Изложены задачи, решаемые методом отбора керна из стенок скважины прибо< рами на каротажном кабеле, и условия работы сверлящих керноотборников в сква| жинах при разведке на нефть и газ, дан критический анализ существующих принци> пиальных схем боковых керноотборников и технологических процессов отбора образцов пород. Описаны принципы конструирования и устройство сверлящих керноотборников и наземной аппаратуры управления, методические возможности аппаратуры. Определены области применения керноотборников. Сопоставлены данные бокового отбора керна и колонкового бурения, показана геолого-экономическая эффективность метода.
Для инженерно-технических работников промыслово-геофизической и геологи ческой служб нефтяной и газовой промышленности. Табл. 9. ил. 73, список лит. — 29 назв.
Авторы:
_ А.А. Молчанов, М.Р. Мавлютов, Г.Н. Филиди, В.Ф. Малинин Рецензент -инж. А.А. Мухер (Министерство нефтяной промышленности)
ВВЕДЕНИЕ
Высокие темпы развития топливно-энергетической базы страны, определенные XXVI съездом КПСС, требуют постоянного совершенствования и дальнейшего развития методов .разведки месторождений полезных ископаемых. При этом важную роль играют геофизические методы исследований скважин, которые применяются на всех стадиях геологоразведочных работ — от поисков до контроля за выработкой залежи.
Геофизические методы (электрические, ядерно-физические, термические, акустические и др.), используемые в комплексе, позволяют решать основные задачи расчленения разреза, выделения коллекторов и оценки их насыщенности в различных геологических условиях. Однако в сложных геолого-технических условиях важные для промысловой практики задачи изучения пород-коллекторов (исследование структуры норового пространства, определение проницаемости пород и др.) применяемым комплексом геофизических методов не решаются и требуется отбор проб горных пород и пластового флюида из исследуемых интервалов.
Дополнительную информацию о пройденных скважиной отложениях дают отбор и исследование керна, полученного колонковым бурением. Однако этот метод имеет существенные технические ограничения. При широко распространенных режимах и технологии бурения зачастую мал процент выноса керна, особенно в наиболее пористых, слабосцементированных породах, что искажает представление о коллекторе, а снижение скоростей проходки и ухудшение экономических показателей бурения не позволяют широко применить отбор керна колонковым долотом в основном фонде эксплуатационных скважин.
Существенно дополняет комплекс геофизических исследований скважин метод отбора образцов пород из стенок скважины с помощью приборов, спускаемых на кабеле, среди которых наибольшее распространение получили стреляющие грунтоносы и сверлящие керноотборники [7,15,18 25, 28]. Значительное разрушение образца породы при отборе его выстреливаемым бойком ограничило практическое применение стреляющих грунтоносов визуальным исследованием литологии пород. Определение коллекторских свойств по этим образцам затруднено из-за малых размеров частиц пород либо вообще невозможно, так как разрушенные образцы высыпаются из бойков грунтоноса при транспортировке его на поверхность.
Метод отбора образцов горных пород из стенок скважины боковыми сверлящими керноотборниками на кабеле позволяет получать надежную информацию для определения минералогического состава горных пород, характера насыщенности пластов, их литологического расчленения, определения коллекторских и физических свойств горных пород с целью использования полученных материалов для подсчета запасов.
Первые работы по созданию отечественной аппаратуры для взятия об-
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ............................................. 3
Глава I. Процессы механического разрушения горных пород............. 5
1. Механические свойства горных пород осадочного комплекса......... 5
2. Напряженное состояние горных пород, окружающих скважину........ 6
3. Механизм разрушения горных пород различными породоразрушающими инденторами......................................... 8
4. Взаимодействие резцов коронки с горной породой............... 13
5. Условия сохранения целостности керна....................... 19
Глава II. Исследование процессов выбуривания керна................. 21
1. Физическое моделирование процессов выбуривания керна........... 21
2. Связь механической скорости бурения с осевой нагрузкой и частотой вращения бура....................................... 28
3. Выбор оптимальных режимов выбуривания керна................ 29
4. Влияние промывки призабойной зоны на процесс выбуривания керна. ... 31
5. Влияние перепада давления скважина—пласт на эффективность выбуривания керна ....................................... 32
Глава III. Принципы конструирования сверлящих керноотборников на
кабеле............................................... 37
1. Задачи, решаемые при отборе керна из стенок скважин, и геолого-технические условия эксплуатации аппаратуры....................... 37
2. Анализ принципиальных конструктивных схем сверлящих керноотборников ............................................. 39
3. Узел бура и породоразрушающий инструмент................... 44
4. Механизм отрыва керна................................ 47
5. Механизм промывки бура............................... 50
6. Электропривод сверлящего керноотборника................... 51
7. Гидропривод керноотборника............................ 59
8. Механический привод.................................. 62
Глава IV. Промышленные образцы сверлящих керноотборников на кабеле . ... 63
1. Аппаратура СКО-8-9................................... 63
2. Многоотборный керноотборник СКМ-8-9...................... 67
3. Термостойкий керноотборник СКТ-1........................ 69
4. Аппаратура управления сверлящими керноотборниками............ 73
Глава V. Петрофизические исследования образцов горных пород, отбираемых
сверлящими керноотборниками............................... 74
1. Задачи и методические возможности изучения разрезов скважин по образцам ............................................ 74
2. Методика и аппаратура................................. 78
3. Литолого-петрографическое изучение пород.................... gi
4. Определение коэффициента п' чницаемости.................... 86
5. Измерение коэффициента пористости........................ gg
151
6. Оценка коэффициента остаточной нефтенасыщенности пород......... 91
7. Оценка коэффициента остаточной водонасыщенности.............. 95
8. Измерение удельного электрического сопротивления.............. 98
9. Измерение скорости распространения акустических волн в образцах горных пород........................................ Ю1
10. Изучение физических свойств горных пород в условиях, приближенных
к пластовым........................................ ЮЗ
Глава VI. Результаты промышленного применения и перспективы развития
метода отбора керна...................................... 111
1. Состояние и особенности применения сверлящих керноотборников в различных районах страны................................ Ш
2. Использование данных исследования керна при поиске и разведке нефтяных и газовых месторождений............................ 119
3. Методика отбора образцов из стенок скважин.................. 134
4. Техническая результативность применения сверлящих керноотборников 139
5. Перспективы развития метода бокового отбора керна............. 144
Заключение............................................ 147
Слисок литературы....................................... 149
Цена: 300руб.
