МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО по проведению экспресс-исследований кернового материала

СОГЛАСОВАНО
Генеральный директор
ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
УТВЕРЖДАЮ
Член Правления,
начальник Департамента
по добыче газа, газового конденсата,
нефти ПАО «Газпром»
_____________________ Д.В. Люгай
__________________ В.В. Черепанов
«______» ________________ 2015 г.
«______» _________________ 2015 г.
Генеральный директор
ООО «Газпром георесурс»
________________ В.В. Владимиров
«______» ________________ 2015 г.
ВРЕМЕННОЕ
МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО
по проведению экспресс-исследований кернового материала в полевых условиях для формирования рекомендаций
по выбору объектов и технологии испытания в скважинах
на лицензионных участках ПАО «Газпром»
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»
Общество с ограниченной ответственностью
«Научно-исследовательский институт природных газов и газовых
технологий – Газпром ВНИИГАЗ»
Общество с ограниченной ответственностью
«Газпром георесурс»
Москва 2015
Предисловие
1 РАЗРАБОТАНО
Обществом с ограниченной ответственностью
«Научно-исследовательский институт природных
газов и газовых технологий – Газпром ВНИИГАЗ»
(ООО «Газпром ВНИИГАЗ»)
Обществом с ограниченной ответственностью «Газпром георесурс» (ООО «Газпром георесурс»)
2 УТВЕРЖДЕНО И
ВВЕДЕНО В ДЕЙСТВИЕ
3 СРОК ДЕЙСТВИЯ
«____» ___________ 2015 г
Окончание действия настоящего временного методического руководства определяется датой введения в действие Р Газпром «Методическое руководство по проведению полевых исследованиях
кернового материала в полевых условиях для формирования оперативных рекомендаций по выбору
объектов испытания в скважинах на лицензионных
участках ПАО «Газпром»
II
Содержание
Введение ………………………………………………………………………………. IV
1
Область применения ……………………………………………………………
2
Нормативные ссылки …………………………………………………………… 1
3
Термины, определения и сокращения ……………………………………….
4
Цели и задачи экспресс-исследований исследований керна………..…... 5
5
Порядок работы с керновым материалом, извлеченным из скважины
5
6
Состав и последовательность комплекса экспресс-исследований
керна………………………………………………………………………………..
…..
9
7
Проведение увязки глубин отбора керна и ГИС……………………………. 14
8
Требования к формату передачи и хранения результатов экспресс-исследований керна в цифровом виде……………………………………….
15
9
Требования к организациям участвующим в отборе и проведении экспресс-исследований керна ……..…………...…………………………………
15
1
2
Приложение А
(рекомендуемое) Форма журнала экспресс-исследований керна…………………………………….………
Приложение Б
(рекомендуемое) Форма журнала определений пористо- 18
сти и проницаемости……………………………………………
Приложение В
(рекомендуемое) Форма для литологического описания
керна………………………………………………………………
Приложение Г
Форма геолого-геофизического планшета…………………. 20
Приложение Д
Схема мобильной лаборатории для экспресс-исследова- 21
ний керна…………………………………………….
Состав обязательного и дополнительного комплекса экс- 22
пресс-исследований керна………………………………...
Приложение Е
Приложение Ж
17
19
Методы и метрологическая характеристика определения
петрофизических параметров при экспресс-исследованиях керна…………………………………………...
Приложение З
Приложение И
Приложение Ж
Методы и метрологическая характеристика определения
петрофизических параметров при экспресс-исследованиях керна…………………………………………...
24
Библиография ………………………………………………………………………...
25
III
Введение
Настоящие Методическое руководство разработано с целью повышения качества работ по проведению экспресс-исследований кернового материала поисковоразведочных скважин ПАО «Газпром» и получения прямой информации о ФЕС, характере насыщения перспективных объектов, необходимой для уточнения выбора интервалов испытания в колонне.
Методическое руководство разработано в соответствии с Р Газпром 112-2012 и
СТО Газпром 2-3.1-838-2014 для реализации поручения Председателя Правления
ПАО «Газпром» А.Б. Миллера № 01-955 «Об организации системной работы с керновым материалом и пробами пластовых флюидов» от 25.03.2014 и пункта № 7 Протокола № 03/07-63 заседания Комиссии газовой промышленности по разработке месторождений и использованию недр и ХХ координационного геологического совещания
от 07.07.2015.
Методическое руководство разработано авторским коллективом ООО «Газпром
ВНИИГАЗ», ООО «Газпром георесурс» и Регионального центра исследований керна
и пластовых флюидов ООО «ТюменНИИгипрогаз».
IV
Временное методическое руководство
по проведению экспресс-исследований кернового материала в полевых условиях для формирования рекомендаций по выбору объектов и технологии испытания в скважинах на лицензионных участках ПАО «Газпром»
Дата введения ____________
1 Область применения
1.1 Настоящие руководство определяет:
– Цели и задачи полевых исследований керна;
– Порядок работы с керновым материалом, извлеченным из скважины;
– Состав и последовательность комплекса экспресс-исследований керна;
– Маркировку и этикетирование керновых контейнеров (ящиков) и образцов
керна, отбираемых при экспресс-исследованиях керна;
– Требования к организациям, участвующим в отборе керна и проведении экспресс-исследований керна.
1.2 Требования и положения настоящего Методического руководства обязательны для выполнения структурными подразделениями, дочерними обществами и
организациями ПАО «Газпром», участвующими в работах по проведению экспрессисследований керна.
1.3 Настоящее руководство действуют до разработки и введения в действие
Р Газпром «Методическое руководство по проведению полевых исследованиях кернового материала в полевых условиях для формирования оперативных рекомендаций по выбору объектов испытания в скважинах на лицензионных участках
ПАО «Газпром».
2 Нормативные ссылки
В настоящем руководстве использованы нормативные ссылки на следующие
стандарты:
ГОСТ 1.1-2002 Межгосударственная система стандартизации. Термины и
определения
ГОСТ Р 50544-93 Породы горные. Термины и определения
ГОСТ 26450.0-85 Общие требования к отбору и подготовке проб для определения коллекторских свойств
1
ГОСТ 26450.1-85 Породы горные. Метод определения коэффициента открытой пористости жидкостенасыщением
ГОСТ 26450.2-85 Породы горные. Метод определения коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации
ГОСТ 21153.7-75 Породы горные. Метод определения скорости распространения упругих продольных и поперечных волн
3 Термины, определения и сокращения
3.1 В настоящем руководстве применены следующие термины и определения:
3.1.1 акустические свойства горной породы: Свойства, характеризующие
распространение, поглощение и преобразование энергии упругих колебаний в горной
породе
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 144]
3.1.2 анизотропность горной породы: Изменчивость физических параметров горной породы по направлениям их определения
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 68]
3.1.3 горная порода: Устойчивая по составу и строению природная ассоциация одного или нескольких минералов или минеральных агрегатов.
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 4]
3.1.4 газопроницаемость горных пород: Физическое свойство горных пород,
определяющее скорость течения газа под действием разности давления
3.1.5 керн: Цилиндрический столбик горной породы, выбуриваемый из массива горных пород или штуфа.
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 22]
3.1.6 образец горной породы: Кусок горной породы определённой формы,
изготовленный для испытаний из штуфа или керна.
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 23]
3.1.7 объект испытаний: Пласт (или его часть), группа пластов, намеченных
к испытанию в скважине.
2
3.1.8 организации-операторы по проведению ГРР: Структурные подразделения, дочерние общества и организации ПАО «Газпром», осуществляющие геологоразведочные работы на участке недр с целью поисков и разведки полезных ископаемых.
3.1.9 отбор керна: Совокупность и последовательность операций при бурении скважины с помощью снарядов для отбора керна.
3.1.10 открытая пористость: Объем всех сообщающихся пор и пустот горной
породы.
3.1.11 пользователь недр: Юридическое или физическое лицо, получившее в установленном порядке лицензию на пользование участком недр с целью поисков, разведки и разработки на нём полезных ископаемых.
[ГОСТ Р 53713-2009, пункт 3.30]
П р и м е ч а н и е – В настоящих рекомендациях в понятие «пользователи недр» условно включены
организации-операторы, которые выполняют геологоразведочные работы на лицензионных участках
ПАО «Газпром»
3.1.12 порозиметр: Прибор для измерения открытой пористости газоволюметрическим методом.
3.1.13 продуктивный пласт: Пласт, представленный коллектором углеводородов с промышленным нефтегазонасыщением.
[ГОСТ Р 53554-2009, пункт 2.3]
3.1.14 проницаемость горной породы: Параметр, характеризующий удельное количество флюидов, перемещающихся в горной породе при единичном градиенте давления
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 136]
3.1.15 радиационные свойства горной породы: Свойства, характеризующие выделение, поглощение, распространение и воздействие на минеральные составляющие радиоактивного излучения и потоков микрочастиц в горной породе
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 149]
3.1.16 слоистость горных пород: Строение горных пород в виде налегающих
один на другой слоев, различающихся минеральным составом, цветом, особенностями слагающих породы частиц и другими признаками.
3.1.17 структура горной породы: Характеристика строения, определяющая
размеры, форму и взаимную связь составляющих минерального агрегата
3
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 61]
3.1.18 текстура горной породы: Характеристика строения горной породы,
определяющая взаимное расположение и ориентировку минеральных агрегатов горной породы
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 60]
3.1.19 экспресс-исследования керна: комплекс подготовительных работ и
исследований керна, выполняемых на буровой непосредственно после подъема
керна.
3.1.20 эффективная пористость горной породы: Параметр строения, равный объему открытых пор в единице объема горной породы, через которые способны
проникать жидкости и газы
[ГОСТ Р 50544-93, пункт 75]
3.2 В настоящем Методическом руководстве приняты следующие сокращения:
АК – акустический каротаж;
БК – боковой каротаж;
БР – Буровой раствор;
ГИС – геофизические исследования скважин;
ГК – гамма-каротаж;
ГРР – геологоразведочные работы;
ГТИ – геолого-технологические исследования;
ИОК – интервал отбора керна;
ИПТ – испытание пластов на трубах;
ЛИК – Лабораторные исследования керна;
МБК – микробоковой каротаж;
ОПК – опробование пластов на кабеле;
ФБР – фильтрат бурового раствора;
ФЕС – фильтрационно-емкостные свойства керна;
УЭС – Удельное электрическое сопротивление керна;
ЭИК – экспресс-исследования керна;
ЯМР – ядерно-магнитный резонанс;
Кв – коэффициент водонасыщенности, д. ед. (%);
Кн – коэффициент нефтенасыщенности, д. ед. (%);
Кп – коэффициент открытой пористости, д. ед. (%);
4
Кпр – коэффициент проницаемости, 1*10-15 м2;
D – диаметр образца керна, см;
L – длина образца керна, см;
m – масса, г;
δмин – минералогическая плотность породы, г/см3;
δоб – объемная плотность породы, г/см3;
Vобр – объем образца, см3;
Vпор – объем пор в образце, см3;
Vск – объем твердой фазы образца, см3.
4 Цели и задачи экспресс-исследований керна
4.1 Основной целью ЭИК является уточнение выбора интервала испытания
при вторичном вскрытии объектов на основе прямой информации о литологическом
строении разреза, коллекторских характеристиках и характере насыщения горных пород.
Дополнительной задачей ЭИК является ускорение лабораторных исследований керна за счет отбора образцов керна для ЛИК и получения исходной информации
для уточнения комплекса ЛИК.
4.2 Результаты ЭИК являются основой для принятия управленческих решений
по выбору интервалов испытания объектов, методов интенсификации притока, а
также для оценки потенциального дебита продуктивных пластов.
4.3 ЭИК должны выполняться на керне всех оценочных и поисково-разведочных скважин.
4.4 Для поисково-разведочных скважин ЭИК должны обеспечить решение следующих задач (в интервалах отбора керна):
– литологическое расчленение разреза и его стратиграфическая разбивка;
– выделение в разрезе, охарактеризованном керном коллекторов и определение их ФЕС;
– разделение коллекторов на продуктивные и водоносные, а продуктивных на
нефтегазонасыщенные;
– оценка положения флюидальных контактов;
– увязка глубин интервалов отбора керна и ГИС;
– выбор интервалов испытания объектов после совместной интерпретации
данных ЭИК с результатами ОПК, ИПТ и ГИС;
5
– выбор интервалов для специальных исследований керна, корректировка
комплекса ЛИК.
