Новый петрофизический лабораторный комплекс ТОО НИИ "Каспиймунайгаз" - дочерней организации АО «Казахский институт нефти и газа»

размер шрифта: Aa | Aa

Поиск, разведка месторождений и добыча нефти в наше время неизбежно связаны с бурением. При бурении любой скважины: параметрической, поисковой, разведочной, эксплуатационной обязательно планируется отбор керна как единственного источника информации о геологическом строении месторождения, составе и свойствах пород-коллекторов, условиях осад-конакопления, о наличии или отсутствии нефти в толщах недр. Только таким путем мы можем проникнуть в недра земли до нужной глубины, отобрать оттуда куски горных пород для ви-зуального и инструментального исследования. Керн – это порода, отобранная с разных глубин вскрытого бурением разреза, интервалы которой выбуриваются специальным долотом, сое-диненным с керноотборником, и в нужный момент поднимается на поверхность.

Керн для нефтяников – это своеобразный путеводитель в поиске и разработке месторождения. К керну обращаются до тех пор, пока существует и разрабатывается месторождение. По нему определяют стадию разработки и выверяют дальнейшую тактику. Важность отбора кернового материала напрямую связана с лабораторными ислледования-ми, выполняемыми на образцах керна. В Казахстане после обретения независимости стали появляться лаборатории рутинного анализа породы. Это в основном совместные предприятия с ведущими зарубежными кампаниями, такими, как КОРЛАБ, ШЛЮМБЕРЖЕ и др. Крупные фирмы, такие, как ТШО Аджип КСО, КПО «Карачаганак» и др. пользуются услуга-ми этих лабораторий, заказывая небольшой объем ислледований керна в основном для литолого-геохимического изучения породы и фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов в стандартных условиях. Это био-стратигфические, петрографические, геохимические анализы, пористость, проницаемость породы в стандарных условиях. Полученные результаты биостратиграфического анализа позволяют провести корреляцию вскрытого разреза, что очень важно в первую очередь для поискового этапа, когда на базе материалов бурения первых скважин и сейсми-ки 3Д создается структурная модель резервуара. В дальнейшем данная модель подвергается корректировке по мере получения новых геологических материалов, однако, как показывает опыт работ, первая модель оказывается наиболее достоверной.

Дальнейшая начинка резервуара базируется на данных петрографических и геохимических анализов породы, которые воссоздают условия осадконакопления данного района и являются основными базовыми источниками для разра-ботки седиментационной модели. Свойства и состав пород-коллекторов изучаются в меньшей степени. И это понятно. На лабораторные исследования керна уходит большое количество времени и затрат, поэтому данное направление, можно сказать, находится в начальной стадии развития. Выполняемые уже имеющимися лабораториями анализы ФЕС-пород проводятся в стандартных условиях, что характеризует свойства и состав породы в поверхностных условиях. Данные результаты используются для определения литологии вскрытого разреза, выбора типа коллектора – «терри-генный или карбонатный», получения грануло-метрического состава породы и др. Но надо от-метить тот факт, что данные исследования проводятся крайне редко.

А вот изучение свойств пород-коллекторов в пластовых условиях в Казахстане вообще не проводится. Все иностранные компании вывозят керновый материал за границу и исследуют его в зарубежных лабораторных базах Абердина, Хьюстона и др. Это связано с отсутствием в Казахстане своей лабораторной базы, где бы проводились данные исследования в стандартных и, в особенности, пластовых условиях. Проводимые работы по разработке проектных документов, таких, как проекты поисков и разведки перспективных структур, оценка запасов углеводородов на разных этапах изучения месторождений, проектов разработки, выполняемых для недропользователей, показывают острую необходимость создания в Казахстане своего петрофизического лабораторного центра.

На базе Казахстанского института ТОО НИИ «Каспиймунайгаз» в городе Атырау начато строительство нового лабораторного комплекса, который будет проводить специальные пе-трофизические исследования кернового материала. Техническое оснащение лаборатории проводится при помощи известной зарубежной фирмы КОРЛАБ, которая специализируется на разработке лабораторного оборудования., выполняющего петрофизические анализы керна. Согласно бизнес-плану работы по строительству лабораторного центра будут завершены в конце 2007 года.

Комплексные лабораторные исследования керна будут проводиться по передовой технологии, реализованной в ведущих мировых исследовательских центрах, и решать следующие задачи:

• профильные исследования (лабораторный гамма-каротаж; цифровое фотографирова-ние керна, профиль проницаемости);

• стандартные петрофизические исследования ( рутинный анализ керна ) (газопроницаемость, пористость, минералогическая плотность; остаточная водо- и нефтенасыщен-ность);

• минералогия и седиментология пород-коллекторов (электронная микроскопия, рентгеновская дифрактометрия, ИК-спектрометрия;

• поляризационная микроскопия прозрачных шлифов, гранулометрический состав, содержание карбонатов

• специальные петрофизические исследова-ния (относительные фазовые проницаемости, капилляриметрия, пластовый коэффициент, петрофизические показатели экспо-нент а, в, m и n коэффициенты вытеснения нефти разными рабочими агентами).

В новом лабораторном комплексе для каждого направления приобретено специальное оборудование.

Для определения основных петрофизических свойств пород при атмосферных условиях (при рутинном анализе керна будут использованы следующие приборы):

Прибор – TPGL-300, автоматический лабора-торный гамма-регистратор для общего гамма-каротажа керна, проводит следующие виды ис-следования: суммарный гамма-каротаж, коли-чественное определение гамма-активности в ед. API, плотностной каротаж, уточнение глубины отбора керна, определение участков с гли-нистыми минералами.

