core analysis

4 Нефтегазовое обозрение

Марк А. Андерсен Брент Дункан Райан МакЛинХьюстон, штат Техас, США

Нефтегазовое обозрение, избранные статьи из

журнала Oilfield Review, том 25, № 2 (лето 2013 г.);

том 25, № 3 (осень 2013 гг.); том 25, № 4 (зима 2013—

2014 гг.) (Сборник II).

Copyright © 2014 Schlumberger.

Данная статья является русским переводом статьи

"Core Truth in Formation Evaluation," Oilfield Review 25,

no. 2 (Summer 2013).

Copyright © 2013 Schlumberger.

Благодарим за помощь в подготовке данной статьи

Анджелу Дипполд Бисон, Дэвида Харрисона, Марио

Роберто Рохаса и Лесли Чжан (Хьюстон, штат

Техас, США), Карлоса Чапарро и Адриано Лобо

(Ecopetrol, Богота, Колумбия); Элиссу Чарски, Майкла

Херрона и Джозефину Моутор Ндинья (Кембридж,

штат Массачусетс, США), Уильяма В. Клопина

(ConocoPhillips Company, Хьюстон, штат Техас,

США), Рудольфа Хартманна (BÜCHI Labortechnik AG,

Флавиль, Швейцария), Тера Генейма Херреру

(Богота, Колумбия), Уэнди Хинтон, Химаншу Кумара

и Дэвида Р. Спейна (BP, Хьюстон, штат Техас, США),

Упула Самарасингху (Солт-Лейк-Сити, штат Юта,

США) Тони Смитсона (Ньюпорт, штат Алабама, США)

и Элиаса Йабруди (Coretest Systems, Морган-Хилл, штат

Калифорния, США).

Techlog, TerraTek и XL-Rock являются товарными

знаками компании Schlumberger.

PHI-220 Helium Porosimeter является товарным знаком

компании Coretest Systems, Inc.

LECO является товарным знаком компании LECO

Corporation.

Анализ керна:

истина в последней инстанции при оценке

характеристик пласта

По самой своей сути изучение недр Земли предполагает использование

дистанционных методов, таких как геофизические исследования скважин,

сейсморазведка и гидродинамические испытания скважин. Исследуя образ-

цы породы, извлечённые из скважин, лаборатории анализа керна получают

огромный объём информации о литологических характеристиках, пористо-

сти, проницаемости, флюидонасыщенности и иных свойствах, которые по-

могают лучше охарактеризовать сложную природу пласта-коллектора.

Анализ керна позволяет получить данные, необходимые для выпол-нения геологоразведочных работ, оценки месторождения и разработки залежей нефти и газа. Образцы по-род нужны геологам и геофизикам для получения «из первых рук» ин-формации об осадочных комплексах, вскрытых во время бурения сква-жин. Керн служит для получения прямых признаков присутствия и распределения углеводородов, оцен-ки продуктивности скважин, изуче-ния изменчивости характеристик пласта-коллектора, т.е. для анализа тех свойств, которые невозможно оценить только путем каротажных измерений в скважине. Для более подробного изучения системы пор и точного моделирования поведения продуктивного пласта производят тщательные измерения и анализ по-ристости, проницаемости и флюидо-насыщенности образцов керна.

Анализ керна необходим для из-учения характеристик вмещающих пород, он является важным ресур-сом для комплексного изучения пласта. Этот процесс, известный под названием «стандартный анализ

керна» (Routine Core Analysis), по-могает геологам и геофизикам оце-нить пористость, проницаемость, флюидонасыщенность, плотность минерального скелета (зёрен), ли-тологический состав и структуру пород. Лаборатории стандартного анализа керна (RCAL) часто выпол-няют также и ряд дополнительных услуг, таких как гамма-каротаж кер-на для увязки глубины отбора керна с глубиной каротажных измерений в скважине, компьютерная томогра-фия керна для изучения неоднород-ности, а также фотографирование керна для подготовки документации и описания.

Для болеее подробного изучения некоторых характеристик пласта-коллектора проводят специальные анализы керна. Лаборатории специ-ального анализа керна (SCAL) обо-рудованы измерительными прибо-рами для определения капилляр ного давления, фазовой проницаемости, электрических характеристик, сте-пени ухудшения коллекторских свойств пласта, времени ЯМР-релак сации, коэффициента извле-че ния нефти, смачиваемости и иных

5Лето 2013 — Зима 2013/2014

пара метров, используемых для калиб ров ки каротажных диаграмм. Услуги лабораторий специально-го анализа керна необходимы при разра ботке методов добычи нефти третичными методами (Enhanced Oil Recovery — EOR), для изучения много фазного течения и взаимодей-ствия между породой и пластовыми флюи дами. Для таких исследова-ний, некоторые из которых могут продолжаться несколько недель, нужны лишь несколько образцов керна.

Уже в течение ряда лет в компании Schlumberger работают несколько лабораторий анализа керна, изучаю-щих точность показаний геофизиче-ских приборов, химические свойства буровых растворов, производящих оценку ухудшения коллекторских свойств пласта, EOR или технологий заканчивания скважин. Однако дан-ные лаборатории не предоставляли услуг по анализу керна внешним за-казчикам. До недавнего времени по-следние могли заказать анализ керна в компании Schlumberger, лишь об-

ратившись в Центр по изучению гео-механики и анализу керна TerraTek, Солт-Лейк-Сити, штат Юта, США, известный своими исследованиями геомеханических характеристик по-род, в частности, нетрадиционных коллекторов. В 2012 году были откры-ты Лаборатории исследования харак-теристик коллектора (Schlumberger Reservoir Laboratories) компании Schlumberger, объединяющие техно-логии измерения характеристик по-род с опытом изучения пластовых флюидов, что позволит клиентам


Рис. 1. Разрезанные керны. — На буровой полноразмерные образцы керна обычно разрезают на меньшие фрагменты для удобства отправки в лабораторию. В лабора-тории эти фрагменты могут быть разрезаны на ещё меньшие части.

Анализ цилиндрических образцов керна

Анализ керна полного диаметра

Полноразмерный образец керна

3 фута

1 фут

от 2,5 до 3 дюймов

1 фут

1 фут

1 фут

1 фут

1 фут

компании получить более подробную информацию о поведении коллекто-ров. В настоящее время компания Schlumberger предлагает широкий спектр анализов образцов пород и пластовых флюидов, выполняемых в 27 лабораториях, расположенных по всему миру. Некоторые компа-нии предлагают аналогичные виды анализов традиционных кернов. В статье представлено описание стан-дартных анализов традиционных песчаниковых и карбонатных кер-нов, выполняемых специалистами компании Schlumberger в Лабора-тории исследования характеристик коллектора в Хьюстоне.