5 Порядок работы с керновым материалом, извлеченным из
скважины
5.1 На буровой площадке в отапливаемом блочно-модульном помещении проводятся следующие работы [1]:
- извлечение керна из труб в керновые ящики (контейнеры);
- мойка керна от бурового раствора в воде (в случае отбора керна на безводных буровых жидкостях, мойка керна проводится в дизельном топливе);
- маркировка глубины каждого метра керна на перегородках ящиков;
- контроль правильности укладки керна;
- фотодокументирование керна;
- послойное макроописание;
- упаковка с применением консервации и без нее;
- маркировка ящики (контейнеры) с керном;
- поперечная резка керна для подготовки полноразмерных образцов, на которых проводится определение ФЕС. При отсутствии приборов для определения ФЕС
на полноразмерных образцах допускается определение коллекторских свойств на
стандартных цилиндрических образцах, для изготовления которых требуется специальные станки (сверлильный, торцевальный);
- герметизация образцов для определения остаточной водонасыщенности
(при бурении скважин на безводных буровых слабопроникающих растворах). В последнем случае механическая обработка керна выполняется без водяного охлаждения инструмента.
На буровых площадках, обеспеченных путями подъезда автотранспорта, ЭИС
могут выполняются в специализированных мобильных лабораториях. Пример мобильной лаборатории ООО «ТюменНИИгипрогаз» приведен в Приложении Д.
5.2 Работы по ЭИС начинаются с укладки, документация и подготовки образцов
керна.
5.2.1 При отборе неизолированного керна на буровой площадке, проводятся следующие работы:
- контроль укладки керна в момент приёма керна подрядной организацией по бурению;
- мойка керна от бурового раствора в воде (в случае отбора керна на безводных
буровых жидкостях, мойка керна проводится в дизельном топливе);
6
- маркировка глубины каждого метра керна на перегородках ящиков;
- послойное макроописание;
- упаковка образцов для определения естественной насыщенности с применением консервации;
- маркировка керновых ящиков;
- поперечная резка керна для отбора полноразмерных образцов. В случае бурения скважины на безводных буровых растворах поперечная резка керна выполняется
без водяного охлаждения дисковой пилы;
5.2.2 При отборе изолированного керна на буровой площадке, проводятся следующие работы:
- контроль за выполнением подрядной организацией резки, укладки и маркировки труб с керном и керновых ящиков;
- извлечение керна из труб в керновые ящики;
- мойка керна от бурового раствора в воде (в случае отбора керна на безводных
буровых жидкостях, мойка керна проводится в дизельном топливе);
- поперечная резка керна для отбора полноразмерных образцов. В случае бурения скважины на безводных буровых растворах поперечная резка керна выполняется
без водяного охлаждения дисковой пилы.
5.3 После извлечения и укладки керна в ящики измеряется его суммарная
длина. Измерение длины производится с учетом участков с ослабленным керном (щебенкой).
5.4 В процессе макроописания керна измеряется его суммарная длина. Измерение длины производится с учетом пакетов с ослабленным керном (щебенкой).
5.5 Для сохранения остаточных флюидов, при необходимости, отдельные образцы - керна консервируются.
Консервации подлежат не менее двух естественно-насыщенных образцов,
равномерно отобранных из каждого объекта, если иное не оговорено в программе
отбора керна по данной скважине. Если толщина объекта соизмерима с размером
образца, то для консервации отбирается один образец.
Наиболее распространенны 2 способа консервации керна:
- герметизация (парафинирование) фрагментов полноразмерного керна
- герметизация (парафинирование) образцов, высверливанных из центральной (незатронутой проникновением ФБР) части керна параллельно оси керна. Перед
герметизацией на образцах должны быть определены УЭС и масса. Результаты определения УЭС и массы заносятся в ведомость.
Образцы для герметизации оборачиваются в несколько слоев упаковочной
7
(липкой) пленкой, снабжается внутренней (после полиэтиленовой пленки) и наружной
(на поверхности консервирующего слоя парафина) этикетками, размером 10x10 см из
плотной бумаги. Указанные этикетки заполняются простым карандашом по следующей форме:
- месторождение, площадь, номер скважины, номер и глубина интервала отбора керна;
- дата консервации;
- номер образца, начиная от верха керновой колонки;
- глубина отбора образца по керну.
Для наиболее достоверного определения водо- и нефтенасыщенности пластов необходимо обеспечить доставку законсервированных образцов в стационарную
лабораторию в максимально сжатые сроки. Законсервированные образцы керна
укладываются на место их отбора в керновой колонке. При отправке законсервированных образцов на исследование отдельно от остального керна, на место их нахождения в керновой колонке помещается брусок из дерева (или другого прочного материала) соответствующей длины и этикетка с маркировкой изъятого образца. На все
законсервированные образцы составляется ведомость с указанием номера образца,
интервала отбора по глубине проходки, места взятия от верха интервала, способа
консервации, массы и УЭС образца. Данная ведомость, подписанная представителем
организации выполняющей ЭИК, является неотъемлемым приложением к отчету по
результатам полевых исследований.
5.6 Для ЭИК отбираются полноразмерные образцы керна, длиной 80-100мм
либо образцы стандартного диаметра 30 мм. Образцы отрезаются от керна пилой для
поперечной резки. Подготовленные для определения ФЕС образцы нумеруются,
определяется глубина каждого образца. Перед определением ФЕС проводится сушка
образцов в сушильном шкафу согласно ГОСТ 26450.0-85. Частота отбора образцов
при ЭИК составляет 1 образец на каждый литологически однородный интервал в пределах предполагаемого коллектора, но не менее 1 образца на 1 п.м. керна. Все отобранные образцы нумеруются по порядку начиная с №1. Нумерация начинается заново в каждой новой скважине. При необходимости отбора образца между уже отобранными используются десятичные дроби (например: № 10.1 присваивается образцу, отобранному между образцами № 10 и № 11). При необходимости можно увеличивать количество разрядов после запятой (например, если необходимо отобрать
дополнительные образцы между образцами 10 и 10,1 то им будут присвоены номера
10,01; 10,02 и т.д.).
8
В случае необходимости отправки полноразмерных образцов на исследование отдельно от остального керна, на место их нахождения в керновой колонке помещается брусок из дерева (или другого прочного материала) соответствующей длины
и этикетка с маркировкой изъятого образца. На все отобранные для отдельной отправки полноразмерные образцы составляется ведомость с указанием номера образца, интервала отбора по глубине проходки, места взятия от верха интервала. Данная ведомость, подписанная представителем организации выполняющей ЭИК, является неотъемлемым приложением к отчету по результатам полевых исследований.
5.7 После проведения экспресс-исследований образцы керна укладываются в
ящики (или в трубы) в места их отбора, включая законсервированные в парафине образцы керна для последующей транспортировки керна в лабораторию или кернохранилище. После возврата образцов керна ящики закрывают крышкой и закрепляют ее
гвоздями или шурупами (при укладке керна в трубы торцевые концы которых закрываются герметичными заглушками). В случае отсутствия маркировки ящиков с керном
необходимо нанести на боковой стороне и на торце каждого ящика несмываемой
краской (маркером) название месторождения (площади), номер скважины, интервал
(интервалы) отбора уложенного в ящик керна и порядковый номер ящика.
5.8 По завершению ЭИК ящики с керном передаются представителю бурового
подрядчика или организации-оператора по проведению ГРР. Передача керна сопровождается актом сдачи-приемки керна, который подписывается представителем организации выполняющей ЭИК и представителем бурового подрядчика или организации-оператора по проведению ГРР.
6 Состав и последовательность комплекса экспресс-исследований кернового материала
6.1 Комплекс ЭИК включают обязательные и дополнительные исследования. Состав комплекса обязательных и дополнительных исследований керна в зависимости
от типа коллекторов и бурового раствора приведен в Приложении Е.
В обязательный комплекс ЭИК на буровой входят:
- фотографирование керна в дневном и ультрафиолетовом свете
– детальное литологическое описание разреза;
– определение естественной радиоактивности всей колонки керна с дискретностью 0.2 м;
– определение коэффициента открытой пористости, объемной и минералогической плотности;
9
– определение проницаемости параллельно и перпендикулярно напластованию.
6.2 После мойки керна и маркировки глубин каждого метра колонки керна выполняется фотографирование колонки керна при естественном и ультрафиолетовом
освещении.
Фотографирование керна выполняется после укладки отмытого керна в ящики
до отбора образцов на ЭИК. Законсервированные образцы заменяются маркированными деревянными брусками соответствующего размера, с соответствующими этикетками.
6.2.1 Фотографирование керна при естественном освещении позволяет документировать структурно-текстурные особенности пород: характер переслаивания,
разделение разреза на отдельные пачки и слои, типы слоистости, включения, трещиноватость и т.д. На фотографии каждого ящика с керном должна присутствовать метровая линейка и цветовая шкала.
6.2.2 Фотографирование керна в ультрафиолетовом свете используется в
комплексе ЭИК для оценки нефтенасыщенности пород. По результатам изучения
керна и съемки в ультрафиолетовом свете определяется тип и распределение в породе нефтяных (битуминозных) углеводородов и описание характера люминесценции, которое заносится в соответствующие интервалы в отдельной колонке полевого
журнала. Интенсивность, распределение и цвета люминесценции зависят от характера нефтенасыщения, количества нефти или битуминозных веществ и их группового
состава.
Съемка в ультрафиолетовом свете фиксирует свечение, вызванное наличием
люминесцирующих углеводородных компонент в составе масел, смол и асфальтенов,
а также некоторых минералов, обладающих способностью к люминесценции. Цвет
люминесценции нефтяных углеводородов изменяются от оранжево-коричневого до
голубого через все промежуточные оттенки цвета в зависимости от их количественного соотношения.
6.3 Первичное послойное макроописание керна начинается от верха интервала бурения. Для этого на предварительно очищенном и уложенном в ящики керне
намечаются резко выделившиеся слои, отдельные контакты и другие характерные
признаки, определяющие лито-фациальные особенности разреза [2].
6.3.1 Описание керна должно включать:
- название породы;
- цвет;
- структурные особенности;
10
- крепость, состав и характер цементации;
- текстурные особенности;
- характер контактов слоя;
- закономерность изменения структурных и текстурных признаков по слою;
- наличие прослоев и линз с указанием их толщины и глубины залегания от
верха интервала;
- наличие видимых пустот и трещин, их размеры, очертания и распределение
в породе. Для трещин указывается направление (по отношению к оси керна), протяженность, ширина, характер раскрытости и плотность трещин на единицу площади
керна (1/см);
- карбонатность (в том числе и сидеритизация пород);
- наличие включений и конкреций (состав, размер) другие минералогические
особенности;
- при переслаивании указывается название переслаивающихся литоло-гических разностей пород, минимальная и максимальная толщины слоев, наиболее распространенная толщина для каждого слоя (литотипа), процентное соотношение слоев
(литотипов);
- наличие остатков флоры и фауны;
- наличие и характер углистых, органических или битуминозных проявлений;
- вид и характер тектонические нарушений (кливаж, трещины, зеркала скольжения);
- визуальная (по данным анализа фотографий керна и люминесценции образцов в ультрафиолетовом свете) оценка типа и характера нефтенасыщения (равномерное, неравномерное, дискретное - пятнистое, слоистое и т.п.). При дискретном
(прерывистом) нефтенасыщении указывается процентное содержание нефтенасыщенных участков.
Обязательно указываются выявленные техногенные повреждения керна (смятость, растрескивание и т.п.).
Для слабо сцементированного керна дополнительно указывается интервал
размерности щебенки и размер преобладающей фракции.
6.3.2 Первичное макроописание должно включать:
- наименование месторождения (площади);
- номер скважины;
- порядковый номер долбления начиная от верхнего интервала;
- интервал отбора по длине колонны (в метрах);
- вынос керна (в метрах и %);
11
- толщину каждого слоя и его текстовое описание в соответствии, выполненное в соответствии с п. 6.3.1.
В случае полного разрушения керна при отборе и невозможности его идентификации в описании указывается только интервал отбора и что керн из указанного
интервала вынести не удалось (с обязательным объяснением причины).
