при этом происходит минимальное повреждение пробы. Вращающийся боковой керноотборник размещают в скважине на нужной глубине, после чего начинает работать небольшое буровое долото для взятия пробы, затем проба попадает внутрь керноотборника, и он перемещается для взятия следующей пробы. Внутри керноотборника пробы разделены дисками и поэтому располагаются отдельно. Ограничением для использования бокового керноотбора является очень малый размер самих боковых кернов: 1 дюйм (2,5 см) в диаметре и 1,75 дюйм. (4,5 см) в длину.

Прежде огромное количество анализов проб проводилось бурильщиками, не имевшими никакого геологического образования. Эти данные фиксировались в буровом журнале и сильно различались по точности и полезности. Обычно бурильщики могли отличить известняк от песчаника или сланца. К сожалению, они зачастую использовали неоднозначные термины, такие как «гумбо».


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна