Геологические исследования скважин. Отбор керна и шлама

При разведке и эксплуатации месторождений нефти и газа широко применяются как вертикальные, так и наклонно-направленные скважины глубокого бурения. На месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами, как один из способов повышения нефтеотдачи, все чаще применяются скважины горизонтально вскрывающие пласт-коллектор.

Решение о выборе траектории ствола, использовании того или иного способа и диаметра бурения - один из ответственных этапов проектирования глубокой скважины. В дальнейшем, выбранный способ предопределяет многие технические решения: режимы бурения, гидравлическую программу, буровой инструмент, диаметры долот, плотность бурового раствора, тип буровой установки, технологию крепления скважины и др. На этапе эксплуатации могут использоваться многорядные скважины.

8.3. Геологические осложнения при бурении

На основе анализа геологического разреза по стволу проектируемой скважины намечаются интервалы глубин с возможными осложнениями для ее проводки. Участками осложнений могут являться зоны приустьевого размыва, оттаивания многолетнемерзлых пород, кавернообразования в глинистых горизонтах и, наоборот, интервалы, угрожающие сужением ствола на участках легко проницаемых пластов. В зонах аномалий пластового давления осложнения могут быть связаны как с флюидопроявлениями при пониженном противодавлении, так и поглощением бурового раствора при противодавлении избыточном. На интервалах разреза с повышенной трещиноватостью пород возможны обвалы стенок скважины. При проектировании разведочных и эксплуатационных скважин (т.е. на площадях с относительно высокой изученностью строения нефтегазоносной толщи) проводится предварительная оценка коэффициентов кавернозности по литолого-стратиграфическим горизонтам разреза.

Высокая стоимость строительства глубоких скважин на нефть и газ предполагает большое внимание к сопутствующим геологическим, геофизическим и геохимическим исследованиям. Соответственно, они должны быть предусмотрены проектом в необходимых объемах.

В комплекс геологических исследований входят отбор керна, шлама и образцов боковым грунтоносом. На основе результатов лабораторной обработки образцов керна, шлама, фауны и т. д. составляется сплошной разрез пород, слагающих изучаемую площадь, определяется их возраст, а на основе комплексной геолого-геофизической корреляции определяются структурные особенности исследуемой территории или площади. Люминесцентно-битуминологическим анализом керна и проб бурового раствора и шлама проводится оперативное определение содержания углеводородов.

Шлам, выносимый промывочной жидкостью, позволяет непрерывно диагностировать литологический состав буримых пород. Однако, образцы шлама не имеют точной привязки к глубине: время подъема его обломков к поверхности зависит от их крупности, плотности, конфигурации, а также от скорости движения и плотности бурового раствора. Следовательно, состав шлама позволяет судить лишь об общих чертах литологии разреза, а также отмечать смену состава слагающих его пород.

При любых условиях, главным источником информации в процессе бурения является керн (уточняется геологическое строение площади, проводятся палеотектонические реконструкции условий формирования ловушек и углеводородных скоплений, определяются физические параметры горных пород для более уверенной интерпретации результатов геофизических исследований). При подсчете запасов нефти и газа результаты исследования керна дают наиболее достоверную информацию о подсчетных параметрах. Уточнение литологического состава и коллекторских свойств продуктивных отложений невозможно без отбора определенного количества образцов керна.

Современные технологии глубокого бурения предполагают, что сплошной отбор керна экономически нецелесообразен, на практике он реализуется только в опорных скважинах (50-100%). В параметрических и поисковых скважинах керна отбирается только из перспективных горизонтов – в объеме 12-15% от общего метража бурения; в разведочных скважинах – из продуктивных пластов – до 10% от глубины скважины. В добывающих (эксплуатационных) скважинах керна отбирается из интервалов нефтегазоносных пластов, для уточнения их коллекторских свойств. В нагнетательных скважинах керн рекомендуется отбирать из пласта, намеченного для закачки.

При низком выносе керна, интервалы, перспективные на нефть и газ, изучаются с помощью образцов, отобранных боковыми грунтоносами.