Размеры керновКерны могут иметь различную длину и диаметр (рис. 1). Объём информа-ции, получаемой в результате анали-за керна, частично зависит от его раз-мера и количества. Это определяет и вид анализов, которые могут выпол-няться на кернах. Чтобы выполнить требования заказчиков, лаборатории должны иметь возможность обработ-ки различных типов кернов, полу-чаемых со скважин, будь то керны с забоя или боковые керны.

Забойные керны, которые называ-ют еще полноразмерными, а также традиционными кернами, получают в процессе бурения при помощи специ-

ального колонкового долота (рис. 2). Диаметр кернов обычно составляет от 4,45 до 13,3 см (от 1,75 до 5,25 дюй-ма), они выбуриваются фрагментами по 10 м (30 футов), что соответствует длине керноотборного снаряда или его керноприёмной трубы. В то вре-мя как обычное долото предназначено для размалывания породы на торце долота, имеющее форму тора колон-ковое долото вырезает образец поро-ды в виде цилиндра, который входит внутрь долота и остается в защитном керноотборном снаряде.

Когда керноотборный снаряд за-полнен, бурильщик поднимает ком-поновку из скважины, а специалист по отбору кернов укладывает керно-приёмную трубу на мостки для труб. На трубу с керном наносится мар-кировка с указанием глубины от-бора керна и линии, показывающие ориентацию керна. Чтобы облегчить транспортировку керна, металличе-скую керноприёмную трубу обыч-но разрезают на секции длиной 1 м (3 фута), концы секций запечатыва-ют. Для предотвращения перемеще-ния керна в керноприёмной трубе в неё могут закачать эпоксидную смо-лу или пену.

Отбор боковых кернов намного проще. Боковые керны получают при помощи спускаемого на кабе-ле керноотборника, как правило, перед завершением каротажа в не-обсаженном стволе, после того как по результатам каротажа будут вы-браны интервалы для отбора керна. Боковой керноотборник может из-влечь до 90 образцов боковых кер-нов на выбранных глубинах. Выемку боковых кернов из керноотборника производят на поверхности. Керны раскладывают по отдельным емко-стям и отправляют на анализ в ла-бораторию.

Ударные керноотборники позво-ля ют получать боковые керны дли-ной от 2,86 до 4,45 см (от 1,125 до 1,75 дюйма) и диаметром от 1,75 до 2,54 см (от 0,688 до 1 дюйма). Удар-ные керноотборники называют так-же стреляющими керноотборниками, так как для отбора керна использу-ются небольшие заряды взрывчатых веществ, выстреливающие в пласт отдельные керноотборные снаряды

7Лето 2013 — Зима 2013/2014

(бойки). Керноотборные снаряды прикреплены к ударному керноот-борнику прочными тросами, которые применяются для извлечения бойков из стенок скважины во время подъ-ема керноотборника. В отличие от этого, во вращательных керноотбор-никах используются миниатюрные горизонтальные колонковые долота. Боковой вращательный керноотбор-ник большого объёма XL-Rock позво-ляет получать боковые керны длиной 6,4 см (2,5 дюйма) диаметром 3,8 см (1,5 дюйма). Боковой вращательный керноотборник извлекает керны, объём которых в три раза превышает объём кернов, извлекаемых при по-мощи боковых ударных керноотбор-ников.

Третий тип образцов горных по-род — цилиндрический образец керна (цилиндр). Цилиндрический обра зец керна вырезают из фрагмен-тов полноразмерного образца керна. Цилиндры применяют в качестве репрезентативных частей полнораз-мерного образца керна, они пригод-ны для анализа интервалов относи-тельно однородного керна. Обычно цилиндры вырезают из керна тради-ционных коллекторов через каждые 0,3 м (1 фут) вдоль длины керна, при этом длина образца составля-ет около 6,4 см, а диаметр — 2,54 или 3,8 см. Для изучения литоло-гической изменчивости может по-требоваться сокращение интервала вырезания цилиндрических образ-цов кернов, а если керн сильно не-однороден, как это имеет место для кернов, взятых в кавернозных или трещинных карбонатных породах или в тонкослоистом переслаивании песчаников и глинистых сланцев, вместо анализа цилиндров может потребоваться анализ полноразмер-ного образца керна.

Начальный этап обработки кернаПроцесс анализа традиционных кер-нов начинается с получения предва-рительного изображения керна, по-сле чего следует подготовка керна и анализ керна. Каждый этап состоит из нескольких шагов. Как правило, полноразмерный образец керна тре-бует более тщательной начальной обработки, чем боковой керн. Хотя

в стандартный анализ керна входит определённый набор измерений, не все керны проходят все этапы опи-сываемого ниже процесса.

По прибытии в лабораторию про-исходит приёмка и инвентаризация керна. Полноразмерный образец керна проходит через гамма-реги-стратор керна, измеряющий есте-ственное гамма-излучение керна. Сравнивая результаты измерений гамма-излучения керна и данные каротажа в процессе бурения или гамма-каротажа на кабеле, можно увязать глубину отбора керна с глу-биной каротажа и выявить интерва-лы с отсутствующим или повреж-денным керном.

Для подачи керна в регистратор гамма-излучения и передвижения керна перед детектором излучения применяется конвейер, при этом керн может быть открыт или запе-чатан в керноприёмную трубу. Де-тектор гамма-излучения сканирует керн по всей длине снизу доверху, т.е. так же, как и при исследовании скважины каротажными инструмен-тами.

Затем керн пропускают через ком-пьютерный томограф для получения томограммы. Томограф позволяет получить трехмерное изображение полноразмерного образца керна пу-тем создания серий близко распо-ложенных снимков, которые можно

Рис. 2. Колонковое долото. — В долоте с поликристаллическими алмазными встав-ками (долоте PDC) алмазные резцы неподвижно запрессованы на некотором рассто-янии от оси скважины. Благодаря этому долото вырезает из породы цилиндрический керн, который проходит сквозь долото и остаётся внутри компоновки вплоть до её подъема.


разделить на фрагменты в любой точке и под любым углом, что и по-зволяет создавать виртуальные рас-пилы керна. Компьютерный томо-граф служит для быстрой оценки всего керна. Выбрав интересующие их интервалы, специалисты могут снова просканировать керн для бо-лее подробного изучения (рис. 3). Компьютерная томография особен-но полезна для выявления и изуче-ния таких объектов, как плоскости напластования, каверны, вкрапле-ния, фрагменты ископаемых и тре-щины.1 Иногда заказчики также про-сят просканировать боковые керны. Сканирование при помощи компью-терного томографа происходит без нарушения целостности керна, не требует подготовка керна и может быть быстро выполнено как на от-крытом керне, так и на керне внутри керноотборного снаряда.

