МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное агентство по недропользованию

ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт" (ВНИГНИ)

Филиал "Апрелевское отделение ВНИГНИ"

«УТВЕРЖДАЮ»

Зам. Руководителя Федерального агентства по недропользованию ______________ Морозов А.Ф.

«____»_____________ 2012 г.

Внимание!

1. Первая версия данных рекомендаций подготовлена ВНИГНИ в рамках госконтракта с МПР России № АТ-03-13/94 от 15.04.2006 г., утверждена ген. директором ВНИГНИ К.А. Клещевым и издана ВНИГНИ в 2008 г.
2. Данный же документ - уточненная версия изданных рекомендаций, подготовленная ВНИГНИ в рамках госконтракта с Роснедра № АМ-02-34/59 от 17.12.2010 г. Принята Роснедрами протокольно в составе отчета по упомянутому госконтракту.
3. По состоянию на 29.08.2020 г. сведений о публикации данной версии в установленном порядке не найдено.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ОБРАБОТКЕ, ИНВЕНТАРИЗАЦИИ, СИСТЕМАТИЗАЦИИ,

ХРАНЕНИЮ И АНАЛИТИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ КЕРНА

ОПОРНЫХ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ СКВАЖИН

МОСКВА, 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

• и определения ……………………………………………………………………. 7

Общие положения .................................................................................................................. 8

• и задачи .......................................................................................................................... 8
• применения .............................................................................................................. 9

1. Организация работ по хранению и аналитическому исследованию керна ………….. 10
   1. Кернохранилище ............................................................................................................. 10
   2. Аналитический центр изучения керна .......................................................................... 12
   3. Информационные системы ............................................................................................. 14
2. Правила отбора, укладки, транспортировки и приемки кернового материала …….... 15
   1. Объем отбора керна ........................................................................................................ 15
   2. Порядок отбора керна при бурении параметрических скважин ................................ 16
   3. Правила укладки и первичного документирования керна на буровой ...................... 17
      1. Предварительная привязка керна ............................................................................... 18
      2. Визуальный анализ и первичное послойное макроописание керна ....................... 19
      3. Упаковка керна с применением консервации ............................................................ 23
      4. Порядок укладки керна в транспортировочные ящики и его маркировка ………. 24
   4. Транспортировка кернового материала ........................................................................ 25
   5. Приемка керна и геологических материалов ............................................................... 27
   6. Отбор и хранение образцов коллекционного фонда ................................................... 28
3. Правила обработки кернового материала параметрических скважин .......................... 31
   1. Первичная обработка керна ............................................................................................ 31
   2. Макроописание керна перед закладкой на долговременное хранение ...................... 32
   3. Восстановление ящиков, этикеток, маркировки, привязок керна .............................. 32
   4. Распиловка керна и его регистрация ............................................................................. 33
   5. Первичная фотодокументация ....................................................................................... 35
   6. Методика фотодокументации образцов ........................................................................ 35
   7. Макросъемка образцов керна ......................................................................................... 36
   8. Порядок предоставления кернового материала сторонним организациям ............... 37
4. Инвентаризация и систематизация кернового материала опорных и параметрических

• ............................................................................................................................. 39
  1. Инвентаризация кернового материала .......................................................................... 39
  2. Маркировка местонахождения ящиков керна .............................................................. 39
  3. Маркировка экземпляров и образцов ............................................................................ 40
  4. Систематизация кернового материала параметрических скважин ............................ 40
  5. Хранение кернового материала параметрических скважин ....................................... 41
  6. Требования к условиям хранения керна и коллекций ................................................. 41
  7. Требования к процессу ликвидации керна .................................................................... 42

5. Аналитические исследования керна параметрических скважин ................................... 43
   1. Литолого-петрографические и стратиграфические исследования керна .................. 45
      1. Литолого-петрографические исследования ............................................................... 45
      2. Биостратиграфические и палеонтологические исследования керна ....................... 50
      3. Литолого-петрографическое изучение керна с использованием шлифов ……….. 52
      4. Особенности микросъемки шлифов в проходящем свете ........................................ 52
   2. Изотопные методы исследования .................................................................................. 53
   3. Петрофизические исследования керна параметрических скважин ............................ 55
      1. Оперативные петрофизические исследования керна параметрических скважин . 55
      2. Лабораторные петрофизические исследования керна параметрических скважин . 58
         1. Исследования на колонке керна ............................................................................... 59
         2. Определения основных фильтрационно-емкостных свойств пород .................... 60
   4. Геохимические исследования ........................................................................................ 67
6. Правила составления сводного отчета по опорным и параметрическим скважинам ... 71

• рекомендованной литературы ................................................................................. 76

Современное состояние проблемы по отбору, обработке, аналитическим исследованиям, инвентаризации, систематизации и хранению керна параметрических

• .................................................................................................................................... 76

Рекомендации по обработке, аналитическим исследованиям, инвентаризации, система-

• и хранению керна параметрических скважин ....................................................... 77
• по учету и хранению экспонатов музейного фонда ................................... 78
• исследования ................................................................................................ 79
• и стратиграфические исследования .................................... 79
• исследования ............................................................................................ 82
• исследования ................................................................................................ 86

СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЙ

Стр.

Прил. 1. Каталог основных документов, регламентирующих порядок обработки,

• и хранения кернового материала ........................................ 89
• 2. Акт сдачи-приема керна ................................................................................... 92
• 3. Акт сдачи-приема геолого-геофизической документации, сопровож-
• керновый материал ............................................................................ 93
• 4. Журнал регистрации керна скважин, принятых на долговременное хране-
• в кернохранилище ...................................................................................... 94
• 5. Регистрационная карточка сводного каталога скважин ................................. 95
• 6. Сводный каталог скважин, хранящихся в кернохранилище ......................... 96
• 7. Акт инвентаризации кернового материала ..................................................... 97
• 8. Приложение к акту инвентаризации кернового материала .......................... 98
• 9. Акт ликвидации керна скважины .................................................................... 99

Прил. 10. Журнал инвентаризации, систематизации и закладки на долговременное

• каменного материала (керна) .......................................................... 100
• 11. Журнал описания керна и шлама .................................................................... 101
• 12. Ведомость для вычисления глубины выноса шлама ..................................... 102
• 13. Образец этикетки для шлама ........................................................................... 102
• 14. Журнал регистрации расхода керна, переданного на исследование …….... 103
• 15. Ведомость образцов, отобранных на исследования ....................................... 104
• 16. Этикетка к образцу, направленному на лабораторное исследование ........... 104

Прил. 17. Форма представления результатов макроописания керна (карбонатные по-

• ................................................................................................................... 105

Прил. 18. Индексация литологических признаков пород, учитываемых при макро-

• керна (карбонатные породы) .......................................................... 106

Прил. 19. Форма представления результатов макроописания керна (глинистые поро-

• ....................................................................................................................... 109

Прил. 20. Индексация литологических признаков пород, учитываемых при макро-

• керна (глинистые породы) .............................................................. 110

Прил. 21. Форма представления результатов макроописания керна (обломочные по-

• ................................................................................................................... 113

Прил. 22. Индексация литологических признаков пород, учитываемых при макро-

• керна (обломочные породы) ............................................................ 114
• 23. Карточка микрофаунистического исследования образца породы ................ 116

Прил. 24. Форма представления результатов анализа распределения органических

• в разрезе параметрической скважины ............................................. 117

Прил. 25. Индексация признаков палеонтологических остатков в породе (макро- и

• .................................................................................................. 118
• 26. Межинтервальная этикетка для инвентаризации керна ................................ 119
• 27. Этикетка для маркировки коробок с образцами ............................................. 119
• 28. Этикетка для маркировки коллекционных ящиков ........................................ 120
• 29. Этикетка для регистрации палеонтологических остатков ............................. 121
• 30. Этикетка для регистрации проб нефтей и битумов ........................................ 122
• 31. Журнал отбора проб и сдачи их на анализ ...................................................... 123

Прил. 32. Приборы и оборудование, рекомендуемые для лабораторных иссле-

• керна параметрических скважин ...................................................... 124

Прил. 33. Форма представления результатов микроскопического изучения пород

• породы) ........................................................................................... 125

Прил. 34. Индексация литологических признаков пород, учитываемых при мик-

• керна (глинистые породы) .......................................................... 126

Прил. 35. Форма представления результатов микроскопического изучения пород (об-

• породы) ............................................................................................ 130

Прил. 36. Индексация литологических признаков пород, учитываемых при микро-

• керна (обломочные породы) ........................................................... 131

Прил. 37. Форма представления результатов микроскопического изучения пород

• породы) ...................................................................................... 135

Прил. 38. Индексация литологических признаков пород, учитываемых при микро-

• керна (карбонатные породы) ........................................................... 136
• 39. Стандартные ЛГТ карбонатных пород и их характеристика ……................ 141

Прил. 40. Форма представления результатов изучения трещиноватости пород (кар-

• породы) .............................................................................................. 150

Прил. 41. Индексация морфогенетических показателей макро- и микротрещин, раз-

• в породах ................................................................................................ 151
• 42. Форма представления результатов минералогического анализа пород …... 152

Прил. 43. Форма представления результатов гранулометрического анализа пород … 153

Прил. 44. Форма обобщения литолого-петрографического изучения керна скважины

• 1:500 ................................................................................................... 154
• 45. Условные обозначения к литологической колонке ....................................... 155
• 46. Форма представления результатов биостратиграфических исследований .. 156
• 47. Форма представления результатов профильных анализов ........................... 157
• 48. Характеристика основных фильтрационно-емкостных свойств .................. 158
• 49. Форма представления результатов капилляриметрических исследований . 159

Прил. 50. Распределение органического вещества и битумоида и предварительная их

• .................................................................................................. 160

Прил. 51. Результаты определения концентрации Сорг, хлороформенного биту-

• параметров Rock-Eval .......................................................................... 161
• 52. Результаты петрографического изучения органического вещества ............ 161

Прил. 53. Определитель включений рассеянного органического вещества (по Е.С.

• 1976) ................................................................................................... 162

Прил. 54. Результаты ИК-спектроскопического изучения хлороформенных биту-

• ................................................................................................................ 167
• 55. Результаты определения показателя отражения витринита ......................... 168 56. Результаты определения типа и уровня катагенеза рассеянного органического вещества палинологическим методом .......................................... 168 Прил. 57. Сводный разрез параметрической скважины ................................................. 169

Рецензии ……………………………………………………………………………....…… 170

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящих методических рекомендациях используются термины со следующими определениями:

Керн – цилиндрический столбик горной породы, получаемый путем кольцевого разрушения забоя скважины при бурении.

Кернохранилище – лабораторно-складское помещение с собственным регулируемым микроклиматом, оборудованное комплексом исследовательской аппаратуры, транспортировочными линиями и стеллажами, обеспечивающими долговременное хранение кернового материала в неизменном состоянии и возможность его изучения.

Горная порода – устойчивая по составу и строению природная ассоциация одного или нескольких минералов или минеральных агрегатов. По составу и происхождению горные породы делятся на три большие группы: магматические, осадочные и метаморфические [ГОСТ Р 50544-93, пункт 5].

Диагноз – краткое перечисление важнейших характерных признаков, определяющих данный вид, род и т.д. [Геологический словарь, М., 1978].

Осадочные породы – горные породы, являющиеся продуктами разрушения любых горных пород, жизнедеятельности организмов и выпадения из водной или воздушной среды минеральных частиц и последующего их уплотнения и изменения при давлении и температуре, свойственных поверхностным частям земной коры.

Магматические породы – естественные ассоциации минералов, минералов и вулканического стекла или одного вулканического стекла, образовавшиеся в результате кристаллизации или застывания расплава эндогенного происхождения.

Метаморфические породы – горные породы, возникшие в результате минералогических, химических и структурных изменений преимущественно в твердом состоянии исходных пород при температурах и давлениях, значительно более высоких, чем температура и давление на поверхности Земли, но ниже температур плавления этих пород.

Минерал – однородное по составу и строению химическое соединение или самостоятельно существующий химический элемент в твердом агрегатном состоянии, возникшие в земной коре в результате физико-химических процессов [ГОСТ Р 50544-93, пункт 1].

Образец – кусок горной породы определенной формы, подготовленный к проведению испытаний (анализов).

Шлиф – препарат, представляющий собой тонкую прозрачную пластинку пробы изучаемого материала толщиной 0,02–0,03 мм, вклеенную канадским бальзамом между предметным и покровным стеклом и предназначенную для изучения под микроскопом в проходящем свете.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Методические рекомендации по обработке, инвентаризации, систематизации, хранению и аналитическим исследованиям керна опорных и параметрических скважин подготовлены по заданию Министерства природных ресурсов России в соответствии с Госконтрактами № АТ-03-13/93 от 15.04.2006 г. и № АМ-02-34/59 от 17.12.2010 г.

Методические рекомендации составлены на основе анализа существующих регламентирующих документов (прил. 1) и сведений о состоянии хранения и обработки керна в кернохранилищах России в соответствии с современными методическими подходами при обработке и аналитических исследованиях керна и требованиями к приборам и лабораторному оборудованию.

Предлагаемые методические рекомендации учитывают все предыдущие инструкции (прил. 1), составлены в соответствии с инструкциями по проводке и научной обработке материалов опорных и параметрических скважин (1962, 1973, см. прил. 1) применительно к современным требованиям проведения геологоразведочных работ на нефть и газ.

Предполагается, что техника безопасности и требования пожарной безопасности определяются и обеспечиваются на рабочих местах в установленном порядке.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ

Керновый материал является основным и наиболее достоверным источником геологической, геохимической и петрофизической информации, получаемой при изучении глубинного строения земной коры с помощью бурения скважин.

В связи с высокой стоимостью и уникальностью извлекаемого керна основной целью его исследования является получение полной и достоверной научной информации, необходимой для решения всего комплекса геолого-промысловых задач поиска, разведки и добычи углеводородов.

Основным назначением долговременного хранения каменного материала, полученного в процессе геологоразведочных работ (ГРР), является возможность его исследования с использованием новейших методик и технологий и (или) на компоненты ранее не изученные.

Юридическое положение о необходимости долговременного хранения каменного материала и первичной геологической документации было закреплено в 1975 г. «Основами законодательства СССР и Союзных республик о недрах». В статье 16, пункте 7 второго раздела этого документа сказано, что при геологическом изучении недр должна быть обеспечена сохранность геологической и исполнительно-технической документации, образцов горных пород, руд, керна, дубликатов проб полезных ископаемых, которые могут быть использованы при дальнейшем изучении недр, разведке и разработке месторождений полезных ископаемых, а также при пользовании недрами в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых. Позднее эти требования к сохранению геологической информации были вновь подтверждены в Законе Российской Федерации «О недрах»: в соответствии со статьей 27, геологическая и иная информация о недрах, полученная пользователем недр за счет государственных средств, является государственной собственностью и представляется пользователем недр по установленной форме в федеральный и соответствующий территориальный фонды геологической информации, осуществляющие ее хранение и систематизацию (приказ МПР России №

340, от 12.12.2005 г.).

Формы представления результатов литологического анализа, изучения пород и органического вещества разработаны с целью установить необходимый объем информации, получаемой при анализе керна, стандартизации и повышения информативности геологической документации кернового материала параметрических и опорных скважин.

Использование настоящих рекомендаций позволит унифицировать информацию, получаемую в аналитических центрах и производственных организациях. Специально разработанные и предлагаемые для использования формы представления результатов полевых и аналитических исследований позволят дать полную информацию в единых классификационных схемах, что значительно упростит использование этой информации и повысит эффективность ГРР на нефть и газ.

Настоящие рекомендации предусматривают мероприятия по упорядочению кернового хозяйства в фондах-хранилищах федерального и регионального значения, в том числе правила отбора, хранения, учета, систематизации, передачи, ревизии и аналитических исследований керна опорных и параметрических скважин.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящие рекомендации содержат методические указания по организации хранения и проведению аналитических исследований керна опорных, параметрических, поисково-оценочных, структурных и иных скважин, пробуренных за счет федерального бюджета и средств недропользователей.

Рекомендации предназначены для:

• оказания методической помощи структурным подразделениям центрального аппарата Федерального агентства по недропользованию и его территориальным органам при подготовке государственных контрактов на выполнение работ по геологическому изучению недр и воспроизводству минерально-сырьевой базы для государственных нужд;
• использования специалистами геологоразведочных и геофизических производственных предприятий, работниками научно-исследовательских организаций и специализированных лабораторий, занимающихся обработкой данных бурения, аналитическими исследованиями, инвентаризацией, систематизацией, документированием и хранением керна опорных и параметрических скважин, коллекционных материалов.

Информация, содержащаяся в настоящем документе, позволит составить соответствующие геологические и технологические задания, обеспечивая высокую геологическую и экономическую эффективность проектов.

1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ХРАНЕНИЮ И АНАЛИТИЧЕСКОМУ

ИССЛЕДОВАНИЮ КЕРНА

В настоящих методических рекомендациях предусмотрено, что в федеральных, региональных и специализированных кернохранилищах система хранения и аналитического исследования керна обеспечивается наличием двух структурных подразделений:

а) кернохранилища,

б) аналитического центра изучения керна.

1.1. Кернохранилище

Целевое назначение кернохранилища:

• приемка и регистрация поступающего каменного материала (керн, образцы горных пород) и первичной геологической документации керна;
• комплектация, ревизия, инвентаризация керна;
• систематизация и документирование керна;
• подбор и подготовка образцов для аналитических исследований;
• закладка каменного материала на долговременное хранение;
• составление эталонных и тематических коллекций;
• формирование информационных баз данных кернохранилища.

Структура кернохранилища (рис. 1):

1. Склад временного накопления и регистрации керна.
2. Керноразборочный цех.
3. Механизированный склад керна.
4. Автоматизированный склад коллекций и керна.
5. Шлифовальная мастерская.
6. Дробильная мастерская.

Назначение склада временного накопления и регистрации керна:

• разгрузка прибывшего каменного материала и складирование, штабелирование ящиков;
• проверка сохранности и целостности кернового материала после транспортировки;
• сверка комплектности сопровождающей геологической документации;
• сверка соответствия поступившего каменного материала и сопроводительной документации;
• первичная регистрация керна и ввод информации в базу данных.

Назначение керноразборочного цеха:

• фотографирование керна;
• подготовка крупногабаритных образцов керна для специальных исследований;
• распиловка керна на две части вдоль оси;
• подготовка 2/3 части керна на хранение и дальнейшие исследования;
• подготовка 1/3 части керна для вечного хранения;
• распределение керна на склады.

Назначение механизированного склада керна:

• загрузка керна на стеллажи механическими кранами-штабелерами и/или тележкамиштабелерами;
• хранение керна в стандартных деревянных, пластмассовых или металлических ящиках с крышкой;
• хранение 2/3 части керна, предназначенной для аналитических исследований. Назначение автоматизированного склада коллекций и керна:
• вечное хранение 1/3 части керна, подлежащей только визуальному изучению;
• хранение малогабаритных дубликатов (МГД) керна глубоких и сверхглубоких скважин России;
• хранение большегабаритных дубликатов (БГД) керна глубоких и сверхглубоких скважин России;
• хранение эталонных и тематических коллекций: литологических и литологофациальных, палеонтологических, шлифов, нефтей, битумов, руд и др.;
• хранение коллекционного керна в специализированных закрытых лотках на стеллажах;
• доставка любого образца керна роботом-штабелером.

Назначение шлифовальной мастерской:

• распиловка керна;
• резка керна на пластины, кубики и формованные образцы;  изготовление петрографических препаратов (шлифов и аншлифов);
• изготовление коллекционных образцов керна.

Назначение дробильной мастерской:

• дробление, измельчение, истирание керна и образцов до заданной размерности.

1.2. Аналитический центр изучения керна

Назначением аналитического центра изучения керна является его научное исследование, подготовка заключений и рекомендаций, а также составление баз данных аналитической информации.

Необходимость содержания при Министерстве природных ресурсов и экологии РФ научно-тематических коллекций по основным нефтегазоносным территориям стран СНГ определяется потребностями геолого-поисковых работ, подготовки лицензий и спецификой проведения научных исследований. Геологическая служба России должна иметь фонды каменного материала, оформленного в виде научно-тематических коллекций, являющихся основой фундаментальных разработок по ведущим направлениям нефтегазовой геологии и организованных таким образом, чтобы в любой момент можно было получить наглядную консультацию по любому нефтегазоносному комплексу.

Рис. 2. Структура центра аналитического изучения керна

В состав центра изучения керна входят коллекционный фонд и лаборатории (рис. 2), оснащенные современными приборами и оборудованием:

• литолого-стратиграфическая,
• палеонтологическая,
• электронной микроскопии,
• геохимическая,
• петрофизическая,
• физики пласта,
• технологии бурения,
• научной фотографии,
• аналитических информационных систем (АИС).

1.3. Информационные системы

Необходимым условием сохранения кернового материала и использования геологической информации для проведения научно-исследовательских и геологоразведочных работ является формирование информационных баз данных.

Современный уровень развития информационных и телекоммуникационных технологий обеспечивает условия для повышения эффективности использования информации, связанной с каменным материалом, путем внедрения новейших программных средств обработки и трансформации фактографических данных.

Основные требования к базам данных:

• обеспечение удобства и простоты работы в отсутствии специальной подготовки пользователя;
• обеспечение поиска и выборки информации по любой произвольной группе признаков, гибкая визуализация и вывод в требуемой форме для дальнейшей обработки;
• обеспечение регламентируемого доступа пользователя к хранимой информации в соответствии с потребностями и полномочиями;
• обеспечение защиты информации от несанкционированного доступа, сбоев оборудования и случайных ошибок пользователя;
• возможность многопользовательского удаленного доступа к информационным ресурсам.

Пользовательская программа управления базой данных должна обеспечивать возможность конкретизировать поиск по множеству критериев: скважина или группа скважин, интервал глубин, порода или класс пород, стратиграфический возраст, расположение в кернохранилище, поиск по системе визуального сопровождения и представления информационного содержания базы данных (таблицы, фотографии, разрезы).

При выборе системы управления базами данных необходимо учитывать, что информация по скважине может быть разнородной. Это текстовые данные, табличные данные, изображения в различных графических форматах, результаты геофизических исследований скважин (обычно LAS-файлы) и др.

Необходимо, чтобы выбранная система корректно поддерживала все имеющиеся рабочие форматы. Также одно из важных требований – простой обмен данными с другими прикладными программами. Для этого выбранная система должна выполнять импорт и экспорт данных в наиболее распространенные форматы (TXT, DBF, DOC, XLS и др.).

2. ПРАВИЛА ОТБОРА, УКЛАДКИ, ТРАНСПОРТИРОВКИ

И ПРИЕМКИ КЕРНОВОГО МАТЕРИАЛА

2.1. Объем отбора керна

Выбор способа и режимов бурения, типа и размеров инструмента для отбора керна, параметров бурового раствора, диаметра отбираемого керна и т.д. производится в соответствии с предполагаемыми физико-механическими характеристиками вскрываемых пород и технологическими регламентами режимов бурения, обеспечивающими максимальный и качественный вынос керна.

Требования по отбору керна устанавливаются в проектах на поиск, разведку и разработку нефтегазовых объектов, геолого-технических нарядах на проводку скважин, технологических регламентах на бурение, а также в планах технических, технологических и организационных мероприятий, выполнение которых необходимо для обеспечения высококачественного выноса керна в запланированном объеме.

Согласно существующим инструкциям (1973 г., см. прил. 1) параметрические скважины проходятся с ограниченным объемом керна.

План, определяющий необходимый объем работ (интервалы и способы отбора керна, количество необходимых исследований), составляется в соответствии с научнопроизводственными задачами того или иного этапа изучения и освоения месторождения.

Суммарный интервал отбора керна составляет до 20 % от глубины скважины, сплошной отбор керна производится только в нижней части разреза и в отдельных перспективных горизонтах.

В малоизученных и неизученных областях интервалы бурения с отбором керна составляют 20 % от общего пройденного метража.

В районах с изученной верхней частью разреза интервалы бурения с отбором керна составляют 10 % от глубины скважины, в нижней части разреза до глубины 4000 м планируется метраж проходки с отбором керна не менее 30 % от мощности малоизученного комплекса.

Если глубина скважины превышает 4000 м, то в малоизученных перспективных интервалах верхней части разреза бурение с отбором керна должно составлять не менее 8 % от всей проходки, а в нижней – 20 % от мощности неизученной части комплекса.

В групповых скважинах при профильном бурении объемы керна снижаются. Если глубина скважины не превышает 4000 м, то с отбором керна проходится 10 % от общего метража, при бурении скважин глубиной более 4000 м с отбором керна проходится 5 % от общего метража.

Процент выноса керна, зависящий от используемой техники и технологии бурения, должен составлять не менее 40 % от общего метража интервалов проходки с отбором керна в скважинах глубиной до 4000 м, и 30 % – в скважинах глубиной более 4000 м.

2.2. Порядок отбора керна при бурении параметрических скважин

Основной целью отбора керна при бурении параметрических скважин является максимально полная характеристика строения разреза, поэтому колонка отобранного керна должна быть представительной, особенно в интервалах развития породколлекторов, флюидоупоров и нефтематеринских пород. Интервалы отбора керна в малоизученных комплексах следует распределять равномерно по глубине скважины.

Выбор инструмента и технологии отбора керна определяется типом и глубиной залегания пород, пластовыми условиями и предполагаемым комплексом изучаемых параметров.

Выбор традиционной техники отбора керна следует осуществлять в строгом соответствии с нормативными документами (прил. 1 – №№ 2, 9, 10).

Выбор нетрадиционной техники и технологии отбора керна осуществляется согласно требованиям к представительности оценивающихся параметров.

Наиболее полное сохранение пластового флюидонасыщения керна достигается только при применении герметичных керноотборных снарядов, конструкция которых позволяет сохранять давление и флюидонасыщение при подъеме пробы на поверхность (технология отбора герметизированного керна) (прил. 1 – №№ 12, 20).

Руководящие документы и инструкции по эксплуатации серийных керноотборочных снарядов содержат:

• технические характеристики снаряда, его комплектность, компоновку низа бурильной колонны;
• описание порядка работ по подготовке наземного оборудования и ствола скважины;
• точное описание последовательности операций по сборке снаряда на буровой;
• основные указания по работе со снарядом, начиная с его спуска в открытый ствол и заканчивая подъемом инструмента, а также особенности технологии бурения и штатные ситуации, которые могут возникнуть при его эксплуатации;
• последовательность разборки снаряда и извлечения керна из керноприемника.

До начала бурения с отбором керна параметры бурового раствора должны быть приведены в строгое соответствие с требованиями геолого-технологического наряда (ГТН) или режимно-технологической карты и непрерывно контролироваться во время каждого долбления.

Извлечение керна из керноприемной трубы производится после отделения от нее секции с кернорвателем.

Керноприемник располагают горизонтально на мостках буровой и, во избежание прогиба, поддерживают в двух точках – посредине системы и за регулировочный винт.

Затем керноприемные трубы фиксируются в наклонном положении так, чтобы обеспечить медленное сползание керна на предварительно подложенный чистый лист фанеры (доски, картона).

Строго запрещается извлечение керна с применением вибрационных устройств, тем более, с помощью кувалды. В случае заклинивания керна в керноприемной трубе его извлечение рекомендуется проводить гидравлическими толкателями (выдавливание резиновыми пробками) медленно и без рывков.

2.3. Правила укладки и первичного документирования керна на буровой

При извлечении керна из грунтоноски необходимо строго контролировать последовательность его выхода и приема. При этом обеспечивается максимальная сохранность вынесенного материала.

После извлечения керна непосредственно на скважине представителем геологической службы бурового предприятия проводятся следующие работы:

• предварительная привязка керна;
• визуальный анализ и послойное макроописание;
• упаковка с применением консервации и без нее;
• маркировка уложенного в ящики керна.

Очистка керновой колонки от глинистого раствора проводится до укладки в ящик предварительным смывом глинистой корки водой без механического воздействия.

Образцы, подлежащие парафинированию, предварительно от глинистого раствора не отмываются, а лишь обтираются ветошью, измеряются и затем парафинируются.

Ослабленный и разрушенный керн (щебенка) должен быть после отмывки от глинистого раствора (на сите не более 1 мм) и просушки на воздухе собран в матерчатый (бумажный) мешок (пакет) и размещен по месту выноса. Укладка матерчатых (бумажных) мешков (пакетов) с ослабленным керном (щебенкой) производится в соответствии с размером целого керна.

Куски керна укладываются в ящик в порядке возрастания глубины, начиная с левого верхнего угла ящика и заканчивая правым нижним углом (укладка «в строчку»). Категорически запрещается укладывать керн в ящики «змейкой», в два и более рядов в одной секции ящика. Укладка в каждом ряду ведется слева направо, максимально плотно, с возможным совмещением (состыковкой) торцевых поверхностей кусков.

При маркировке в начале и конце колонки указываются интервалы выноса керна по промеру труб и составляются этикетки для каждого долбления с указанием названия месторождения (площади), номера скважины в соответствии с проектом, порядкового номера долбления сверху, номера слоя внутри долбления, интервала отбора по длине колонны и выноса керна. Этикетки изготовляются из фанеры или плотного картона, обернутого полиэтиленом или заламинированного.

Разрушенный керн совмещается по плоскости раскола и размещается в общей полноразмерной колонке по месту его выноса. Упакованные мелкие кусочки и обломки керна (щебенка) укладываются вместе с биркой с указанием интервала отбора керна. Каждый мешок (пакет) при этом маркируется как один образец.

После того, как керн уложен в ящики, измеряется его суммарная длина. Измерение длины производится с учетом пакетов с ослабленным керном (щебенкой). Замер нефтенасыщенных образцов проводится до парафинирования и учитывается при определении выноса керна.

При консервации керна (в случае определения нефтенасыщенности пород прямым методом для сохранения остаточных флюидов) используется наиболее распространенный способ парафинирования с применением полиэтиленовой пленки. Сведения о парафинированных образцах заносятся в ведомость и передаются вместе с данными по скважине. При использовании иного способа консервации описание технологии ее проведения включается в проектную документацию скважины и регламентируется специальными документами.

При извлечении образцов, отобранных боковым керноотборником, первичное документирование включает указание о засоренности образцов буровым раствором, литологическую характеристику.

Ответственность за качество отбора керна несет буровой подрядчик.

Формы первичной документации керна и шлама приведены в прил. 11–13, 26.

2.3.1. Предварительная привязка керна

Поинтервальная привязка керна, выполняемая по замеру инструмента при каждом интервале долбления, считается предварительной. Для уточнения привязки рекомендуется перед укладкой в ящик на полноразмерной колонке подготовленного керна замерять профиль естественной гамма-активности (кернограмму), используя полевую лабораторию.

Предварительная привязка образцов керна уточняется сопоставлением данных лабораторного гамма-каротажа с каротажной диаграммой ГИС (гамма-каротажные диаграммы).

Для повышения качества отбора и привязки керна выполняются следующие технологические и организационные мероприятия:

• квалифицированный инструктаж бурового персонала по применению наиболее эффективных методов и технических средств по отбору керна в конкретных условиях проходки продуктивной толщи;
• тщательная проверка состояния породоразрушающего инструмента и компоновки керноотборного снаряда перед спуском их в скважину;
• непрерывный контроль за процессом бурения в интервале отбора керна путем организации дежурства квалифицированных технологов-буровиков и инженерагеолога;
• тщательное и своевременное документирование поднятого керна, обеспечивающее точную привязку кернового материала к соответствующему интервалу разреза;
• проверка правильности описания пород, полноты и качества геологических данных, своевременности ведения журнала геологической документации скважины;
• проверка правильности укладки керна в керновые ящики, соответствия этикеток полевым журналам и фактически извлеченному керну.

2.3.2. Визуальный анализ и первичное послойное макроописание керна

Визуальный анализ и первичное послойное макроописание керна начинается от верха интервала бурения. Для этого на предварительно очищенном и уложенном в ящики керне намечаются слои, контакты слоев и поверхности размыва, седиментационные циклиты, тектонические контакты, трещины.

Первичное описание (макроописание) керна в геологическом журнале производится представителем геологической службы бурового предприятия (прил. 11, 17– 22). Особое внимание уделяется признакам породы, которые не смогут сохраниться при длительном хранении и перевозке керна.

Перед началом описания после визуального осмотра керна определяют границы слоев, учитывая при этом ряд аспектов, которые в последующем могут повлиять на привязку керна к каротажу. Макроописание керна должно проводиться по интервалам отбора керна с нумерацией и выделением слоев в пределах каждого долбления (рейса). Слои могут иметь различную мощность: от единиц сантиметра до единиц метра – необходимо учитывать степень однородности слоя.

За условный слой принимается интервал керна, сложенный горной породой одного состава, отличающейся от выше- и нижележащих отложений составом, цветом, структурой, текстурными особенностями, и отделенный от перекрывающего и подстилающего слоев границей раздела или дайками, интервалами метасоматического преобразования и др.

Циклит следует принимать за один слой (например, трехчленный циклит: песчаник – алевролит – аргиллит), а в случае однородности смежных циклитов их можно объединять в один слой с указанием мощности каждого циклита и его составляющих. Цикличность характерна для терригенных, карбонатно-глинистых и глинистокарбонатных отложений. Песчаники и аргиллиты могут образовывать самостоятельные прослои мощностью 2–3 и более метров, в этом случае их необходимо выделять в самостоятельные слои.

Мелкие тела магматических пород (жилы, дайки, силлы) могут включаться в состав слоя с указанием, например, «песчаники, инъецированные жилами диабазов». Крупные тела магматических и метасоматических пород выделяют в основании слоя с указанием условий их залегания.

Не рекомендуется в карбонатном разрезе выделять слои только по изменению цвета породы.

Важным признаком карбонатных пород является плитчатость. Плитчатость – свойство карбонатных отложений, отражающее прерывистость седиментации. Плитки внутри карбонатных отложений одного и того же состава и структуры разделены межслоевыми швами – диастемами, к которым приурочены тонкие слойки глин мощностью от нескольких миллиметров до 1–2 сантиметров. Поэтому в карбонатных отложениях в качестве самостоятельных слоев выделяются интервалы с одинаковой плитчатостью (плитки в интервале равной мощности), или отдельные плитки выделяются в качестве самостоятельных слоев (карбонаты массивно-плитчатые, переслаивание разноплитчатых пород).

При первичном описании обязательно указывается размер плиток. Плитчатость нельзя путать с вторичной сланцеватостью, при которой плоскости делимости располагаются параллельно таблитчатым, чешуйчатым и вытянутым минералам и нередко пересекают плоскости напластования.

Выделение естественных слоев в разрезе производится после лабораторного исследования керна и ГИС.

При описании керна необходимо особенно тщательно подходить к интервалам с низким выносом керна. Учитывая литологическую характеристику, а также формы кусков керна (обуренность, сколы по зеркалам скольжения и др.), важно определить, за счет какой разновидности и в каком интервале разреза были потери керна. Для ослабленного керна дополнительно указывается интервал размерности щебенки и размер преобладающей фракции.

В некоторых случаях граница между слоями может проходить внутри какогонибудь куска керна. В этом случае делается замер: сколько сантиметров куска относится к верхнему и нижнему слоям.

При макроскопическом изучении керна определяют наличие признаков нефти. Следует иметь в виду, что легкая нефть и конденсат обычно характеризуются слабыми внешними проявлениями, но на свежих изломах керна их можно выявить по запаху бензина. Необходимо учитывать, что керн из приконтурной зоны нефтяной залежи обычно содержит нефть и воду. Керн с признаками нефти рекомендуется парафинировать.

В глубоких параметрических скважинах встречаются разные группы пород (осадочные, вулканогенно-осадочные, магматические, метаморфические, метасоматические). При их описании следует применять устоявшиеся классификации, широко применяемые на практике [Заварицкий, 1961; Классификация…, 1981; Логвиненко, 1984; Магматические…, 1983; Петрографические…, 1995; Фролов, 1992; Седиментологическое…, 2000; Систематика…, 1998; Шванов, 1987].

Обязательный порядок макроописания керна включает:

1. название площади (месторождения);
2. номер скважины в соответствии с проектом;
3. порядковый номер долбления сверху;
4. интервал отбора по длине колонны (в метрах);
5. вынос керна (в метрах);
6. номер слоя внутри долбления;
7. толщину каждого слоя (в метрах) и его текстовое описание.

Текстовое описание включает:

1. название породы (аргиллит, известняк, доломит, песчаник и др.) с указанием характерной примеси или составной минеральной части, например: аргиллит алевритистый;
2. цвет породы (отмечается основной цвет, оттенки, изменение цвета по слою, приуроченность различного цвета к тем или иным литологическим типам пород или их особенностям во влажном и сухом состоянии);
3. вещественный состав (кварцевый, полимиктовый, органогенный, детритовый, полевошпатово-кварцевый и др.);
4. структуру породы (общая характеристика: мелко-, средне-, крупно-, разнозернистая, характер отдельных структурных элементов, угловатость, окатанность, сортировка, изменение структурных особенностей по слою и др.);
5. текстуру (текстурным признаком осадочных пород является наличие слоистости:

горизонтальная, волнистая, косая, косо-волнистая, ленточная и т.д.);

6. отдельность (плитчатая, скорлуповатая, концентрически-скорлуповатая, шаровая) и излом (раковистый, неровный, землистый, песчаниковидный, ступенчатый и др.);
7. наличие признаков нефти и газа, рудной и др. минерализации;
8. трещиноватость с указанием характера, густоты (в пересчете на 1 м разреза или поверхности), размера и выдержанности трещин в пределах керна, углов наклона, строения стенок трещин, вещества, выполняющего трещины (нефть, твердый битум, кальцит, гипс и др.), а при наличии зеркал скольжения отмечается угол, образуемый штриховкой к линии падения плоскости трещин [Багринцева, 1982];
9. наличие видимых невооруженным глазом пор или пустот (каверн), их размер, очертание, обилие, характер минерального выполнения пустотного пространства

(минеральный состав, стадийность выполнения);

10. стилолитовые швы;
11. присутствие включений и конкреций, их размеры, условия залегания в породе, минералогическую характеристику (глауконит, пирит, сидерит и др.);
12. видимый характер вторичных изменений (доломитизация, сульфатизация, окремнение и др.);
13. наличие органических веществ (указать их свойства, характер выделения);
14. условия залегания слоя, угол наклона слоистости и контактов, контакты (переходы) с ниже- и вышележащими слоями (контакт постепенный, резкий и т. д.; чем обусловлен: сменой пород, гранулометрией и др., разделение диастемами); обязательно указываются выявленные техногенные повреждения (смятость, растрескивание и т.п.); 15) характеристику палеонтологических остатков.

В текстовой части описания указываются результаты всех проведенных испытаний (с раствором соляной кислоты, бензольной вытяжки и т.д.).

С целью стандартизации результатов полевых описаний текстовые характеристики должны обязательно сопровождаться табличной формой (прил. 17–22).

Послойный сбор палеонтологических остатков включает:

1. предварительный осмотр керна скважин с выделением слоев, содержащих органические остатки;
2. определение их систематической принадлежности;
3. характеристику тафономических и палеоэкологических особенностей; 4) заключение об условиях осадконакопления.

Описание вышеперечисленных признаков должно сопровождаться зарисовками и фотографиями.

Результаты наблюдений вносятся в соответствующие табличные формы, которые по результатам лабораторных исследований уточняются и дополняются (прил. 23–25).

В случае полного разрушения керна при отборе и невозможности его идентификации в описании указывается только интервал отбора и делается пометка о том, что керн из указанного интервала отобрать не удалось.

При проведении консервации отдельных образцов, вне зависимости от их количества, составляется отдельная ведомость, которая является неотъемлемой частью первичного послойного макроописания керна по скважине.

Описание и таблицы составляются в трех экземплярах и подписываются с указанием даты представителем геологической службы, проводившим описание.

Надлежащим образом оформленное описание направляется вместе с табличной формой и упакованным керном в кернохранилище и фонды геологической службы буровой организации.

2.3.3. Упаковка керна с применением консервации

Для сохранения остаточных флюидов в керне отдельные образцы консервируются. Консервации подлежат не менее трех нефтенасыщенных образцов, равномерно отобранных из каждого объекта, если иное не оговорено в программе отбора керна по данной скважине. Если толщина нефтенасыщенного слоя соизмерима с размером образца, то консервации подлежит один образец.

Наиболее распространенным способом консервации керна является парафинирование с применением полиэтиленовой пленки. Может быть применен и иной способ консервации. В этом случае описание технологии ее проведения включается в проектную документацию скважины и должно регламентироваться специальными документами.

Законсервированный образец снабжается внутренней (после полиэтиленовой пленки) и наружной (на поверхности консервирующего слоя) этикетками размером 13×10 см из плотной бумаги. Указанные этикетки заполняются простым карандашом по следующей форме:

• наименование бурового предприятия;
• площадь, номер скважины;
• дата отбора;
• интервал проходки (от и до, в метрах);
• вынос керна (в метрах);
• геологический номер образца, начиная от верха керновой колонки;
• место взятия от верха интервала проходки (в метрах);
• краткое описание породы и характера ее насыщения;
• подпись лица, отобравшего керн (Ф.И.О., должность).

Законсервированные образцы керна укладываются на место их отбора в керновой колонке. В случае необходимости отправки их на исследование отдельно от остального керна, на место их нахождения в керновой колонке при укладке в ящик помещается деревянный брусок соответствующей длины и этикетка с маркировкой изъятого образца.

На все законсервированные образцы составляется ведомость с указанием:

• геологического номера образца;
• интервала отбора по глубине проходки (в метрах);
• места взятия от верха интервала (в метрах);
• способа консервации.

Данная ведомость, подписанная представителем геологической службы, является неотъемлемым приложением к первичному послойному макроописанию керна.

2.3.4. Порядок укладки керна в транспортировочные ящики и его маркировка

Предварительно очищенные от глинистого раствора, а также законсервированные куски керна укладываются в стандартные ящики для последующей транспортировки. Размер ящика 1000×500×100 мм. Ящик разделяется перегородками, параллельными большой стороне, в соответствии с диаметром вынесенного керна. Ящики изготовляются из дерева и снабжаются ручкой для переноски и крышками.

Порядок укладки керна в транспортировочные ящики и его маркировка:

• куски керна укладываются в ящик в порядке возрастания глубины, начиная с левого верхнего угла ящика и заканчивая правым нижним углом, укладка в каждое отделение всегда ведется слева направо;
• укладка должна быть максимально плотной, для этого необходимо по возможности совмещать торцевые поверхности кусков;
• разрушенный керн (щебенка) размещается в общей полноразмерной колонке по месту его выноса, укладка отдельных кусков или пакетов производится в соответствии с диаметром вынесенного керна;
• направление укладки указывается стрелками на каждой перегородке ящика;
• начало и конец колонки керна из каждого интервала отбора помечается этикеткой из фанеры или плотного картона (картонные этикетки после заполнения оборачиваются полиэтиленом) с указанием названия площади (месторождения), номера скважины, интервала отбора и маркировкой «Начало», «Конец»;
• керн укладывается в ящики без перерывов, интервал за интервалом; в случае, когда один интервал отбора керна размещается в двух ящиках, в конце колонки первого ящика помещается стандартная этикетка, на которой вместо маркировки «Конец» указывается «Продолжение в ящике № __», а на начальной этикетке следующего ящика указывается «Начало в ящике № __»;
• если в назначенном интервале отобрать керн не удалось, то на его место в ящик укладывается стандартная этикетка, в которой делается пометка, что в указанном интервале вынос керна отсутствует;
• все этикетки заполняются разборчиво простым карандашом.

После укладки керна и установки этикеток ящик закрывают крышкой и закрепляют ее гвоздями. На боковой стороне каждого ящика несмываемой краской пишется название площади, номер скважины, интервал (интервалы) отбора уложенного в ящик керна и порядковый номер ящика.

2.4. Транспортировка кернового материала

Вывоз кернового материала от буровой до кернохранилища долговременного хранения состоит из двух этапов:

• перевозка кернового материала с буровой на промежуточный керносклад;
• перевозка кернового материала с промежуточного керносклада в кернохранилище долговременного хранения.

Срок доставки керна с буровой до места назначения определяется планом геологоразведочных работ (срочность обработки, тип скважины и т.д.), но не должен превышать 30 календарных дней.

Временные и промежуточные керносклады должны иметь специально выделенные или приспособленные сухие помещения. Хранение керна на открытом воздухе запрещается.

Керн хранится в ящиках, установленных на стеллажах или стопами с расчетом свободного доступа к ним. Керновые ящики должны обеспечивать надежные условия сохранности образцов при транспортировке.

Приемку керна в кернохранилищах производственных организаций или на промежуточных керноскладах осуществляет опытный геолог, который осуществляет оценку сохранности керна, наличие маркировки ящиков, этикеток и принимает решение об эвакуации керна в региональное или федеральное кернохранилище или же о его ликвидации.

При положительной оценке сохранности и маркировки керн готовится к эвакуации в кернохранилище регионального или федерального значения.

Транспортировка керна к месту назначения может осуществляться как целевым, так и попутным транспортом – автомобильным, железнодорожным, водным и, при малом объеме груза – авиационным, гарантирующими сохранность и своевременную доставку керна к месту назначения.

Элементами любой транспортной системы являются транспортные схемы (пути доставки), терминалы (узловые пункты) и подвижной состав (вид транспорта).

При принятии решения о перевозке керна автотранспортом необходимо разработать маршрут перевозки с учетом следующих факторов:

• транспортной инфраструктуры региона, места отправки керна;
• состояния автодорог на момент отправки керна;
• скорости доставки керна к месту его хранения;
• количества промежуточных перегрузок керна;
• стоимости транспортировки.

Целесообразно все погрузочно-разгрузочные работы с упакованным керном осуществлять при помощи технических средств. На транспортные средства ящики с керном устанавливаются друг на друга в 5–7 рядов и надежно закрепляются во избежание их перемещения во время перевозки.

Перевозку ящиков с керном автотранспортом желательно осуществлять в грузовых фургонах (длинномерах). В случае использования открытого грузовика, установленные в кузове ящики требуется укрыть пологом для защиты от дождя и прямых солнечных лучей. Загрузка ящиков с керном выше борта кузова автомобиля запрещается.

Перевозка ящиков с керном железнодорожным транспортом производится в контейнерах грузоподъемностью на 15–20 % превышающей вес кернового материала с тарой. Перевозка керна на открытых железнодорожных платформах недопустима.

Транспортировку керна водным транспортом предпочтительно производить в контейнерах. В случае перевозки на открытой палубе речного или морского судна ящики с керном необходимо тщательно закрепить и накрыть пологом во избежание попадания влаги. Принятие решения о перевозке керна водным транспортом производится в соответствии со сроками навигационного периода.

Отправка керна и его доставка к месту долговременного хранения производится на договорной основе между отправителем – представителем геологической организации, принимающей керн на хранение, и перевозчиком – представителем организации, обеспечивающей транспорт и доставку груза.

При использовании любого вида транспорта отправитель должен предоставить перевозчику:

• реквизиты организации-отправителя;  точный адрес места получения груза;  справку о характере груза, включающую сведения о его токсичности, взрыво-пожаро- и радиационной безопасности;
• доверенность на ответственное лицо, выполняющее сдачу груза и его оправку.

Организация-перевозчик предоставляет отправителю:

• договор организации перевозок с подпистью руководителя и синей печатью;
• акт приема-передачи отправления, выполненных работ;
• квитанцию о приемке груза;
• счет-фактуру.

При транспортировке керна к месту долговременного хранения категорически запрещается нарушать целостность ящиков, вынимать из них отдельные образцы керна (шлама), передавать и принимать фрагменты каменного материала.

2.5. Приемка керна и геологических материалов

По результатам погрузки подписывается акт сдачи-приема керна по каждой скважине представителем геологической службы бурового предприятия, сдающего керн, и представителем службы (лаборатории) хранения керна кернохранилища, принимающего его (прил. 2).

В акте в обязательном порядке указываются условия хранения керна и порядок выдачи его собственнику, а также возможность и условия передачи керна и геологических материалов по скважине третьим лицам. Акт подписывается представителем регионального кернохранилища и руководителем геологической службы организациисобственника керна. Один экземпляр акта остается в организации-собственнике керна, другой экземпляр – в региональном кернохранилище.

Вместе с керном в службу хранения передают:

• послойное описание керна с приложением ведомостей на консервированные образцы;
• образцы шлама;
• образцы керна из стенок скважин.

Совместно с каменным материалом в кернохранилище передаются геологогеофизические материалы по скважине, что оформляется специальным актом (прил. 3).

Ниже приводится рекомендуемый перечень материалов, необходимых для предоставления по месту хранения керна:

• проект на бурение скважины;
• первичные поинтервально-послойные описания керна, выполненные геологом при бурении скважины;
• результаты микроописания керна (при наличии);
• результаты первичных массовых исследований керна и шлама;
• результаты лабораторных исследований керна, шлама и флюидов;
• диаграммы и первичные записи на электронных носителях геофизических исследований разреза скважины в масштабах 1:200, 1:500 (целевых интервалов), 1:1 000 000 (всего разреза) и заключения о результатах интерпретации;
• результаты газового каротажа и отчет о геолого-технологических исследованиях в процессе бурения;
• результаты испытаний пластов в процессе бурения скважины и в колонне;
• дело скважины;
• сводный отчет по результатам бурения скважины;
• геологический разрез по скважине в масштабах 1:200, 1:500, 1:1000;
• разрез с привязкой керна по скважине в масштабах 1:200, 1:500, 1:1000;
• карты потенциальных полей района бурения скважины;
• геолого-геофизический разрез по скважине в масштабе 1:1000;
• геологическая карта района заложения скважины в масштабе 1:50 000;
• структурные карты по кровле целевых интервалов;
• геологические разрезы к карте через устье скважины в этом же масштабе;
• геологические разрезы в районе заложения скважины в узловых участках – аналогах вскрытому скважиной – в масштабах, соизмеримых с масштабами геологических разрезов по скважине;
• сейсмический профиль с нанесением положения скважины.

Поступающий в кернохранилище керн регистрируется в специальном журнале

(прил. 4).

2.6. Отбор и хранение образцов коллекционного фонда

К материалам коллекционного фонда относятся:

• задокументированный материал, представленный наиболее типичными для характеризуемого геологического объекта образцами горных пород, руд, минералов, ископаемых остатков фауны и флоры, имеющими научное определение и снабженными полевыми и лабораторными этикетками;
• монографические коллекции, представленные палеонтологическими образцами или результатами изучения (шлифы, аншлифы, минералогические пробы), описанными в опубликованных научных работах;
• объекты неживой природы, которые независимо от степени сохранности и наличия первичной документации представляют научную ценность для расширения и уточнения геологических знаний, например, неопубликованные палеонтологические сборы, геологические образцы или коллекции нефтей из выработанных или значимых месторождений.

Необходимо специально подбирать и сохранять коллекции:

• образцов, характеризующих контакты между отдельными стратиграфическими комплексами;
• образцов с проявлениями тектонических нарушений и трансгрессивного несогласия; – образцов с фауной, признаками нефтеносности и другими аномальными признаками; – образцов для формирования эталонного разреза.

По опорным скважинам, наиболее полно освещающим вскрытые отложения по определенной площади, необходимо подобрать эталонную коллекцию керна, который характеризует изученный разрез и подлежит постоянному хранению. Если такой разрез нельзя составить по одной скважине, то составляется сводный разрез из образцов керна нескольких скважин. Образцы керна подбирают таким образом, чтобы эталонный или сводный разрез полностью отражал стратиграфию и литологию изучаемых отложений. Длина сохраняемых образцов должна составлять не менее 0,1–0,2 м.

По мере накопления нового кернового материала образцы, первоначально отобранные для эталонного или сводного разреза, по решению геологической службы предприятия, ответственной за отбор и исследование керна, могут быть сокращены и заменены новыми, если последние более полно освещают разрез.

Рекомендуется составлять коллекции и сохранять керн по месторождениям и площадям, выведенным из разведки (по тем или иным причинам) с отрицательными результатами.

К коллекционному фонду также относятся: документы и материалы, отражающие этапы и стадии изучения геологического строения региона, библиотечный фонд, состоящий из печатных и рукописных книг-отчетов, объяснительных записок, картотек, каталогов и другой бумажной и электронной документации.

Коллекции шлифов хранятся в специальных коробках, изготовленных в соответствии с размерами шлифов, где они располагаются в отделениях согласно порядковым номерам. Снаружи коробки указываются ее номер, наименование скважины и указываются номера шлифов (от – до). В современных шлифотеках шлифы хранятся в деревянных ящиках, в которых выпиливаются специальные ячейки для установки шлифов стандартного размера; ящики со шлифами располагаются в специальных шкафах; адрес хранения шлифа слагается из номера шкафа, номера ящика, номера (или буквы) ряда в ящике и номера ячейки в ряду (рис. 3).

Минералогические препараты хранятся в бумажных или иных пакетиках, на которых указываются наименование скважины, номер пробы, фракция и др. Пакетики укладываются в ящики. Снаружи ящика указываются его номер, наименование скважины и указываются номера проб (от – до).

Микрофаунистические пробы хранятся в камерах Франке, которые укладываются в специальные коробки. На коробке указываются наименование скважины и номера проб

(от – до).

Все сведения о хранящихся коллекционных образцах, шлифах и препаратах заносятся в журнал, где фиксируются номер ящика, коробки, наименование скважины и номера образцов (от – до).

Дубликаты проб (коллекция), представляющие собой небольшие фрагменты керна, из которого были изготовлены шлифы, хранятся в ящиках, которые устанавливаются на стеллажи. В ящике дубликаты проб укладываются согласно порядковым номерам.

Снаружи ящика указываются его номер, наименование скважины и номера дубликатов.

Рис. 3. Способ хранения шлифов:

а – общий вид шкафов шлифотеки; б – ящик для хранения шлифов, вид сбоку;

в – ящик для хранения шлифов, вид сверху.

3. ПРАВИЛА ОБРАБОТКИ КЕРНОВОГО МАТЕРИАЛА

ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ СКВАЖИН

3.1. Первичная обработка керна

Первичная обработка керна проводится с целью его подготовки для долговременного и постоянного хранения.

Задачами первичной обработки в централизованном кернохранилище являются:

восстановление керновых ящиков и этикеток, маркировка керна, фотодокументация и подготовка к размещению на долговременное хранение.

После приемки производится следующая обработка полноразмерного керна, предшествующая его укладке на хранение:

• очистка от бурового раствора;
• проверка укладки с уточнением по первичному послойному описанию и каротажным диаграммам, сопровождающим керн;
• маркировка керна и заполнение регистрационной карточки скважины (прил. 5);
• детальное описание, составление плана отбора образцов на лабораторные исследования по видам анализов (приводятся в специальном журнале описания);
• фотографирование в обычном и ультрафиолетовом свете;
• измерение профильной гамма-активности (лабораторный каротаж естественной радиоактивности пород, содержания урана, тория и калия);
• акустический лабораторный каротаж пород;
• лабораторный каротаж плотности;
• исследование отдельных образцов керна на гониометре с целью определения их пространственной ориентировки;
• продольная распиловка керна;
• комплектация распиленного каменного материала:
  • 1/3 часть закладывается на вечное хранение,
  • 2/3 часть предназначается для ревизионных и оригинальных исследований;
• измерение профильной проницаемости участков пород-коллекторов и определение мест отбора образцов на детальные петрофизические исследования;
• отбор кусков керна произвольной формы на лабораторные исследования с регистрацией в специальной ведомости (прил. 15);
• выпиливание кубиков и высверливание цилиндров разного размера из указанных мест в соответствии с планом исследовательских работ (высверливание цилиндров перпендикулярно напластованию производится по специальному плану, во всех других случаях цилиндры высверливаются параллельно напластованию);
• отбор образцов для эталонных коллекций и дополнительных ревизионных и оригинальных исследований;
• обязательная регистрация образцов, переданных на аналитические исследования, в компьютерной базе данных;
• перекладка керна из транспортировочных ящиков в стандартные ящики для долговременного хранения;
• маркировка ящиков для долговременного хранения керна.

3.2. Макроописание керна перед закладкой на долговременное хранение

В связи с тем, что первичное, выполненное на скважине, поинтервально-послойное описание керна может содержать множество неточностей и часто бывает недостаточно полным, перед закладкой керна параметрических скважин на долговременное хранение необходимо выполнить ревизию описания кернового материала и при необходимости внести соответствующие изменения.

3.3. Восстановление ящиков, этикеток, маркировки, привязок керна

После поступления керна в централизованное кернохранилище проводится укладка керна в стандартные ящики для долговременного хранения керна.

Керн должен быть уложен в каждом отделении слева направо, от устья скважины к забою.

Далее восстанавливаются этикетки (или вкладываются новые), наносится маркировка на ящики. На продольной перегородке ящика маркером или краской наносятся стрелки начала и конца интервалов бурения, глубина интервала, номера образцов в интервале. Каждый рейс отделяется от соседнего поперечной деревянной перегородкой-биркой со сведениями о рейсе.

Для фиксации стыковки и ориентировки (верх-низ) кусков керна вдоль оси керна проводят две параллельные линии красным и синим (или черным) маркерами. После этого проводят сплошную нумерацию кусков керна сверху вниз, от первого долбления до последнего, по мере отбора, и надписывают номера на образцах керна.

За образец условно принимают каждый отдельный кусок керна длиной более 5 см, отделенный в колонковой трубе естественным путем. В случае более мелких размеров кусков за образец принимают группу кусков (или более мелких образований) сходного литологического состава общей длиной не более 20 см и массой 1–2 кг. Их укладывают в полиэтиленовые или тканевые мешочки, в которые вкладывают этикетку с номером образца.

В случае повторного прохождения интервалов разреза вторым, третьим и т.д.

стволами, отобранным образцам керна присваивают номера в общей последовательности, соответствующей времени отбора. При этом к номеру образца в скобках может быть добавлен номер ствола, например, образец № 3715 (2-й ствол).

Для нанесения номера на монолитный образец на нем предварительно светлой эмалевой краской закрашивается площадка размером 0,4–1,0 см² (в зависимости от размера образца), на которую наносится номер тушью или маркером черного цвета. Надпись, произведенная тушью, должна быть покрыта лаком.

Номер образца керна параметрической (глубокой или сверхглубокой) скважины используется для идентификации образца при выполнении всех видов исследований.

Ящики маркируются следующим образом: на лицевой боковой стороне наносится название скважины, ее номер, интервал подъема керна, номер ящика, номера образцов керна (от-до).

3.4. Распиловка керна и его регистрация

Каждый кусок керна параметрических скважин должен распиливаться вдоль оси на две неравные части:

• большегабаритный дубликат (БГД), составляющий приблизительно 2/3 диаметра керна;
• малогабаритный дубликат (МГД) – примерно 1/3 диаметра керна.

Малогабаритный дубликат закладывается в специальные лотки на постоянное хранение и является неприкосновенным фондом каменного материала.

Малогабаритные дубликаты комплектуются на поддоны согласно их порядковым номерам и ориентировке. На поддон приклеивается этикетка с индексом скважины и кодом хранения: номерами секции, стопки с поддонами и поддона в стопке. Код хранения состоит из буквенно-цифровых обозначений места хранения образцов, например код образца 1482 – «А-1-25-3», где А – индекс секции, 1 – номер полки, 25 – стопки на полке, 3 – номер поддона в стопке. Коды хранения заносятся в компьютерную информационнопоисковую систему кернохранилища.

Код хранения МГД регистрируется в журнале регистрации керна, здесь же записаны отсутствующие МГД и место их нахождения. Для хранения неприкосновенного фонда каменного материала наиболее удобны алюминиевые поддоны. МГД маркируется путем приклеивания микроэтикетки, на которой указывается индекс скважины и номер образца.

Большегабаритный дубликат используется для выполнения различных видов исследований. Рыхлые, дискованные и раздробленные породы распилу не подлежат, и распределение кусочков керна, относящихся к единому образцу, осуществляется вручную.

БГД укладываются в керновые ящики и закладываются на долговременное хранение, адрес их хранения также заносится в журнал регистрации керна и в компьютерную информационно-поисковую систему кернохранилища.

Кроме БГД и МГД, на долговременное хранение оставляются петрофизические образцы (кубики, цилиндры, и др.), дубликаты геохимических проб и палеонтологических образцов.

Установлен следующий порядок присвоения лабораторных номеров образцам керна, передаваемым на лабораторные исследования:

• лабораторный номер состоит из двух частей: порядкового номера и последних цифр года проведения исследований (например, 2398-02);
• порядковый номер образца ежегодно начинается с единицы;
• год устанавливается на начало регистрации керна данной скважины;
• при проведении дополнительного добора образцов из уже обработанных скважин порядковый номер и год устанавливаются на начало добора вне зависимости от времени выполнения основных исследований по данной скважине и порядковых номеров проанализированных образцов.

Установлен следующий порядок регистрации образцов керна в электронных архивах и журнале описания:

• название площади или месторождения;
• номер скважины;
• интервал отбора керна по первичному описанию в метрах;
• вынос керна в интервале в метрах;
• место отбора образца от верха интервала в метрах с точностью не ниже ±0,05 м;
• номер образца керна;
• геологический номер образца в случае регистрации законсервированных образцов, для которых в сопроводительных документах имеется ведомость с указанием присвоенного данному образцу геологического номера;
• лабораторный номер образца; в электронных архивах лабораторный номер указывается двумя раздельными столбцами: порядковый номер и год;
• краткое литологическое описание породы.

Категорически запрещается произвольное изменение порядка регистрации образцов, структуры электронных архивов, системы регистрации или хранения керна.

Проведение усовершенствований порядка регистрации, структуры архивов, систем регистрации и хранения проводится только в виде внесения изменений и дополнений, согласованных с геологической службой организации.

Запрещается стирать (переносить) регистрационную информацию о керне в электронных базах данных вне зависимости от вывода его из долговременного хранения.

3.5. Первичная фотодокументация

Первичная фотодокументация керна проводится перед началом транспортировки с целью фиксации первоначальной укладки керна и последующего восстановления привязки (в случае ее утраты вследствие повреждения керновых ящиков).

Керн фотодокументируется непосредственно в керновых ящиках. Подготовленный к фотографированию керн должен быть чистым, сухим, корректно сориентирован, куски состыкованы друг с другом. На ящиках должны быть видны: номер ящика, название скважины, интервалы отбора керна. Допускается нанесение дополнительных надписей. Размер надписей должен быть достаточным, чтобы четко отображаться на фотографии.

Фотографирование проводят цифровым фотоаппаратом, по возможности, с размером получаемого изображения не менее 4 мегапикселей.

3.6. Методика фотодокументации образцов

С целью выработки унифицированного подхода к макро- и микроскопическому описанию различных типов пород, демонстрации современного уровня их описания и классификации рекомендуется создавать электронные атласы фотодокументации образцов керна и шлифов региона исследований (далее – атлас фотодокументации).

Фотодокументация маркированного керна и создание электронных фотоальбомов проводится с целью создания электронных фотоальбомов кернового материала (фототеки), что предполагает относительно полную визуализацию информации о внешнем виде и расположении образцов керна в керновых ящиках, особенностях структуры и текстуры пород (макро- и микрослоистости, характере расположения контактов разных типов пород, трещиноватости, кавернозности и др. в интервале отбора керна).

С этой целью проводится фотографирование всего керна в керновых ящиках и детальное фотографирование отдельных образцов коллекций долговременного хранения. В случае отсутствия керна допускается создание фототеки по шламу.

В структуре атласа фотодокументации рекомендуется предусматривать визуальную информацию, сопровождаемую базой данных с необходимой текстовой информацией.

Визуальная информация включает:

• цветные фотографии или изображения образцов керна, полированной поверхности пластин;
• цветные фотографии петрографических шлифов, как общего их вида, так и отдельных характерных деталей;
• при необходимости фрагмент каротажной диаграммы с указанием места отбора образца.

Фототека шлифов создается согласно техническим требованиям, предъявляемым к шлифотеке.

3.7. Макросъемка образцов керна

Керновый материал всех скважин, поступивший в центр хранения керна, после первичной обработки в обязательном порядке фотографируется, как в ящиках, так и отдельными кусками. Фотографирование производится цифровым фотоаппаратом с размером получаемого изображения не менее 6,6 мегапикселей, широкоугольным объективом и объективом фотосъемки крупным планом. На каждой фотографии изображается линейная шкала. Допускается фотографирование на обычную цветную фотопленку с последующим сканированием фотографий.

Первоначально керн фотографируется в ящиках. После фотографирования поступившего керна в ящиках и создания альбома коллекций долговременного хранения проводится фотографирование отдельных наиболее интересных кусков керна. Фотографируются образцы, в которых наблюдаются видимые структурные и текстурные особенности пород, контакты пород различных литотипов, остатки флоры и фауны хорошей сохранности, конкреции, каверны, трещины, тектонические нарушения, зеркала скольжения и другие признаки.

Фотографирование выполняется на белом фоне при постоянном освещении (направление освещения выбирается так, чтобы отсутствовали тени), без фотовспышки. При искусственном освещении необходимо корректно настраивать баланс белого цвета, чтобы избегать искажений цветопередачи. Образцы, в которых отсутствуют контрастные элементы, лучше фотографировать в режиме ручной настройки резкости.

Нефтенасыщенные образцы желательно фотографировать при ультафиолетовом освещении. С этой целью камера фиксируется на штативе. Фотовспышка отключается, и фотографирование образца проводится при видимом освещении.

После фотографирования файлы фотографий переименовывают в соответствии с принятой системой организации файлов на диске, например, имена могут даваться по номерам ящиков и образцов (Ящ. №, Обр. №). Фотографии керновых ящиков именуются указанием начала и конца интервалов, уложенных в данном ящике. Файлы по каждой скважине и коллекции записывают в отдельные папки на машинных носителях (CD, DVD и др.); папки именуются, соответственно, по наименованию скважины и номеру коллекции. На диск наклеивается этикетка, на которую наносится информация о коллекции, площади (месторождении), скважинах, интервалах отбора керна и номерах образцов, фотографии которых находятся на данном диске.

Каждому диску присваивается уникальный идентификационный номер. Данные о местонахождении фотографий заносятся в базу данных в раздел послойного описания керна.

3.8. Порядок предоставления кернового материала сторонним организациям

При допуске к работе с керном сторонних организаций устанавливается следующий порядок:

• допуск представителей сторонних организаций для работы с керном разрешается только по письменному разрешению начальника геологической службы организации, в котором указывается перечень разрешенных к просмотру скважин, цель отбора образцов и на какие виды исследования отбирается керн;
• выдача керна осуществляется в строгом соответствии с установленной в данном документе последовательностью и объемом материала, необходимым при проведении указанного перечня анализов;
• выдача керна целыми образцами запрещается, в случае необходимости получения целого образца выдается его продольный спил;
• на место изъятых фрагментов образцов керна в коробку помещается деревянный брусок, равный по длине изъятому образцу и этикетка с маркировкой образца;
• в электронной базе регистрации керна в строке соответствующего образца заносится следующая информация:
  • организация, отбиравшая керн;
  • на какие виды исследования отобран образец; – дата отбора.

Все организации, выполняющие лабораторные исследования керна и отбирающие его в кернохранилищах, обязаны представить в лабораторную службу по месту отбора образцов результаты проведенных исследований в электронной форме по всем видам заявленных исследований, либо возвратить образцы керна по всем неисполненным исследованиям, а также должны быть возвращены в обязательном порядке шлифы, цилиндры и кубики, на которых организацией проводились исследования.

Промежуточные или окончательные акты о выполнении подрядных (субподрядных) работ, включающих в себя лабораторные исследования керна, утверждаются только после получения отметки в службе кернохранения о передаче результатов лабораторных исследований или возвращении неиспользованного керна.

Отбор керна на различные виды исследований производится в следующем порядке:

1. литолого-петрографические исследования;
2. петрофизические исследования;
3. биостратиграфические исследования;
4. геохимические исследования; 5) изотопный анализ.

Иной порядок работы с керном представителями сторонних организаций устанавливается письменным распоряжением начальника геологической службы организации.

Разрешается хранение возвращенных остатков керна отдельно от основного керна с дублированием на торце коробки с остатками образцов керна маркировки основного керна по каталогу и пометкой «Остатки». Образец, направляемый на лабораторные исследования, сопровождается этикеткой (прил. 16).

Отбор образцов на макрофауну и флору проводится следующим образом:

• Фоссилии берутся с вмещающей породой.
• Образцы помещаются в вату и заворачиваются в плотную бумагу или мешочек с этикеткой (прил. 29).
• Препарирование производится специалистами в лабораторных условиях.