6.3.3 При визуальном анализе и первичном макроописании керна следует:
- для определения названия породы руководствоваться «Классификациями
обломочных, глинистых и карбонатных пород» [3];
- для описания текстур руководствоваться «Классификацией текстур» [4, 5];
- для уточнения цвета породы использовать дополнительные описания оттенков, основной цвет при этом должен ставиться после дополнительного уточнения
(например, светло-серый);
- для уточнения карбонатности использовать раствор 10% раствор соляной
кислоты;
- для уточнения нефтенасыщенности применять фотографии в УФ-свете;
6.3.4 Описание керна составляется и подписывается с указанием даты и инициалов представителя организации, проводившей описание.
6.4 Определения естественной радиоактивности колонки керна проводятся
для увязки глубин отбора керна и ГИС. Предварительная привязка колонки керна к
разрезу уточняется сопоставлением данных определений естественной радиоактивности керна с результатами определений естественной радиоактивности в скважине.
6.4.1 Дискретность замеров естественной радиоактивности по колонке керна
– 0,2 м. При замерах необходимо учитывать литологическую неоднородность, обращать внимание на наличие глинистых и/или битуминозных прослоев, способных быть
реперами с повышенными значениями естественной радиоактивности. При высокой
литологической неоднородности разреза частота замеров может быть увеличена до
0,1 м.
6.5 На подготовленных образцах керна выполняются определение коэффициента открытой пористости и проницаемости, объемной и минералогической плотности.
6.5.1 Определение открытой пористости при ЭИК рекомендуется проводить
газоволюметрическим методом, что связано с необходимостью получения информации о ФЕС в сжатые сроки, определяемые периодом времени между подъемом керна
и представлением результатов ЭИК в организацию, выполняющую интерпретацию
ГИС или осуществляющую авторское сопровождение проекта ГРР для подготовки
протокола о выборе интервалов испытания объектов в скважине.
12
6.5.2 При определении коэффициента открытой пористости, минералогической и объемной плотности газоволюметрическим методом используется следующее
оборудование:
- аналитические весы с точностью 0,01г;
- компрессор сжатого воздуха с давлением не менее 4 атм.;
- малогабаритный прибор поромер для определения объема твердой фазы
образца керна;
- цифровой штангенциркуль с точностью 0,1мм;
6.5.3 Для определения коэффициента открытой пористости, минералогической и объемной плотности производятся замеры длины и диаметра образца керна и
его взвешивание. Объем твердой фазы образца определяется с помощью газоволюметрического поромера. Расчет коэффициента открытой пористости, минералогической и объемной плотности выполняется согласно формулам (1- 6):
Vоб =
π×D2 ×L
;
4
(1)
Vск = определяется поромером;
(2)
Vпор = Vоб − Vск ;
(3)
Кп =
Vпор
Vоб
δмин =
;
m
Vск
(4)
;
δоб = δмин /(1 − K п ).
(5)
(6)
6.5.3 Для определения проницаемости при ЭИК рекомендуется использовать
портативный зондовый пермеаметр, в котором реализована схема точечного замера
проницаемости при радиальной фильтрации в нестационарном режиме. Замеры проницаемости выполняются на полноразмерных образцах в направлении параллельно
и перпендикулярно плоскости наслоения для оценки анизотропии проницаемости.
При наличии визуальных трещин или трещин, которые выявляются в ультрафиолетовом свете, необходимо выполнить замер трещинной проницаемости, установив зонд
пермеаметра непосредственно на раскрытую часть трещины.
6.6 Результаты определений естественной радиоактивности, открытой пористости, объемной и минералогической плотности, вертикальной, горизонтальной и
трещинной проницаемости заносятся в журнал, форма которого представлена в Приложении А.
13
6.7 В дополнение к обязательному комплексу ЭИК могут быть выполнены следующие работы и исследования:
- количественное определение водонефтенасыщения на аппаратах АДЖ;
- определение скоростей распространения продольных волн;
- определение удельного электрического сопротивления;
- определение форм пористости, связанной и свободной воды методом ЯМР;
- определение характера смачиваемости пород по измерению краевого угла
смачивания.
6.8 Заключение о результатах ЭИК должно содержать:
- методику проведения работ на конкретной скважине, с указанием документа,
регламентирующего состав работ, либо обоснование программы работ исходя из
настоящего методического руководства с учётом конкретных геолого-технологических
условий отбора керна;
- краткую информацию о местоположении скважины; глубины забоя; типе промывочной жидкости; стратиграфические разбивки;
- литологическое макроописание керна в формате .docx и фотографии керна
в дневном и ультрафиолетовом свете в формате .jpg;
- сводную таблицу результатов определений естественной радиоактивности;
пористости; проницаемости в формате .xls;
- сводный планшет, включающий в себя стратиграфические разбивки, данные
ГИС, увязанные данные ГТИ и газового каротажа, результаты определений петрофизических характеристик, полученных при ЭИК, в виде точек или в виде кривых на отдельных полях;
- заключение о выделенных перспективных интервалах и рекомендации к испытаниям этих интервалов.
7 Проведение увязки глубин отбора керна и ГИС
7.1 Увязка глубины отбора керна и ГИС производится по результатам экспресс-исследований на основании профильных методов изучения полноразмерного
керна.
7.2 Увязка керна к разрезу представляет собой процедуру определения глубины отбора образцов керна, соответствующего по комплексу характеристик и параметров интервалу данных ГИС. Процедура увязки заключается в последовательном
14
сопоставлении данных полевых профильных измерений естественной радиоактивности, а также данных измерений акустических характеристик и удельного электрического сопротивления пород с данными ГК, АК, БК и МБК соответствующими интервалу
их отбора.
7.3 Первичная увязка по ГК уточняется путем сопоставления пластопересечений по ГИС с профилем проницаемости, послойным литологическим описанием и фотографиями керна в белом и ультрафиолетовом свете по всей колонке керна.
7.4 Увязке глубины отбора керна подлежит вся колонка керна без разделения
ее на типы пород и без учета характера насыщения.
8 Требования к формату передачи и хранения результатов
экспресс-исследований керна в цифровом виде
8.1 Вся информация, полученная в результате ЭИК должна быть проверена,
упорядочена, систематизирована и подготовлена для автоматизированной обработки.
8.2 Файлы баз данных записываются на надежные носители информации (оптические диски СD и DVD, флэш-накопители) которые прилагаются к отчету об ЭИК.