После начального сканирования керн извлекают из керноотборно-го снаряда и готовят к дальнейшим анализам. Керн нарезают продольно (параллельно его оси) на пластины ленточной или радиальной пилой с алмазным диском. В большинстве случаев керн отрезают на некотором расстоянии от центра, а не точно посередине. Толщина вырезанных пластин керна определяет макси-мальный размер цилиндрических образцов, которые будут вырезаны из пластин. Плоскую поверхность более тонких пластин шлифуют для удаления следов пилы и готовят к фотографированию.

В некоторых случаях части полно-размерного образца керна не разре-зают на пластины. Если керн имеет существенные признаки крупномас-штабной неоднородности, типичной для кавернозных карбонатных, либо сильно трещиноватых или конгло-мератовых пород, то керн могут и не разрезать на продольные пластины, чтобы провести анализ образца кер-на полного диаметра.

Продольно нарезанные пластины керна фотографируют 35-мм циф-ровой фотокамерой, подключенной к компьютеру для оцифровки сним-ков, вывода их на экран и отправки клиенту. Фотографии часто имеют разрешение, достаточное для на-

Рис. 3. Томограмма полноразмерного образца керна. — Поры виртуального среза керна (вверху на рис. на переднем плане) помещены в фокус во время сканирова-ния керна в компьютерном томографе (вверху на рис. на заднем плане). Цветовое кодирование изображения позволяет различать участки различной плотности или минералогического состава. Изображение в оттенках серого применяют для вы-деления участков повреждения керна. Керн хрупких пород месторождения Касабе в Колумбии был отсканирован перед извлечением из керноприёмной трубы (внизу на рис.). На поперечных разрезах видны поврежденные участки. Белое внешнее кольцо — керноприёмная труба; внутри керноприёмной трубы керн окружен слоем фильтрационной корки бурового раствора. Избегая трещинных интервалов (слева внизу на рис.), лаборант выбирает неповрежденные участки керна (справа внизу на рис.), из которых будут вырезаны цилиндрические образцы. (Изображения компью-терного томографа предоставлены Карлосом Чапарро и Адриано Лобо, Ecopetrol , Богота, Колумбия.)

9Лето 2013 — Зима 2013/2014

блюдения отдельных прослоек, раз-мер которых равен всего несколь-ким десятым долям дюйма.

Цифровая фотография позволя-ет выделить важные геологические и петрофизические характеристи-ки. Цветные изображения высоко-го разрешения — важное визуаль-ное средство подробного изучения литологических свойств, характе-ристик напластования, контактов, трещин, ископаемых, пористости, каверн и седиментационных разно-стей. Фотографирование даёт воз-можность тщательно изучать эти характеристики уже после того, как сам образец керна был подвергнут дальнейшим анализам. Последу-ющая обработка и анализ изобра-жений керна часто предоставляют ценную информацию, которую не-возможно получить из исходных фотографий. В некоторых случаях фотографии керна могут приме-няться для устранения расхождений между результатами анализов керна и каротажными данными — для об-наружения тонкой слоистости, ко-торую невозможно выявить из-за низкой разрешающей способности каротажных зондов.

По запросу заказчика производит-ся круговая (на 360°) съёмка керна. Для круговой съёмки используют цифровую камеру и стол на роли-ках. Во время фотографирования полноразмерный образец керна по-ворачивают вокруг его оси на столе.

Фотографирование производят в белом и ультрафиолетовом све-те. Снятые в простом белом свете снимки показывают керн в услови-ях естественного освещения. Фото-графирование в ультрафиолетовом свете позволяет выявить некоторые типы минералов и, что более важно, подчеркивает контраст между не-коллекторскими и нефтенасыщен-ными породами. Нефтенасыщенные породы часто сильно флуоресци-руют в ультрафиолетовом диапа-зоне. Обычно свечение исходит от нефти, а яркость и цвет зависит от её состава. Однако некоторые виды нефти не флуоресцируют. Кроме того, если во время подъема керна на поверхность из него была вы-мыта часть нефти, или при плохой

сохранности керна свечение керна из продуктивного интервала может быть неравномерным.2

Оценить характер флуоресценции невооруженным глазом непросто. Однако цифровые цветные фотока-меры запоминают результаты съем-ки в численном виде, благодаря чему цифровые фотографии могут быть подвергнуты компьютерной обработке.3 Каждая цифровая фото-графия состоит из пикселей, каждый пиксель может передавать один из более чем 16 миллионов цветов. Для выделения важных характеристик фотографии могут обрабатываться наложением фильтров или манипу-ляциями с цветом. Статистический анализ цветовой информации может помочь геологам при выявлении ли-тологических неоднородностей или при определении граничных вели-чин пористости и проницаемости. Компьютер может подсчитать коли-чество пикселей в пределах выде-ленного цветового диапазона, чтобы определить эффективную толщину или эффективную флуоресценцию в тонкослоистых интервалах.

Хотя в лабораториях обычно ра-ботают с самыми разнообразными образцами кернов, наиболее частым типом кернов для стандартного анализа является цилиндрический образец керна. Анализ кернов ци-линдрической формы обеспечивает достаточную точность результатов при относительно однородной пори-стости.4

Лаборант, иногда совместно с гео-логом из добывающей компании, вырезает цилиндрические образцы из полноразмерного образца кер-на. В большинстве лабораторий для этой цели используются фрезы или сверлильные станки с алмазными сверлами. Цилиндрические образцы

разрезают поперек до стандартной длины, а затем их поверхность об-рабатывают на плоскошлифоваль-ном станке. В результате обработ-ки получают образцы керна в виде прямых цилиндров диаметром 38 мм (1,5 дюйма) и длиной 64 мм (2,5 дюй-ма) с плоскими торцами. Цилиндры керна стандартной формы и размера необходимы для обеспечения оди-наковой площади поперечного се-чения и длины, при этом все цилин-дры имеют практически одинаковый суммарный объём. Кроме того, при-менение цилиндров стандартного размера сокращает погрешность из-мерений, вносимую при работе с об-разцами неправильных форм.

Очистка керна и удаление флюидовКроме скелета породы керны могут содержать и пластовые флюиды. Если керн отобран из продуктивного интервала, эти пластовые флюиды обычно представляют собой смесь углеводородов и минерализованной воды («рассола»). Эти флюиды спо-собны исказить результаты измере-ний пористости и проницаемости в рамках стандартного анализа керна, поэтому в лаборатории все эти флю-иды необходимо полностью удалить из порового пространства породы.