Для опробования керна на наличие микрофауны, микрофлоры, спор и пыльцы растений выбираются послойно образцы литологических разновидностей пород, перспективных для обнаружения тех или иных наиболее распространенных групп фоссилий:

• карбонатные, глинисто-карбонатные, терригенно-карбонатные породы для обнаружения фораминифер, остракод, микроскопических остатков водорослей;
• кремнистые, карбонатно-кремнистые – радиолярий, спонгий, диатомовых;
• кремнисто-карбонатные, глинисто-карбонатные – конодонтов;
• карбонатно-глинистые, глинистые, песчаные и алевритовые отложения с глинистым цементом – спор и пыльцы.

Наиболее тщательно исследуются образцы из пограничных частей слоев.

Тщательно упакованные и этикетированные образцы передаются специалистам для дальнейшей обработки в лабораторных условиях по методикам, принятым для данной группы фоссилий.

Переданные на определение специалистам-палеонтологам образцы обязательно сопровождаются подробной стратиграфической документацией, включающей

• схему расположения разреза,
• детальный геолого-геофизический разрез с указанием места находки и точной привязки к слоям,
• материалы геофизических исследований скважины (ГИС),
• фотографии и зарисовки кернового материала, содержащего фоссилии.

4. ИНВЕНТАРИЗАЦИЯ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ КЕРНОВОГО МАТЕРИАЛА

ОПОРНЫХ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ СКВАЖИН

4.1. Инвентаризация кернового материала

Для определения текущего состояния хранящегося керна и с целью проверки соответствия интервалов отбора и первичного описания керна фактическому наличию образцов в ящиках, периодически, не реже 1 раза в 5 лет, проводится инвентаризация керна со сроками хранения свыше 5 лет, результаты которой фиксируются в соответствующих актах и журналах (прил. 7, 8, 10).

4.2. Маркировка местонахождения ящиков керна

Для обеспечения точного адреса хранения и оперативного поиска керна предлагается система индексации, состоящая из буквенного обозначения сектора хранилища (заглавные латинские буквы), номера блока (римские цифры), буквенного обозначения секции в блоке (строчные буквы русского алфавита) и номера ячейки в секции (снизу вверх), например:

A – сектор хранилища, IV – блок, в – секция, 17 – ячейка.

При маркировке керновых ящиков на фанерной или ламинированной бумажной табличке наносится черным шрифтом: название площади, номер скважины, интервал отбора керна в метрах.

Пример:

Между интервалами выноса керна размещаются этикетки с указанием интервала отбора керна, длины полного выноса керна из данного интервала и процента выноса керна, с обязательными указаниями «начало» и «конец» интервала (прил. 26). Этикетка пишется черной тушью на фанерной дощечке или распечатывается на плотной бумаге с последующим ламинированием.

4.3. Маркировка экземпляров и образцов

На каждом экземпляре, коллекционном образце, шлифе, реплике, и т.п. (далее – образец) проставляется номер в виде дроби: в числителе – порядковый номер образца по каталогу коллекции, в знаменателе – номер коллекции [Методические рекомендации по формированию, учету, хранению и использованию геологических коллекций, 2005].

В каждом отдельном случае коллекционный номер наносится способом, обеспечивающим его длительную сохранность (черной тушью или маркером по породе, по эмали), покрытие сверху лаком обязательно.

Коллекционный номер ставится на полевой этикетке. Для нескольких образцов одного вида организмов (типа породы, проб нефтей и битумов) из одного слоя можно указать их номера на одной этикетке.Полевые этикетки всегда сохраняются.

В случае отсутствия полевых этикеток, когда все необходимые данные закодированы в полевом номере, полученный коллекционный номер проставляется в полевой книжке рядом с полевым номером.

Каждый образец коллекции может быть помещен в отдельную коробку, которая маркируется специальной этикеткой (прил. 27).

Мелкие экземпляры скелетов организмов (образцы пород) помещаются в камеры Франке, пробирки, мелкие коробочки, целлофановые пакеты, на которых указываются количество экземпляров и все необходимые данные.

При маркировке коллекционных ящиков приклеивается бумажная этикетка или на фанерной табличке черной тушью наносятся необходимые сведения (прил. 28).

При отборе образцов и проб на лабораторные исследования в ящике оставляется этикетка (прил. 16), помещенная в пластиковый пакет.

Если экземпляр палеонтологической коллекции был уже описан ранее, то на обороте этикетки должна быть ссылка на ранее опубликованную работу с указанием страницы, таблицы, фигуры, рисунка и видового названия (прил. 29).

В случае наличия нескольких экземпляров палеонтологических остатков или образцов пород из одного местонахождения, дублирующих друг друга, их номера можно перечислить на одной этикетке.

4.4. Систематизация кернового материала параметрических скважин

В основе систематизации керна, которая заключается в его последовательном расположении в помещении хранилища, используется принцип территориальности: скважины группируются по административной принадлежности (административная область, административный район), тектоническому положению либо нефтегеологической позиции (нефтегазоносная провинция, нефтегазоносная область, нефтегазоносный район); в территориальной единице скважины упорядочиваются по алфавиту наименований площадей и по возрастанию номеров скважин одной площади; керн одной скважины располагается в порядке следования интервалов отбора керна при бурении – сверху вниз. Подобный подход к расположению керна скважин позволяет впоследствии эффективно производить поиск требуемого кернового материала по интересующей территории.

Местоположение и количество ящиков керна по скважине отмечаются в каталоге кернохранилища (прил. 6). Изъятие керна из ящика отмечается в специальном журнале.

4.5. Хранение кернового материала параметрических скважин

Условия хранения кернового материала должны обеспечивать его сохранность без изменения геологической информативности.

Керновые ящики размещаются в стеллажах – один ящик в ячейке, что обеспечивает качественное хранение и свободный доступ к нему при помощи штабелера. Каждый ящик имеет уникальный адрес (см. раздел 4.2). На ящики прикрепляются таблички с указанием скважины, интервала и адреса в кернохранилище.

В случае хранения керна в неприспособленном помещении, не имеющем системы стеллажей, допускается складировать керновые ящики стопами – не более 10 ящиков в каждой стопе. При этом адрес хранения состоит из номера стопы и номера ящика в стопе (снизу вверх).

4.6. Требования к условиям хранения керна и коллекций

Регламентированные условия хранения керна и коллекций следующие:

1. Условия хранения керна:

• температура не выше +35–40°C и не ниже 0°C;
• влажность не более 90 %;
• отсутствие прямого солнечного освещения;
• перемещение в ящиках только в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Шлам хранится в полиэтиленовых мешках. 2. Условия хранения проб каустобиолитов:

• температура хранения от +4 до +25°C;
• образцы каустобиолитов не должны подвергаться воздействию прямого солнечного света;
• на образцах каустобиолитов необходимы две этикетки: одна привязана к посуде, другая приклеена;
• пробы нефтей хранятся только в стеклянной посуде с воздушным пространством, пробки корковые или пластмассовые.
  3. Условия хранения коллекций:
• Эталонные коллекции должны храниться в специальном помещении, где к ним обеспечивается свободный доступ и имеется возможность работы с ними.
  4. Условия хранения шлифов:
• Хранение шлифов осуществляется в сухих отапливаемых помещениях с температурой +18±4°C.
• Шлифы хранятся в закрытых коробках в вертикальном положении в отдельных гнездах с промежутками между шлифами не менее 1 мм.

Это позволяет избежать склеивания шлифов (при плотном хранении) и раскристаллизации канадского бальзама (перепады температуры, перегрев, сильное охлаждение).

Ящики для хранения шлифов должны быть закрыты от пыли. При извлечении шлифа из ячейки его нельзя брать за угол, так как он может расколоться от собственной тяжести.

4.7. Требования к процессу ликвидации керна

По результатам инвентаризации может проводиться сокращение или ликвидация керна. В геологическую службу подаются предложения по выводу керна (отдельных образцов керна) из долговременного хранения (сокращению, ликвидации или передаче керна в другие организации).

Не подлежит ликвидации керн опорных, параметрических, сверхглубоких и иных специальных скважин, керн из скважин, пробуренных на континентальном шельфе, керн из стратотипических разрезов, керн из слабоизученных территорий и частей разреза, керн из скважин, вскрывших отложения нетипичного состава или строения.

Решение о ликвидации керна принимается в случаях:

• крайне неудовлетворительной сохранности керна или загрязнения его смазочными жидкостями;
• утраты документации;
• отсутствия этикеток и невозможности восстановления привязки керна;
• значительных несоответствий первичного порейсово-послойного описания керна и каменного материала, находящегося в ящиках;
• разрушения керна с потерей своих первоначальных свойств (окисление, разложение и т.д.).

Сокращению может быть подвергнут керн однородный по составу и строению, находящийся в явно избыточном количестве и не содержащий информации, отличной от таковой по сохраняемому керну.

При осуществлении ликвидации керна составляется акт ликвидации (прил. 9), который подписывается представителем регионального или федерального кернохранилища и представителем геологической службы собственника керна. Акт утверждается руководителем геологической службы предприятия.

Решение о сокращении, ликвидации керна или изменении порядка его хранения принимается геологической службой кернохранилища и оформляется специальным распоряжением руководящего состава.

Вывод керна (отдельных образцов керна) из долговременного хранения оформляется специальным актом. Ликвидация керна производится путем захоронения каменного материала, что отмечается в акте ликвидации. Перед ликвидацией керна проверяется наличие его подробного описания и результатов лабораторных анализов.

При этом в электронную базу данных регистрации керна вносится отметка о выводе керна из долговременного хранения: исходящий номер, дата распоряжения начальника геологического управления и дата выемки керна из кернохранилища.

При порче керна, находящегося на долговременном хранении, вследствие форсмажорных обстоятельств (пожар, стихийные бедствия, протечки в помещении кернохранилища и т.п.), лабораторной службой составляется акт о характере, объеме и причинах порчи керна, который направляется начальнику геологической службы. До получения письменного распоряжения последнего ликвидация керна запрещается.

Разрешается размещение коробок с испорченным керном в другом сухом помещении во избежание контактной порчи сохранного керна.

5. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КЕРНА ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ СКВАЖИН

Бурение параметрических скважин проводится в целях изучения геологического строения и оценки нефтегазоносности осадочных комплексов.

К основным геологическим задачам, решение которых осуществляется с использованием данных аналитических исследований кернового материала, получаемого при параметрическом бурении, относятся:

• уточнение данных о стратиграфическом расчленении разреза и, в первую очередь, регионально-нефтегазоносных толщ (определение геологического возраста вскрытых пород, их литологического состава, фаунистической и палинологической характеристик, мощности отдельных стратиграфических комплексов, создание районного эталонного геолого-геофизического разреза путем комплексной детальной корреляции смежных опорных, параметрических и др. скважин);
• получение геолого-геофизических параметров для литолого-стратиграфической привязки геофизических разделов (отражающих, преломляющих, плотностных, электрометрических, магнитных и др.) и для обоснованной интерпретации сейсмо-, электро-, грави-, магниторазведочных и промыслово-геофизических данных;
• выяснение, в сочетании с результатами геофизических исследований, условий залегания пород и уточнение тектонического строения района с выявлением глубинных структур, благоприятных для скопления нефти и газа;
• выявление и прослеживание изменений литолого-фациальных особенностей отложений с установлением основных закономерностей геологического развития отдельных структурно-формационных зон, выделение возможных региональных зон выклинивания, фациального замещения и стратиграфических несогласий;
• изучение коллекторских свойств пород (пористости, проницаемости, трещиноватости) с выделением пластов-коллекторов и флюидоупоров;
• выявление прямых и косвенных признаков нефтегазоносности пород разреза, выделение возможно продуктивных свит и горизонтов, обеспечение количественной оценки ресурсов нефти, газа и конденсата.