9 Требования к организациям участвующим в отборе керна и
проведении экспресс-исследований керна
9.1 Организация, ответственная за отбор керна (оператор по проведению ГРР,
буровой подрядчик) за счет собственных средств обеспечивает:
а) мобилизацию и демобилизацию специалистов и оборудования для проведения ЭИК на буровую площадку вертолетом, при отсутствии других видов транспорта;
б) электро-водоснабжение мобильной петрофизической лаборатории;
в) при невозможности использования мобильной лаборатории организация,
ответственная за отбор керна для проведения ЭИК должна обеспечить предоставление полевому отряду отапливаемого блочно-модульного помещения контейнерного
типа с автономным электро-водоснабжением;
г) предоставление отдельного отапливаемого помещение для проживания сотрудников полевого отряда;
15
д) выемку керна из керноотборного оборудования, транспортировку керновых
ящиков от буровой установки на площадку для работы с керном, складирование керновых ящиков под временным укрытием, обеспечивающим защиту керна от атмосферных осадков.
9.2 Организация, ответственная за ГИС на скважине обеспечивает:
а) предоставление оперативной геолого-технологической информации и данных газового каротажа по скважине;
б) предоставление оперативной геолого-геофизической и промысловой информации: результаты интерпретации ГИС, результаты опробования пластов в открытом стволе (ОПК, ИПТ).
9.3 Исполнитель работ по ЭИК обязан обеспечить:
а) оперативность выполнения исследований на скважине, с целью выдачи рекомендаций по выбору объектов испытания в эксплуатационной колонне до утверждения протокола о выборе объектов испытания. Выбор объектов испытания и технологии проведения опробования выполняется согласно рекомендациям [6, 7, 8];
б) прибытие полевого отряда для выполнения работ по ЭИК согласно заявке
подрядчика по бурению (или оператора ГРР, если иного не оговорено в договоре подряда на ЭИК) за сутки до начала бурения первого интервала с отбором керна. По договорённости с Заказчиком работ время прибытия полевого отряда исполнителя на
скважину для выполнения ЭИК может быть скорректировано т.к. не на всех скважинах
целесообразен заезд полевого отряда к началу отбора первого керна;
в) наличие у полевого отряда комплекта необходимых приборов и оборудования для выполнения комплекса ЭИК в соответствии с проектом работ;
г) наличие у приборов и оборудования для ЭИК действующих свидетельств о
поверке или калибровке. Все работы должны выполняться в соответствии с действующими нормативными документами.
16
1
0,2
2
0,4
3
0,6
Проницаемость,
1*10-15 м2
Примечание
Характер насыщения
(качественно)
Трещинная
Перпендикулярно
напластованию
Параллельно
напластованию
Коэффициент открытой пористости, д. ед.
Естественная радиоактивность, мкР/час
Литология
Глубина отбора, м
№ образца
№ пп
Приложение А
(рекомендуемое)
Форма журнала результатов экспресс-исследований керна
Керн 1 (Глубина ________ - ________м, вынос %)
..
17
1
0,2
2
0,4
3
0,6
Плотность объемная
г/см3
Коэффициент открытой
пористости, д. ед.
Плотность минералогическая г/см3
Объем пор, см3
Объем твердой фазы
образца, см3
Объем образца, см3
Диаметр образца, см
Длина образца, см
Масса сухого образца, г
Литология
Глубина отбора, м
№ образца
№ пп
Приложение Б
(рекомендуемое)
Форма журнала определений пористости, объемной и минералогической плотности
Керн 1 (Глубина ________ - ________м, вынос %)
..
18
Приложение В
(рекомендуемое)
Форма для представления литологического описания керна*
Долбление
№ слоя
Месторождение:
Скважина №
Глубины отбора керна
м
Стратиграфия:
1
Дата:
2
ИОК
верх,
м
3
низ,
м
4
________
________
______ - _____
Положение от
верха ИОК
верх, м
низ, м
5
6
Толщина.,
м
Название
породы
Литологическое описание
7
8
9
Должность, ФИО исполнителя,
подпись
19
*- Пр и ме ч ен и е: При отборе законсервированных образцов керна для определения водонефтенасыщенности составляется отдельная ведомость, которая является неотъемлемой частью первичного послойного макроописания керна по скважине
20
Приложение Г
(рекомендуемое)
Форма геолого-геофизического планшета
21
Приложение Д
(рекомендуемое)
Схема мобильной лаборатории для экспресс-исследований керна
Вытяжной мини-шкаф
Станок для торцевания
полноразмерных
образцов керна
Станок для
торцевания
образцов керна
Дверца для
загрузки керна
Подвесная установка для
фотографирования керна
Станок для
высверливания
образцов керна
Стол хозяйственный
УФ-лампа для ЛБА
Установка для измерения
УЭС образцов керна
Место для временной укладки
ящиков
Весы
аналитические
Стол лаборанта
Дверь
раздви
жная
Универсальный стол для раскладки и изучения керна
Подставка под
контейненры и
ящики
Светильники
белого и УФсвета
Мойка для
керна
Профильный
пермеаметр с 2
датчиками
Шкаф д. Шкаф
одежды сушильн
ый
Установка для насыщения и
донасыщения образцов керна
Рис. Г1 - Схема мобильной лаборатории для исследования керна ДБ-001 на
базе мобильного здания Кедр-4
Функциональные возможности лаборатории:
На универсальном столе выполняются следующие операции:
- Сушка;
- Стыковка;
- Литологическое описание;
- Фотографирование в белом и ультрафиолетовом свете;
- Замеры проницаемости экспресс-методом;
- Замеры электрического сопротивления экспресс-методом.
- Замеры скоростей продольных и поперечных волн экспресс-методом (при
необходимости).
На хозяйственном столе выполняются следующие операции:
- Высверливание образцов стандартного размера;
- Торцевание полноразмерных образцов и образцов стандартного размера;
- Компьютерная обработка результатов измерений.
На столе лаборанта выполняются:
22
- Измерения УЭС образцов керна;
- Измерение пористости образцов керна;
- Взвешивание и измерение УЭС образцов керна перед герметизацией
- Люменесцентно – битуминозный анализ
На остальных площадях лаборатории выполняются:
- Мойка керна;
- Временное складирование керна;
- Сушка образцов керна;
- Насыщение образцов керна.