Очистку керна и удаление флюи-дов производят путем весьма дели-катного процесса, который должен быть достаточно тщательным, чтобы полностью удалить тяжелые фрак-ции сырой нефти, но одновременно и достаточно мягким, чтобы уберечь минералы породы от повреждений. При этом необходимо предотвра-тить образование дополнительного порового пространства в результате осушки глин и водосодержащих ми-нералов, таких как гипс, или в ре-зультате размыва породы при высо-

1. Подробнее о применении компьютерной томогра-

фии на промысле см.: Kayser A, Knackstedt M and

Ziauddin M: “A Closer Look at Pore Geometry,” Oilfield

Review 18, no. 1 (Spring 2006): 4–13.

2. Passey QR, Dahlberg KE, Sullivan KB, Yin H, Brackett

RA, Xiao YH and Guzmán-Garcia AG: “Digital Core

Imaging In Thinly Bedded Reservoirs,” in Dahlberg

KE (ed): Petrophysical Evaluation of Hydrocarbon

Pore-Thickness in Thinly Bedded Clastic Reservoirs.

Tulsa: The American Association of Petroleum

Geologists, AAPG Archie Series, no. 1 (June 30,

2006): 90–107.

3. Perarnau A: “Use of Core Photo Data in Petrophysical

Analysis,” Transactions of the SPWLA 52nd Annual

Logging Symposium, Colorado Springs, Colorado, USA,

May 14–18, 2011, paper Z.

4. Almon WR: “Overview of Routine Core Analysis,”

in Morton-Thompson D and Woods AM (eds):

Development Geology Reference Manual, Part

5—Laboratory Methods. Tulsa: The American

Association of Petroleum Geologists, AAPG Methods

in Exploration Series, no. 10 (October 1, 1993):

201–203.


Рис. 4. Распространённые растворители для очистки керна (упорядочены по тем-пературе кипения). — Выбор растворителя обычно зависит от смачиваемости ми-нералов породы сырой нефтью. Для полного извлечения нефти некоторых сортов из керна может потребоваться применение смесей растворителей или последовательная обработка несколькими растворителями. Красная черта соответствует температуре кипения воды. (API, сноска 6.)

ких скоростях подачи растворителей через керн во время очистки.5 Для удаления остатков пластовых флю-идов был разработан ряд методов; наиболее широко распространенны-ми методами являются дистилля-ционная экстракция и непрерывная экстракция растворителем.

Тщательную очистку неразрезан-ных кернов, цилиндров и боковых кернов производят в замкнутой си-стеме в аппарате Сокслета или в экстракционном приборе Дина — Старка. В процессе Сокслета обра-зец вымачивается в растворителе, а в методе Дина — Старка через обра-зец пропускают пары растворителя. В обоих методах для удаления воды из керна применяют тепло, а для удаления углеводородов — раство-ритель (рис. 4).

В экстракции по Сокслету для очистки керна используется дистил-ляция (перегонка). Аппарат Соксле-та состоит из колбонагревателя с терморегулятором, перегонной кол-бы, экстрактора и обратного холо-дильника (рис. 5). Растворитель ки-пит на медленном огне, перегнанный растворитель собирается в экстрак-торе, где вымачивается один или не-сколько образцов керна. В аппарате происходит непрерывная перегон-ка, конденсирование и рециркуля-ция растворителя. Чистоту образца оценивают по цвету растворителя, который периодически стекает че-рез сифон из экстрактора; процесс повторяют до выхода чистого экс-тракта после длительного цикла вы-мачивания керна в растворителе. В этом методе может быть использо-ван один или несколько раствори-телей для растворения и экстракции нефти и солевого раствора из керна.

После нескольких циклов по мере извлечения нефти из породы экс-тракт должен стать прозрачным. Однако прозрачность растворителя может и не означать полного уда-ления нефти из керна.6 Для полной очистки керна может потребоваться последовательная обработка всё бо-лее сильными растворителями.

Еще один метод перегонки, метод Дина — Старка, является промыш-ленным стандартом для определе-ния флюидонасыщенности (рис. 6).

Растворитель Температура кипения Растворимость

Дихлорметан

Гексан

Азеотропная смесь хлороформа и метанола

Ацетон

Метанол

Тетрагидрофуран

Циклогексан

Этиленхлорид

Толуол

Тетрахлорэтилен

Ксилол

Нафта

40,1°C (104,25°F)

49,7°C to 68,7°C (от 121,5°F до 155,7°F)

53,8°C (128,8°F)

56,5°C (133,7°F)

64,7°C (148,5°F)

65,0°C (149,0°F)

81,4°C (178,5°F)

83,5°C (182,3°F)

110,6°C (231,1°F)

121,0°C (249,8°F)

от 138,0°C до 144,4°C (от 280,4°F до 291,9°F)

160,0°C (320,0°F)

Нефть и небольшое кол-во воды

Нефть

Нефть, вода и соль


Вода и соль


Нефть

Нефть и небольшое кол-во воды

Нефть

Нефть

Нефть

Нефть

100°C

Образцы керна

Пары растворителя

Точка перелива

Обратный поток жидкого

растворителя

Пары растворителяПерегнанный растворитель

й

перелив

аа

ва

ан

Обракерн

Перегоннаяколба

Экстрактор

Сифон

Колбонагреватель

Обратный холодильник

Образцы керна

р

С

р

С

ррактр

С

рактракт

Сиф

тт

ф

т

ф

тттт

ф

тт

ф цццц

ттор

цразна

рррр

тт

ф

тор

рр

тор

фон Обркер

Рис. 5. Дистилляционный экстрактор Сокслета. — В перегонной колбе (сле-ва на рис.) растворитель медленно доводится до кипения и испаряется. Пары растворителя поднимаются из колбы и охлаждаются в обратном холодильнике. Cконденсировавшийся жидкий растворитель каплями стекает на керн, просачива-ется через него и выводит из него углеводороды и минерализованную воду. Когда перегнанный растворитель в экстракторе достигает точки перелива, отработанный растворитель перетекает обратно через сифон в колбу для повторной перегонки (справа на рис.). Процесс повторяется непрерывно и может продолжаться в течение необходимого времени. Углеводороды из керна удерживаются и концентрируются в перегонной колбе. В некоторых аппаратах Сокслета можно обрабатывать несколько образцов керна.

11Лето 2013 — Зима 2013/2014

Вначале керн взвешивают на анали-тических весах, а затем помещают в экстракционную гильзу аппарата Дина — Старка над нагревательной колбой. Колбу нагревают, раствори-тель доводят до кипения и керн про-питывается парами растворителя, поднимающимися из колбы. Вода в керне испаряется под действием растворителя, и водный пар вместе с парами растворителя поднимается в обратный холодильник. Там пары воды и растворителя охлаждаются и конденсируются, а затем стекают в калиброванную приёмную пробирку.