Для получения цифровых изображений керна будет проводится фотографирование аппаратом ДС1-400 при ультрафиалетовом свете для определения нефтенасыщенных интервалов. Насыщение образцов рабочей жидкостью (моделью пластовой воды) производится на установке-сатураторе. Установка позволяет производить предварительное раздельное ва-куумирование насыщающей жидкости и образ-цов керна, пропитку образцов вакуумирован-ной жидкостью и последующее их донасыще-ние под давлением.

Измерение открытой пористости (КПО) будет производиться на воздушно-сухих образцах на гелиевом порозиметре UltraPore-300 и коэффициента абсолютной газопроницаемости (КПР) методом стационарной фильтрации на установке UltraPerm-600. Будут определено газопроницаемость и пористость при атмосферных условиях, а также минералогическая плотность по-роды.

Остаточная нефтеводонасыщенность (Кнво) определяется путем экстрагирования образцов керна в аппаратах Сокслета и Дина-Старка. В результате исследования проводится очистка порового пространства от остатков углево-дородов, удаляются соли. Проводится количественная оценка остаточной водно- и нефтенасыщенности.

Карбонатность (объемное содержание кальцита, доломита и нерастворимого минерального остатка) определяется при обработке 6%-ным водным раствором соляной кислоты с помощью карбатометра с расчетом концентрации карбо-натов по измеренным значениям давления газа с учетом температуры.

Фракционный состав и распределение частиц проводится на лазерном анализаторе с оптической системой методом рассеяния света.

Состав породы определяется методом XRD на дифракторе рентгеновских лучей. Для петрографического и биостратиграфического изучения породы будут использованы специальные поляризационные микроскопы Leica DMLM, программное обеспечение для анализа и архивации изображений, компьютеры, которые позволят определить вещественный состав, структуру порового пространства породы, а также стратиграфический возраст керна и др.

Исследование пород в условиях, приближенных к пластовым (специальные анализы керна)

Данная группа исследований включает в себя определение физических свойств горных пород при барических или термобарических условиях, приближенных к пластовым. Отличие выполня-емых лабораторных исследований керна по из-учению фильтрационно-емкостных свойств в пластовых условиях от поверхност-ных состоит в том, что здесь учитываются истинные пара-метры породы. В результате выполненных ана-лизов будут получены петрофизические зависи-мости, которые будут использованы для интер-претации материалов ГИС, данные фильтрации в пластовых условиях, необходимые для техно-логических расчетов вариантов разработки ме-сторождения, являющиеся основой для выпол-нения работ по подсчету запасов углеводородов и проектов разработки. Специальный анализ керна включает в себя ста-тические и фильтрационные исследования.

Статические исследования

Удельное электрическое сопротивление и кривые капиллярного давления определяются на полностью насыщенных и частично насыщен-ных образцов путем измерения электрического сопротивления исследуемого образца горной породы по двух- и четырехэлектродной схеме, частичное насыщение образцов достигает-ся методом вытеснения насыщающей жидкости воздухом в кернодержателе при барических условиях (установка PLS-200) или пластовой нефтью при термобарических условиях (уста-новка серии RCCP-300). Для построения кривых капиллярного давле-ния «воздух/вода» низкопроницаемых образ-цов применяется высокоскоростная центрифуга (ACES-100 или автоматическая ACES-200). Определяемые параметры: коэффициент сопротивления породы F (отношение УЭС образца керна, 100% насыщенного моделью пластовой воды, к УЭС пластовой воды Rw); параметр насыщения n (определяет зависимость УЭС керна от коэффициента на-сыщения Sw, как RI = (Sw)-n) кривые капиллярного давления.

Определение акустических и прочностных ха-рактеристик пород в пластовых условиях служит для калибровки результатов акустического каротажа скважин и для определения меха-нических свойств пород (модуль Юнга, коэффи-циент Пуассона). Эти данные позволяют определить корреляцию между скоростями пробега акустических волн и пористостью образца, механических свойств от объемной плотности образца.

Сжимаемость пород. Изменение объема порового пространства в зависимости от горного и порового давлений может быть измерено как функция нагрузки.

Фильтрационные исследования

Изучение остаточной нефтенасыщенности и коэффициентов вытеснения путем моделирования заводнения. Определяются на установке LXRS-301V с рентгеновским модулем определения профиля насыщения. Производятся в атмосферных и термобарических условиях. Позволяют определять коэффициенты вытеснения нефти водой, относительные проницаемости «вода/нефть», «газ/нефть» в условиях нестационарных потоков. Также позволяют производить эксперименты по оценке влияния фильтратов буровых растворов, жидкостей закачивания и глушения на ухудшение (повреждение пласта) и ПАВ, слабокислотных растворов и щелочей на восстановление коллекторских свойств пород, тесты на совместимость жидкостей, закачиваемых в пласт, с породами. Относительные проницаемости: 2-фазные проницаемости «газ/вода», «нефть/вода», «газ/ нефть», 3-фазные проницаемости «газ/вода/ нефть» при стационарной фильтрации при термобарических условиях.

Заключение

Данный петрофизический лабораторный ком-плекс должен закрыть все вопросы, касающиеся исследований кернового материала в пластовых и поверхностных условиях. Выполненные лабораторные анализы керна позволят квалифицированно подойти к разработке структурной, седиментационной, геологической, геостатической, гидродинамической моделей, которые необходимы при выполнении проектных документов: проектов разведки, доразведки перспективных площадей, структур, при оценке запасов углеводородов месторождений и проектов разработки.

PDFПечатьE-mail