Лаборатория оборудована системами:
- Приточно-вытяжной вентиляции;
- Отопления;
- Рециркуляционной системой горячего и холодного водоснабжения.
23
Приложение Е
Состав обязательного и дополнительного комплекса
экспресс-исследований керна
Поровый и трещинно-поровый типы
коллекторов
консолидированный керн
Практиченеконсоски
не проПромываИзмеряемый параметр
лидиромывается
ется ФБР
ванный
ФБР
керн
(Кпр
(Кпр>10*10-15
<10*10
15 м2)
м2)
При бурении на безводных буровых растворах
Обязательный комплекс
1.Общая естественная ра+
+
+
диоактивность
2. Коэффициент открытой по+
+
ристости
3. Коэффициент проницае+
+
мости
4. Минеральная, объёмная
+
+
плотность
5. Фотографирование керна в
дневном и ультрафиолето+
+
вом свете
6. Литологическое описание
+
+
Дополнительный комплекс
7. Коэффициент водонасы+
+
щеноости
8. Коэффициент нефтенасы+
щенности
Трещинный и
трещинно-кавернозный
типы коллекторов
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
-
-
10. Гидрофильность
+
+
-
+
11. УЭС
-
-
-
-
+
+
-
+
12. Скорость
волн
продольных
24
Поровый и трещинно-поровый типы
коллекторов
консолидированный керн
Практиченеконсоски не проПромываИзмеряемый параметр
лидиромывается
ется ФБР
ванный
ФБР
керн
(Кпр
(Кпр>10*10
<10*10-15
15 м2)
м2)
При бурении на фильтрующихся растворах
Обязательный комплекс
1.Общая естественная радиоактивность
+
+
2. Коэффициент открытой
+
+
пористости
3. Коэффициент проницае+
+
мости
4. Минеральная, объёмная
+
+
плотность
5. Фотографирование керна в
дневном и ультрафиолето+
+
вом свете
6. Литологическое описание
+
+
Дополнительный комплекс
7. Коэффициент водонасы+
щеноости
8. Коэффициент нефтенасы+
+
щенности
9. Гидрофильность
+
+
10. УЭС
+
+
11. Скорость продольной
+
+
волны
Трещинный
и трещиннокавернозный
типы коллекторов
+
+
-
+
-
+
-
+
+
+
+
+
-
-
+
+
-
+
+
-
+
25
Приложение Ж
Методы и метрологическая характеристика определения петрофизических
параметров при экспресс-исследованиях керна
Измеряемый параметр
Коэффициент открытой
пористости, %
Коэффициент проницаемости, мкм2
Минеральная плотность, г/см3
Объёмная плотность,
г/см3
Коэффициент водонасыщенности, %
Коэффициент нефтенасыщенности, %
Гидрофильность
Удельное электрическое сопротивление,
Омм
Скорость распространения продольных волн
Общая естественная
радиоактивность
Методы определения
Газоволюметрический
Весовой (жидкостенасыщение)
ЯМР
Нестационарной фильтрации
Весовой (жидкостенасыщение)
Газоволюметрический
Расчетный
Весовой (жидкостенасыщение)
Газоволюметрический
Расчетный
ЯМР
Дистилляцинный
Дистилляционный
Погрешность измерений
± 5 % отн
± 2 % отн
± 0,9 % абс
± 10 % отн
± 0,05 г/см3
± 0,1 г/см3
± 0,1 г/см3
± 0,1 г/см3
± 0,1 г/см3
± 0,1 г/см3
± 10 % отн
± 7 % отн
± 7 % отн
Визуально по растеканию
капли и инструментально
по краевому углу смачивоемости
Электрический
±5°
Акустический
10 %
Радиометрический
10 %
5%
26
Приложение З
(рекомендуемое)
Рекомендации по транспортировке керна
Для быстрой и удобной транспортировки керна рекомендуется использовать
специальные контейнеры. Примеры контейнеров приведены на Рис. 2. Контейнеры
должны иметь возможность захвата с низу (автопогрузчиком). Также желательно
иметь верхние петли для подъёма за верхнюю часть.
Амортизирующие
прокладки
Трубы с
керном
а)
б)
Рис. З1 - Примеры контейнеров для танспортировки керна: а) контейнер на
основе деревянного паллета(поддона), б) металлический контейнер ТКК-2-40 ОС
27
Керн, транспортируемый в контейнерах, укладывается в трубы (пеналы). Желательно, чтобы контейнеры имели амортизированные ячейки для укладки труб с керном. А также две съемных дверцы для загрузки/выгрузки керна с проивополжных сторон. Последнее позволяет при наличии такой же дверцы в стене мобильной лаборатории загружать керн в контейнер с улицы, а извлекать уже в лаборатории (Рис.3)
избежав лишних операций по перетаскиванию керна.
Площадка под
контейнер
Мобильная лаборатория
Контейнер
Дверь для загрузки
керна
Погрузка труб с керном
в контейнер
Выгрузка и возврат труб
с керном в контейнер
Выдвижные дверцы
контейнера
Рис.З2 - Схема работы с использованием контейнеров с двухсторонней
загрузкой
Все трубы с керном нумеруются последовательно. На каждой трубе отмечается значками верх
и низ
. Желательно также на верхних и нижних концах трубы
использовать крышки разного цвета.
Отобранные образцы керна рекомендуется транспортировать в лабораторию
в отдельных емкостях, заполненных экстракционным раствором, (исключая герметизированные образцы).
28
Приложение И
(рекомендуемое)
Рекомендуемые схемы приборов для экспресс - исследований керна
Измеритель
Иммитанса
I
U
I’
U’
Измерительные
электроды
Каркас-изолятор
Керн
Токовые электроды
Непроводящий стол
Рис.И1 – Схема экспресс-определения УЭС полноразмерного керна
Определение удельного электрического сопротивления пород выполняется
при помощи измерителя иммитанса и специального зажима (Рис. И1). Измерения выполняются на непроводящем столе (универсальном столе лаборатории ДБ-001). На
керн надевается зажим, который оборудован токовыми и измерительными электродами. Токовые электроды должны иметь достаточную площадь для минимизации контактного сопротивления. Измерительные электроды должны быть точечными, для
четкого снятия потенциала. Все электроды должны плотно прижиматься к керну.