Вода, плотность которой выше плотности растворителя, скапли-вается на дне приёмной пробирки. Когда сконденсировавшийся рас-творитель перетекает из пробирки, он каплями стекает на образец кер-на. Этот растворитель смешивается с нефтью керна, и капли этой смеси попадают в установленную снизу колбу, где растворитель снова нагре-вается, и цикл испарения и конден-сации повторяется. Цикл дистилля-ции по Дину — Старку завершается, когда объём воды в приёмной про-бирке достигает постоянной вели-

чины, а вода из керна больше не по-ступает. Так как керн всё еще может содержать некоторое количество нефти и солей, после дистилляции по методу Дина — Старка часто про-изводят очистку керна в аппарате Сокслета, после чего керн помещают в печь для сушки.

Керн взвешивают после обработ-ки в экстракторе Дина — Старка и очистки в аппарате Сокслета, а так-же периодически во время сушки (рис. 7).7 Разница в массе до и по-сле очистки считается равной массе удаленных флюидов. Калиброван-

ЛовушкаДина — Старка

Экстракционная гильза

Переходник

Керн

Обратный холодильник

Влагопоглотитель

Кронштейн гильзы

Перегонная колба

Колбонагреватель

Рис. 6. Аппарат Дина — Старка. — Цилиндрический образец керна помещают в камеру (фото). Стандартный аппарат (слева на рис.) состоит из электрического колбонагревателя, перегон-ной колбы с экстракционной камерой, экстракционной гильзы или сетки, ловушки Дина — Старка с калиброванной приёмной

пробиркой и обратного холодильника. Метод Дина — Старка позволяет определить объём воды, удаленной из керна. Поэто-му каждый образец керна подвергается очистке индивидуально в отдельном аппарате.

5. Macini P and Mesini E: “Petrophysics and Reservoir

Characteristics,” in Macini P and Mesini E (eds):

Petroleum Engineering–Upstream, Encyclopaedia of

Life Support Systems (EOLSS) 2008, developed under

the auspices of the United Nations Educational,

Scientific and Cultural Organization, EOLSS

Publishers, Oxford, England, http://www.eolss.net

(accessed July 16, 2013).

6. American Petroleum Institute (API): Recommended

Practices for Core Analysis. Washington, DC:

API Exploration and Production Department,

Recommended Practice 40, Second Edition, February

1998.

7. Керн сушат в печи в течение определённого

времени до постоянной массы, что означет полное

испарение воды из керна. Обычно для сушки

образцов керна применяют конвекционную или

вакуумную печь. Однако если керн содержит гипс

или гидрофильную глину, сушку проводят в печи,

оборудованной системой впрыска водяного пара

для поддержания нужного уровня относительной

влажности.


ная приёмная пробирка служит для измерения объёма воды, который пересчитывается в массу на основа-нии плотности дистиллированной воды. Остающаяся разница в мас-се равна массе удаленной из керна нефти. Обычно для определения объёма нефти по массе применяется величина плотности нефти. Затем измеряется объём порового про-странства; разница между объёмом порового пространства и суммой объёмов нефти и воды равна объёму газа. Эти объёмы флюидов делят на объём порового пространства, что дает флюидонасыщенности.

Иногда в лабораториях применяют и другие методы очистки и экстрак-ции для обработки различных типов пород. Разработан метод обработки кернов, содержащих тонкодисперс-ную глину с хрупкой структурой. Керны подвергают очистке серией взаимно смешивающихся раство-

рителей, которые подаются в такой последовательности, чтобы каждый растворитель вытеснял определен-ный поровый флюид, после чего он сам вытесняется следующим раство-рителем. Во время очистки раство-ритель могут подавать непрерывно или периодически, останавливая по-дачу на некоторое время, чтобы рас-творитель имел возможность пропи-тать керн.

Чтобы ускорить обработку кер-на, лаборанты могут использовать скоростной экстрактор, в котором в образец керна закачивается нагре-тый растворитель. В течение одного цикла может производиться анализ нескольких образцов керна; каждый образец помещают в отдельный со-суд, затем экстрактор нагревается и растворитель под высоким давле-нием закачивается в образцы керна. Вытесненные флюиды собираются отдельно для каждого образца керна.

Основные измеренияИзмерения пористости и прони-цаемости — это основные виды из-мерений, необходимые для оценки продуктивности пласта-коллектора. Пористость — меру ёмкости пла-ста-коллектора — можно найти пу-тем измерения объёма зёрен поро-ды, объёма порового пространства и суммарного объёма (рис. 8). Для определения пористости нужно знать только два из этих трёх объ-ёмов. Объём порового пространства измеряют в условиях моделируемо-го геостатического давления.

Рис. 7. Взвешивание цилиндрических образцов керна. — Точное взвешивание каждого образца керна на каждом этапе процесса очистки и экстракции необходи-мо потому , что небольшие изменения массы влияют на точность расчетов плотности зёрен и на результаты последующего определения других важных параметров пласта, таких как флюидонасыщение.

φ = Vp/V

b,

φ = (Vb–V

g)/V

b,

φ = Vp/(V

p+V

g) ,

φV

p

Vb

Vg

= пористость,

= объём порового пространства,

= суммарный объём,

= объём зёрен породы.

где

Рис. 8. Отношения пористости. — По-ристость определяется как отношение объёма порового пространства к суммар-ному объёму. Так как суммарный объём является суммой объёма зёрен породы и порового пространства, измерение одно-го из этих объёмов позволяет рассчитать третий объём, а затем и пористость.

8. API, сноска 6.

9. Ртуть используют потому, что это практически

идеальная несмачивающая жидкость, которая не

входит в поры при нормальном давлении.


11. Гелий применяют потому, что это инертный газ,

который практически не адсорбируется на по-

верхности минералов керна и ведет себя почти

как идеальный газ при невысоком давлении и

температуре. Из-за малого размера атомов гелий

легко входит в микропоры керна, вплоть до пор

размером около 0,2 нм.

Подробнее об определении пористости см.: Cone

MP and Kersey DG: “Porosity,” in Morton-Thompson D

and Woods AM (eds): Development Geology Reference

Manual, Part 5— Laboratory Methods. Tulsa: The

American Association of Petroleum Geologists, AAPG

Methods in Exploration Series, no. 10 (October 1,

1993): 204–209.

13Лето 2013 — Зима 2013/2014

Существует целый ряд различных методов измерения этих объёмов в керне; большинство из них основа-ны на физических измерениях мас-сы, длины, объёма или давления. Некоторые из этих измерений мож-но проводить непосредственно на образцах керна; другие — измеряя объём вытесняемых флюидов.

Суммарный объём можно най-ти путем прямых измерений. Для этого лаборант измеряет длину и диаметр керна цифровым штан-генциркулем или микрометром. Рекомендуется провести как ми-нимум пять замеров. Площадь по-перечного сечения цилиндрическо-го образца керна рассчитывают по среднему диаметру, а затем умно-жают на среднюю длину: это даст суммарный объём.8 В некоторых лабораториях данные замеров кер-нов цифровыми штангенцирку-лями автоматически заносятся в компьютер, который рассчитывает суммарный геометрический объём, коэффициент формы, эффективную площадь сечения потока и коэффи-циент уплотнения.

Прочие методы основаны на зако-не Архимеда о вытеснении жидко-сти: тело, полностью погруженное в жидкость, вытесняет объём жидко-сти, равный объёму тела. Вытесне-ние можно измерить объёмным или гравиметрическим методом.

Для определения суммарного объ-ёма объёмным методом использу-ется порозиметр с небольшим ко-личеством ртути.9 Сперва пустую камеру порозиметра наполняют ртутью, чтобы определить ее объём. Затем ртуть сливают из камеры, и в камеру помещают цилиндрический образец керна. В камеру снова за-ливают ртуть. Объём ртути, запол-нившей пустую камеру, минус объём ртути, заполнившей камеру с образ-цом керна, даст суммарный объём образца керна.

Для определения суммарного объ-ёма гравиметрическим методом хи-мический стакан с ртутью ставят на лабораторные весы. После взвеши-вания стакана и ртути в ртуть по-гружают очищенный, высушенный и предварительно взвешенный ци-линдрический образец керна. Чтобы

найти суммарный объём, необхо-димо прирост массы после погру-жения керна в ртуть разделить на плотность ртути. В настоящее время в лабораториях предпочитают воз-держиваться от применения ртути. Вместо этого применяют метод Ар-химеда с погружением керна в со-левой раствор, нефтяной дистиллят или толуол.10

Определив суммарный объём, ла-боранты приступают к измерению объёма зёрен породы и объёма по-рового пространства. Наиболее бы-стродействующий и широко распро-страненный аппарат для измерения объёма зёрен породы и порового про-странства (а следовательно, и для определения пористости) — это ав-томатический порозиметр (рис. 9).

Действие порозиметра основано на применении закона Бойля — Ма-риотта для расчета пористости на основании падения давления, изме-ренного при вхождении известного объёма флюида в расширительную камеру, в которую помещён образец керна. В данном случае флюидом яв-ляется газ гелий.11

Для измерения объёма порового пространства очищенный и высу-шенный образец керна помещает-ся в кернодержатель с гильзой из эластомера. При подаче воздуха в камеру гильза сжимается и прини-мает форму керна. Кернодержатель используют вместо камеры для проб порозиметра. Контрольная камера изначально изолирована от керна в кернодержателе, в нее подается ге-

Датчик давления

Клапан

Клапан

V1

V2

Баллон с гелием

Клапан

Цилиндрический образец керна



Контрольная ячейка

Ячейка с образцом

КлапанВыпускное отверстие

Датчик

V2

Клапан

Цилиндриобразец к

Ддавления

Ячейка с образцом

Клапан

He

Рис. 9. Порозиметр, действие которого основано на законе Бойля — Мариот-та. — Порозиметр (вверху на рис.) измеряет перепад давления между контрольной камерой и камерой с образцом для определения объёма порового пространства и объёма зёрен породы. На принципиальной схеме (внизу на рис.) показано внутрен-нее устройство порозиметра с контрольной камерой, объём которой известен и неиз-менен, и с камерой, в которую помещаются образцы керна. Порозиметр оборудован клапанами, впускающими газ под давлением в обе камеры, датчиками давления и трубками между газовым баллоном и камерами. Калибровка, срабатывание клапанов и расчет результатов производятся полностью автоматически. (Фото предоставлено Coretest Systems, Inc.)


кенберга — это экстраполяция таких измерений на бесконечное давление газа, при котором газ, как предпола-гается, ведет себя как жидкость.13

Дополнительная поправка вносит-ся на высокие расходы газа через из-вилистые пути движения. Поправка Форхгеймера учитывает ускорение газа при прохождении через малые поровые отверстия и замедление при входе в поры. Многие нестаци-онарные газовые пермеаметры авто-матически вносят поправки на эф-фекты Клинкенберга и Форхгеймера во время анализа.

После завершения анализа гото-вится отчет, который вместе с копи-ями цифровых снимков и данными сканирования лаборатория передаёт заказчику. В зависимости от ука-заний заказчика, керн может быть оставлен на хранение, возвращён заказчику или отправлен в кернох-ранилище для использования в бу-дущем.

Петрографические измеренияСтандартные методы анализа керна помогают оценить литологические характеристики, особенности напла-стования, остаточную флюидонасы-щенность, пористость и проницае-мость, но это составляет лишь часть информации, которую может дать керн. Дополнительные аналитиче-ские результаты и изображения кер-на могут быть получены путем петро-графических исследований керна.

Сканирующая электронная микро-скопия керна изучает рельеф по-верхности керна с увеличением, по-зволяющим разрешить особенности масштаба нескольких нанометров. Сканирующий электронный микро-скоп сканирует поверхность образ-ца керна точно сфокусированным пучком электронов, отслеживание взаимодействия которых с образцом создает изображение. Детекторы электронов получают информацию о рельефе поверхности образца, а детекторы обратного рассеяния рас-познают изменения в составе по-верхности керна.

Для изучения изменений мине-ралогического состава, включая распределение фаз и следовых эле-ментов, применяют цветной катодо-


13. Klinkenberg LJ: “The Permeability of Porous Media to

Liquids and Gases,” Drilling and Production Practice,

(1941): 200–213.

Rushing JA, Newsham KE, Lasswell PM, Cox JC and

Blasingame TA: “Klinkenberg-Corrected Permeability

Measurements in Tight Gas Sands: Steady-State

Versus Unsteady-State Techniques,” paper SPE

89867, presented at the SPE Annual Technical

Conference and Exhibition, Houston, September

26–29, 2004.

лий до достижения определённого давления. Затем клапан камеры с керном открывается, туда поступа-ет гелий и давления в контрольной камере и в поровом пространстве керна выравниваются. Пористость рассчитывают по результатам изме-рений суммарного объёма и объёма порового пространства (рис. 10). Процесс измерения объёма зёрен породы аналогичен за исключением того, что керн не закрывается гиль-зой, а помещается непосредственно в камеру для образцов.