Определение УЭС производится по эмпирической зависимости, между кажущимся сопротивлением (отображающимся на дисплее прибора) и истинным УЭС.
Данная зависимость получается эмпирически путем замеров кажущегося сопротивления на образцах с известным УЭС.
29
В1
К компрессору
Баллон высокого
давления
В2
Накопительная емкость
Регулятор
давления
В3
Измерительная
емкость
В4
Преобразователь
давления
Зонд
Керн
Рис.И2 - Схема экспресс-определения газопроницаемости полноразмерного
керна при нестационарной фильтрации
Измерение газопроницаемости осуществляется при нестационарной фильтрации по методу спада давления (Pulse Decay). Перед началом измерений зонд прибора прижимается к спиленной поверхности керна. Через вентиль В1 заполняется
баллон высокого давления. Затем через открытые вентили В2 и В3 заполняется воздухом накопительная и измерительная емкости. При этом давление в них поддерживается помощью регулятора давления на постоянном уровне. После чего измерительная емкость отсекается от накопительной вентилем В3 и открывается вентиль В4.
Давление воздуха в измерительной емкости в ходе измерения фиксируется преобразователем давления через каждые 0,1-0,5 с и передается на компьютер. По результатам серии замеров давления вычисляется декремент затухания давления в измерительной емкости.
Определение газопроницаемости производится по эмпирической зависимости, между декрементом затухания давления и газопроницаемостью. Данная зависимость получается эмпирически путем замеров декремента затухания давления на образцах с известной газопроницаемостью.
30
В1
К компрессору
Баллон высокого
давления
РРГ 1
РРГ 2
Регулятор
давления
РРГ 3
Зонд
Измеритель
давления
Керн
Рис.И3 - Схема экспресс-определения газопроницаемости полноразмерного
керна при стационарной фильтрации
Измерение газопроницаемости при стационарной фильтрации при стационарной фильтрации существенно проще, чем при нестационарной и позволяет обойтись
без компьютера. Для создания стационарного потока воздуха через керн используются регуляторы расхода газа (РРГ), которые одновременно являются регуляторами
и измерителями расхода газа. Возможность регулирования потока от нуля до номинального значения позволяет отказаться от использования лишних вентилей. Для создания широкого диапазона потоков рекомендуется использовать несколько РРГ разных диапазонов включенных параллельно.
В процессе измерения газопроницаемости с помощью РРГ задают поток воздуха Q создающий давление на входе в керн P равное 0,01-0,05 МПа. После стабилизации даления и расхода их фиксируют и вычисляют соотношение P/Q. Определение
газопроницаемости производится по эмпирической зависимости, между соотношением P/Q и газопроницаемостью. Данная зависимость получается эмпирически путем
замеров давления и расхода на образцах с известной газопроницаемостью.
31
Ультразвуковой
дефектоскоп
(тестер)
Звукопоглощающий
каркас
Точечные акустические
преобразователи
Керн
Рис.И4 - Схема экспресс-определения скоростей продольных и поперечных
волн на полноразмерном керне
Для экспресс - определений скоростей продольных и поперечных волн используются точечные преобразователи акустических поперечных колебаний и дефектоскоп. Также возможно использовать ультразвуковые акустические тестеры с выносными датчиками.
Датчики закрепляются на звукопоглощающем каркасе (для исключения прямого прохождения волн) так, чтобы их можно было поворачивать вокруг своей оси.
Для измерения скорости продольных волн преобразователи поворачивают так, чтобы
направления колебаний были вдоль линии соединяющей концы преобразователей.
Для измерения скорости поперечных волн преобразователи поворачивают на 90°
(чтобы направления колебаний были перпендикулярны линии соединяющей концы
преобразователей). Скорость продольных и поперечных волн определяют как отношени расстояния между концами преобразователей ко времени пробега акустического импульса между ними.
32
Керн
Лоток для
керна
Керн
Керн
Свинцовая
защита
Керн
Датчики
γ - излучения
Рис.И5 - Схема экспресс - определения гамма-активности полноразмерного
керна
В виду ограниченности в пространстве и времени, для экспресс – определений
гамма активности рекомендуется использовать установки с несколькими датчиками.
Такая установка представляет собой короб длинной 0,75 - 1 м со свинцовой защитой,
толщиной не менее 2 см, с установленными через 0,2 м датчиками гамма - активности.
Загрузка в короб может производиться как сверху, так и с торцов с помощью
лотка. Использование нескольких датчиков в конструкции установки позволяет отказаться от использования транспортера и сэкономить рабочее время оператора.
33
Библиография
[1] Рекомендации ПАО «Газпром»
Отбор, комплексные исследования и хра-
Р Газпром 112-2012
нение кернового материала месторождений углеводородов и подземных хранилищ
газа
[2] Рекомендации ПАО «Газпром»
Методические рекомендации по проведе-
Р Газпром 065-2009
нию, обработке, хранению и представлению результатов литолого-петрографического исследования керна
[3] В.Т. Фролов. Литология / Изд-во МГУ, 1993, т. 2, 430 с.
[4] Осадочные породы (состав, текстуры, типы разрезов) / Отв. Ред. В.И. Бгатов. Новосибирск Наука, 1990, 266 с.
[5] Л.Н. Ботвинкина. Методическое руководство по изучению слоистости / Труды
ГИН АН СССР, вып. 119, М. Наука, 1965, 259 с.
[6] Рекомендации ПАО «Газпром»
Методика выбора объектов испытания
Р Газпром 2-3.1-614-2011
скважин в открытом стволе и в колонне
[7] Рекомендации ПАО «Газпром»
Методические рекомендации по выбору
Р Газпром 2-3.1-645-2012
технологии и проведению опробования
объектов в открытом стволе скважины при
проведении геологоразведочных работ на
лицензионных участках ОАО «Газпром» в
Восточной Сибири
[8] Рекомендации ПАО «Газпром»
Методические рекомендации по выбору
Р Газпром 2-3.2-771-2013
технологии и проведению испытаний объектов в эксплуатационной колонне поисково-оценочных и разведочных скважин на
лицензионных участках ОАО «Газпром» в
Восточной Сибири
34