Еще одной важной характеристи-кой пластовой породы является про-ницаемость, т.е. способность породы проводить жидкости. В лаборатории проницаемость определяют путем пропускания флюида известной вяз-кости с заданной скоростью через фрагмент керна известной длины и диаметра и измерения перепада дав-ления на керне. При стандартном

анализе керна в качестве флюида может использоваться воздух, но чаще применяют азот или гелий, в зависимости от типа прибора. Очи-щенный и высушенный керн уста-навливают в специальный керно-держатель, который оборачивается газонепроницаемой гильзой из эла-стомера (рис. 11). В пермеаметре газ под давлением подается через входное отверстие на керн. На вы-ходном отверстии измеряется пере-пад давления и расход. Так устроен газовый пермеаметр стационарной фильтрации.

Альтернативный метод определе-ния проницаемости заключается в том, что в камере создается высокое давление, затем открывается клапан, и газ проходит через цилиндриче-ский образец керна по мере пониже-ния давления. Если в лаборатории применяется газовый пермеаметр нестационарной фильтрации, для расчета проницаемости керна мож-но использовать скорость падения давления и расход выходящего газа.

В результаты измерений вносят-ся поправки для компенсации раз-личий между лабораторными и скважинными условиями.12 В этих поправках учитывается разница на-пряжений, для чего один или не-сколько репрезентативных цилин-дрических образцов подвергают действию давления; в некоторых пермеаметрах создается давление до 70 МПа (10 000 фунт/дюйм2). Часто керн подвергают воздействию дав-ления разной величины для уста-новления влияния напряжения на проницаемость и для применения соответствующего поправочного ко-эффициента на напряжение пласта в ходе выполнения других стандарт-ных измерений проницаемости.

Течение газа в порах отличается от течения жидкости из-за различий в граничных условиях на стенках пор для газов и жидкостей. Поток жид-кости, по сравнению с потоком газа, встречает более высокое сопротив-ление течению на стенках пор. Про-скальзывание газа можно компенси-ровать путем пошагового повышения среднего давления газа в керне, кото-рое увеличивает сопротивление по-току на стенках пор. Поправка Клин-

PiV

i = P

f(V

i + V

l + V

p) ,

Pi

Pf

Vi

Vl

Vp

= начальное давление,

= конечное давление в системе,

= начальный объём в контрольной камере,

= объём соединительных линий,

= объём порового пространства образца.

где

Рис. 10. Расчет объёма порового про-странства. — Согласно закону Бойля — Мариотта, объём порового пространства можно рассчитать по разнице между начальным и конечным давлением в по-розиметре.

15Лето 2013 — Зима 2013/2014

На расходомер

Воздух низкого давления (поток)

Отверстие для воздуха высокого давления (герметизациякерна)

Гильза из эластомера

Резиновый диск

Керн

Металлическая крышка

Выходное отверстие

Входное отверстие

люминесцентный детектор. Этот де-тектор позволяет визуализировать следы химических воздействий и обрастаний, зоны роста и внутрен-ние сомкнутые трещины. Изображе-ния дают подробную информацию о процессах, сопровождающих рост кристаллов минералов, а также об их замещении, деформации и проис-хождении. Исследуемые петрологи-ческие аспекты включают изучение цементации и диагенеза осадочных пород, анализ происхождения обло-мочных пород, а также исследования внутреннего строения ископаемых.

Инфракрасная Фурье-спектро-скопия диффузного отражения (Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy — DRIFTS) является специализированным ме-тодом определения минералогиче-ского состава и содержания органи-ческого вещества — характеристик, являющихся решающими при раз-работке систем заканчивания сква-жин, пробуренных на аргиллитовые коллекторы. Ученые могут изучать керн, шлам или пробы пород из об-нажений. Метод DRIFTS отлича-ется оперативностью: определение минералогического состава и со-держания органического вещества производится в ходе 50-секундно-го сканирования. Подготовка об-разцов по фирменной технологии компании Schlumberger позволяет использовать их для количественно-го определения породообразующих минералов. Для анализа достаточно образца породы массой всего лишь 5 г (0,18 унций).

Прибор сканирует образец породы в инфракрасном свете разной длины волны. Проходя через породу, свет рассеивается. Производится регрес-сионный анализ частоты и амплиту-ды спектра отраженного инфракрас-ного излучения для определения литологических и минералогиче-ских характеристик и содержания органического вещества в каждом образце породы.

Для начальной калибровки при определении минералогических ха-рактеристик и содержания керогена производится инфракрасная Фурье-спектроскопия в двойном диапазо-не (Dual Range Fourier Transform

Infrared Spectroscopy — DRFT-IR) и рентгенофлуоресцентный анализ (X-Ray Fluorescence — XRF) репре-зентативных образцов для проверки минералогических характеристик, затем определяется общее содержа-ние органического углерода мето-дом LECO для проверки содержания органического вещества и керогена. После окончания исследований ме-тодами DRFT-IR и XRF и определе-ния общего содержания органиче-ского углерода можно приступать к исследованию методом DRIFTS для

оперативного получения данных, которые будут использоваться при принятии решений о системах за-канчивания.

Одна из добывающих компаний на западе США проводила анализ кернов из глинистых сланцев Ман-кос (Mancos) методом DRIFTS для оценки возможности использования кернов для определения минера-логического состава и содержания керогена в нетрадиционных коллек-торах. Первое исследование было выполнено на керне из вертикаль-

Рис. 11. Камера Хасслера для измерения проницаемости по газу. — Образец керна помещают в гильзу из эластомера. Крышки на обоих концах аппарата имеют отвер-стия для подачи газа. Пермеаметр (фото) пропускает газ через входное отверстие на дне, газ проходит через керн и выходит через расходомер. Проницаемость рассчиты-вается по уравнению Дарси. (Фото предоставлено Coretest Systems, Inc.)


ной скважины, в которой кроме от-бора керна был проведен и каротаж. Информация со скважины состави-ла обширную базу данных, применя-емую для оценки глинистых сланцев Манкос.

В лаборатории для определения минералогического состава и со-держания органического вещества использовали размолотые образ-цы кернов. В дополнение к данным DRIFTS, в оценке применяли ми-нералогические данные исследо-вания методами DRFT-IR и XRF и результаты измерения общего со-держания органического углерода. Эти традиционные методы анализа были выполнены на тех же размо-

лотых кернах, что и анализ мето-дом DRIFTS. Результаты анализов показали хорошее соответствие между данными DRIFTS и резуль-татами применения трех других более точных аналитических мето-дов (рис. 12). Результаты анализов придали специалистам уверенно-сти в возможности применения ме-тода DRIFTS на других скважинах, пробуренных в глинистые сланцы Манкос.

Вторая скважина, участвовавшая в исследовании, была горизонталь-ной добывающей скважиной. Вы-сокие показания гамма-каротажа и низкие показания газового каротажа вблизи приствольного участка сква-

жины натолкнули на мысль о том, что скважина не вскрыла целевой объект. Интенсивность гамма-излу-чения снижалась по мере подъема ствола скважины вверх по страти-графическому разрезу, показывая лучшие коллекторские свойства пласта в целевом интервале; это на-ходилось в соответствии с показани-ями газового каротажа вблизи при-забойного участка скважины.

Показания, полученные методом DRIFTS на призабойном участке скважины, были выше установлен-ных добывающей компанией мини-мальных пороговых величин содер-жания керогена, а содержания глин, карбонатных пород и кварца были в пределах допустимого и хорошо согласовывались с данными гам-ма- и газового каротажа (рис. 13). Прочие данные от приствольного участка скважины показывали недо-пустимо высокое содержание глины, что подтвердило заключение ин-терпретации данных гамма-карота-жа о том, что скважина не вскрыла целевой интервал. Однако данные метода DRIFTS продемонстрирова-ли аномально высокое содержание каолинита у приствольного участ-ка скважины, что типично для бен-тонитовых слоев, о существовании которых в толще Манкос хорошо из-вестно. Там же было зафиксировано высокое содержание керогена (5,6% по сравнению с 3,1 — 4,3% на при-забойном участке скважины). Эти сведения, которые невозможно было получить по данным измерений в процессе бурения скважины, сви-детельствовали, что бентонитовая зона была лишь маломощной анома-лией, не отражающей условия окру-жающей ее толщи Манкос.

Данные после проведения гидро-разрыва пласта показывают поло-жительный результат мероприя-тий по интенсификации притока с успешной закачкой проппанта, хотя для разрыва бентонитовой зоны с высоким содержанием глины по-требовались более высокие скоро-сти закачки. Добывающая компания включила эти данные в результаты исследований для оптимизации си-стем заканчивания при строитель-стве следующих скважин.

Рис. 12. Проверка измерений DRIFTS. — Результаты измерений DRIFTS в вертикаль-ной наблюдательной скважине хорошо согласуются с результатами измерений содер-жания глины, карбонатных пород и кварца методом DRFT-IR. Содержание керогена по методу DRIFTS сравнивали с общим содержанием органического углерода (TOC) по методу LECO. Метод DRIFTS позволяет определять массовое процентное содержание керогена с учетом не только углерода, но и других элементов; поэтому для корре-ляции результатов определения содержания керогена с результатами определения общего содержания органического углерода применяют поправочный коэффициент 1,2. Графики вверху показывают хорошее согласование результатов, полученных методом DRIFTS и другими методами измерений.

100Глина

0

50

0 50DRIFTS, мас. %

DRFT

-IR, м

ас. %

100

100Карбонатная порода

0

50


DRFT

-IR, м

ас. %

100

100Кварц

0

50


DRFT

-IR, м

ас. %

100

5.0Кероген

0

2,5

0 2,5DRIFTS, мас. %

Общ

ее с

одер

жан

ие

орга

ниче

ског

о уг

леро

да ×

1,2

мас

. %

5,0

17Лето 2013 — Зима 2013/2014

В ходе оценки характеристик пла-стов добывающие компании исполь-зуют и другие данные совместно с этими важными результатами ана-лиза керна, выступающими прак-тически в роли истины в последней инстанции. Различные виды анали-за керна будут и дальше служить источником информации, которая необходима при принятии решений об углублении, ликвидации или за-канчивании скважин.

В некоторых случаях стандартный анализ керна и петрологические ис-следования дают всю необходимую

Рис. 13. Показания в зоне бентонита. — Гамма-каротаж (до-рожка 3 сверху) показывает высокую интенсивность радиации в интервале от V150 до V450 футов по стволу , что интерпрети-руется как зона бентонита (красный прямоугольник). Траек-тория скважины (дорожка 1) была изменена, чтобы провести скважину вверх для вскрытия этой зоны. Высокая интенсив-ность гамма-излучения в сочетании с низкими показаниями га-зового каротажа (дорожка 2) обычно свидетельствует о низком качестве пласта-коллектора. Обработке с целью интенсифи-кации притока подвергли все интервалы этой горизонтальной скважины. В зоне бентонита скорость закачки, требуемая для

гидроразрыва пласта, была выше при том же давлении (до-рожка 4). Исследование при помощи веществ-индикаторов (дорожка 5) показывает присутствие химического индикатора на всех 15 интервалах. Это свидетельствует об успешной за-качке проппанта на каждом интервале. Анализ методом DRIFTS (дорожка 6) демонстрирует присутствие керогена во всей зоне, что доказывает небольшую толщину бентонитовой зоны (жел-тый прямоугольник) в продуктивной толще глинистых сланцев Манкос несмотря на высокую интенсивность гамма-излучения и низкие показания газового каротажа.

Интервал 15 14 13 12 11 10 9 7 5 3 18 6 4 2

Всег

о гл

ины

Сост

ав с

огла

сно

DRIF

TS, %

500

100

Всег

о ка

рбон

атны

х по

род

Всег

о кв

арца

V250

Данн

ые

гам

ма -ка

рота

жа

Общ

ий о

бъём

газа

(О

ОГ)

Исти

нная

глуб

ина

по в

ерти

кали

gAPI

Глуб

ина

фут

фут

300

0

Сред

няя

скор

ость

зак

ачки

, ба

рр./м

ин

3080

6070

5040

Един

ицы

ООГ

850

5720

5800

V500

V750

W00

0

W25

0

W50

0

W75

0

X000

X250

X500

X750

Y000

Y250

Y500

Y750

Z000

Z250

Z500

Мак

сим

альн

ое д

авле

ние,

10

00 ф

унт/

дюйм

2

100

86

42

Конц

ентр

ация

инд

икат

ора,

ча

стей

на

мил

лиар

д (p

pb)

050

4020

1030

2515

012

575

5010

0

Зака

чка

песк

а, 1

000

фун

тов

Всег

о ке

роге

на

информацию. Чаще всего для полу-чения дополнительной информации нужны дополнительные анализы. Среди них — оценка многофазно-го насыщения и фильтрационных свойств, таких как капиллярное давление и относительная фазовая проницаемость; измерения для ка-либровки каротажных данных, на-пример, измерение электрических характеристик для определения пористости и насыщенности по ре-зультатам каротажа; обеспечение бесперебойного режима потока; гео-механические измерения или оценка

эффективности EOR. Эти исследо-вания вносят огромный вклад в из-учение коллекторов, но все они на-чинаются со стандартного анализа керна.

—М.В.

core analysis

Documents

Transcript of core analysis