Успешное выполнение задач параметрического бурения во многом зависит от методически правильного подхода к проведению геологических исследований скважин. Работы по изучению керна скважин подразделяются на два этапа: оперативные, проводящиеся в процессе бурения скважины, и работы после завершения бурения в аналитических центрах.

Целевым назначением этапа оперативных исследований является проведение массового изучения пород, обеспечивающее получение данных об их свойствах, которые изменяются или могут измениться с течением времени после извлечения их из скважины.

На этапе оперативных исследований проводят ограниченный комплекс стратиграфических, литологических, геохимических и петрофизических исследований непосредственно после извлечения керна из скважины.

Оперативные и последующие детальные аналитические исследования органически связаны между собой и являются звеньями единого геологического процесса изучения керна.

Так, например, в процессе бурения при достижении глубин, где разрез осадочного чехла изучен слабо или совсем не изучен бурением, для контроля совпадения или несовпадения проектного и фактического разрезов геологу на скважине нужно периодически отбирать образцы на определение относительного возраста пород, передаваемые в специализированные лаборатории. В случае появления в разрезе пород, отличных от проекта, их образцы необходимо передавать в петрографическую лабораторию. В эту лабораторию следует также постоянно передавать образцы шлама для внесения своевременных поправок в проектный разрез скважины. Обязательно проводится постоянное изучение по керну и шламу признаков нефтегазоносности. Керн с признаками нефти и газа должен быть запарафинирован и законсервирован. По результатам оперативных исследований определяется комплекс и направление детальных исследований и производится отбор образцов кернового материала.

Информация об отборе проб пород на детальные исследования в виде актов с приложенными соответствующими таблицами должна оставаться в организации, осуществляющей бурение.

В приложении 32 приведен перечень приборов и оборудования, рекомендуемых для лабораторных исследований керна в аналитических центрах и специализированных лабораториях.

5.1. Литолого-петрографические и стратиграфические исследования керна

5.1.1. Литолого-петрографические исследования

Литолого-петрографические исследования проводятся в аналитических центрах после изучения первичной геологической документации и информации, полученной на этапе оперативных исследований.

Основными задачами литолого-петрографических исследований являются:

• стратиграфическое расчленение разреза, выделение слоев, пачек, толщ и свит;
• выявление признаков фациальной принадлежности, перерывов осадконакопления, тектонических нарушений;
• установление цикличности отложений, выделение седиментационных циклов разных порядков;
• выявление формационной принадлежности комплексов пород, формационный анализ;
• изучение вещественного состава пород, породообразующих и акцессорных минералов;
• изучение структурных и текстурных особенностей пород;
• изучение закономерностей изменений характеристик пород по разрезу;
• диагностика генетического типа отложений.

Литолого-петрографические исследования включают:

• детальное макроскопическое описание образцов керна;
• микроскопическое изучение шлифов и аншлифов;
• гранулометрический анализ;
• минералогический анализ;
• стадиальный анализ;
• химический анализ пород;
• люминесцентно-битуминологический анализ.

Основным недостатком существующих инструкций и методических рекомендаций является отсутствие требований к стандартизации и формализации результатов петрографического анализа пород.

В практике изучения керна, в соответствии с предлагаемыми ранее рекомендациями (1957, 1962, 1973 и 2005 гг.; см. прил. 1) предусматривалось текстовое описание литологических признаков осадочных пород. Основным недостатком такого описания является его субъективность, обусловленная, с одной стороны, профессиональными навыками исполнителя, с другой – использованием классификаций, построенных по разным принципам.

Необходимость перехода к стандартным формам представления результатов изучения осадочных пород диктуется практическими задачами и обеспечена современными теоретическими и методическими разработками [Систематика…, 1998; Седиментологическое…, 2000], а также существующими техническими и программными средствами.

В зарубежной практике для того, чтобы ликвидировать этот недостаток, используется формализованное описание осадочной породы, которое обычно сводится к заполнению таблиц, характеризующих основные ее признаки. Признаки кодируются цифровыми, буквенными или другими обозначениями.

Для устранения субъективных факторов при литологическом изучении осадочных пород целесообразно переходить к формализованной характеристике их признаков, представленной в виде таблиц или формул.

Следует особо подчеркнуть необходимость использования отечественных классификаций при составлении текстовых характеристик пород, позволяющих производить сопоставление информации разных лет.

С целью формализации петрографического изучения осадочных пород разработана табличная форма представления результатов (прил. 17–22, 33–38), позволяющая объективно, в количественном выражении, оценить состав, структурные и текстурные признаки. Такая форма удобна для отражения многих признаков, формализованного обобщения результатов по слою и по разрезу, диагностики генезиса отложений и перехода в любую из существующих классификаций осадочных пород.

Для обработки значительных объемов литологической информации, ее унификации и генетической интерпретации используются структурные формулы

[Седиментологическое…, 2000].

Структурная формула породы [1] получается путем статистической обработки по нескольким образцам информации о составе и количественном соотношении структурных компонентов в одном пласте и отражает общую характеристику породы пласта и генезис отложений.

Структурная формула породы представляется в виде дроби, где условными знаками отражается состав и количественные соотношения структурных компонентов.

Для карбонатных пород в числителе формулы в виде буквенных обозначений приводится состав каркасных или обломочных компонентов, в знаменателе – основной массы (заполнителя, цемента). Цифрами около буквенного обозначения структурного компонента указывается его процентное содержание в условных единицах.

[1] Об_(2-4) Оо_(2-4) Д_(1-2) С– оолитово-обломочный известняк с детритом (70–80 %), Ка_(3-2) в цементе – кристаллический кальцит (30–20 %). Генетический тип – отложения тыловых рифовых шлейфов.

Буквенные и цифровые обозначения структурных компонентов в формуле [1]:

Об – обломки карбонатных пород и каркасных организмов песчаной размерности (0,1–2 мм); Оо – оолиты; Д – раковинный детрит (мелкий и крупный: 0,05–2 мм); С – сопутствующие (различные) структурные компоненты, присутствующие в породе в количестве до 5 %; Ка – кристаллический кальцит (кристаллы средние, мелкие: 0,1–0,5 мм).

Соответствие цифр и процентных содержаний структурных компонентов: 0 – 0–5 %; 1 – 5–15 %; 2 – 15–25 %; 3 – 25–35 %; 4 – 35–45 %; 5 – 45–55 %; 6 – 55–65 %; 7 – 65–75 %; 8 – 75–85 %; 9 – 85– 100 %.

Для обломочной (терригенной) породы в числителе формулы [2] указывается процентное соотношение и состав псефитовых, псаммитовых и алевритовых компонентов, а в знаменателе – содержание и состав глинистых и других аутигенных минералов. В скобках приводятся буквенные индексы состава обломочных зерен.

[2] Пес^м₅ (Кв) Ал₂ (Кв)– песчаник кварцевый мелкозернистый алевритовый

Гл₁ П₁ Ка₁с глинисто-карбонатным цементом.

Буквенные и цифровые обозначения, используемые в формуле [2]:

Пес – песчаный материал; Ал – алевритовый материал; Гл – глинистое вещество; П – тонкомикрокристаллический, пелитоморфный кальцит; Ка – карбонат; Кв – кварц.

Соответствие цифр и процентных содержаний структурных компонентов: 0 – 0–5 %; 1 – 5–15 %; 2 – 15–25 %; 3 – 25–35 %; 4 – 35–45 %; 5 – 45–55 %; 6 – 55–65 %; 7 – 65–75 %; 8 – 75–85 %; 9 – 85– 100 %.

Структурные формулы литотипов осадочных пород применяются для диагностики генетических типов отложений и фациальных обстановок путем использования диагностических таблиц – таблиц стандартных литогенетических типов отложений

(прил. 39).

Изучение структурно-текстурных особенностей и состава пород осуществляется на распиленных и пришлифованных образцах керна, сопровождаемых прозрачными шлифами и аншлифами. При изготовлении шлифов на образцах отмечаются места их отбора, что позволяет в деталях проследить поведение контактов пород, прожилков и минеральных образований. Микроскопическое изучение осадочных пород обязательно дополняется результатами рентгено-структурного, химического, термического, гранулометрического и минералогического (обломочные породы) анализов. Отбор образцов на все виды анализов и на шлифы должен производиться из одного образца (куска) керна. Для обычных петрографических целей шлифы изготавливают стандартные размером 1,5×1,5 см, толщиной 0,03 мм. Для изучения текстурных особенностей пород, изучения биогермных известняков рифовой группы стандартные шлифы дополняются ориентированными крупными шлифами размером 3×3 см и более, толщиной 0,03 мм. Специализированные исследования включают изучение пород (или остатков организмов) под электронным микроскопом.

Лабораторные исследования эвапоритовых пород (хлоридов, сульфатов) помимо микроскопического изучения в шлифах включают иммерсионный, термический, рентгеноструктурный и химический анализы. Следует учитывать, что из легкорастворимых солей шлифы изготавливаются по другой методике.

Лабораторные методы изучения кремневых пород помимо изучения петрографических шлифов включают иммерсионный, химический (силикатный) анализы, методы инфракрасной спектрометрии и электронной микроскопии.

Магматические, метаморфические породы передаются в специализированные лаборатории. Результаты изучения представляются в текстовой (данные петрографического изучения) или табличной (результаты анализов) формах.

Характеристика пористости, трещиноватости пород представляется в форме таблиц (прил. 40, 41), а также заключения. Методика изучения трещиноватости пород подробно изложена в работах К.И. Багринцевой [Багринцева, 1977, 1982].

Результаты стадиального анализа оформляются в виде текстовых заключений, фотографий и рисунков шлифа, отражающих стадийность формирования породы, схем филогенетических минеральных рядов и схем эволюции этих рядов по разрезу [Япаскурт, 1994]. Результаты стадиального анализа породы в прозрачных шлифах должны дополняться данными рентгенографии и растровой электронной микроскопии.

В интервалах, не охарактеризованных керном, обязательно проводится микроскопическое изучение шлама. Изучение шлама производится выборочным путем по мере необходимости с целью дополнения разреза, составленного по керну. Интервалы разреза, не представленные керном, должны освещаться результатами изучения шлама с перекрытием на 10–20 м в сторону участков, освещенных керном. С целью получения дополнительной информации обязательно проведение петрографического и палеонтологического изучения шлама по всему стволу скважины. Эти работы сопровождаются «увязкой» с результатами изучения керна и данными ГИС.

Изучение минералогического состава иммерсионным методом следует выполнять в основном лишь для обломочных пород – песчаников, песков, алевролитов, алевритов, а также для глин и известняков при наличии в последних достаточной алевритовой или песчаной примеси. Методы минералогического анализа могут применяться и для карбонатных пород в том случае, когда они обогащены обломочным материалом. При отсутствии характерных палеонтологических остатков в карбонатных породах знание минералогического состава нерастворимой части последних может быть полезно для стратиграфических целей. Изучение породы в шлифах в этих случаях нередко оказывается недостаточным. Обломочные минеральные частицы извлекаются из карбонатных пород путем обработки соляной кислотой 1:1, при возможности разделяются на фракции и на тяжелые и легкие минералы, как это указано для обломочных пород и глин, и подвергаются обычному иммерсионному изучению (прил. 42).

Для расшифровки минералогического состава тонких фракций, слагающих основную массу глин, не всегда достаточно одного оптического анализа. Поэтому для типовых образцов желательно применять комплексный метод исследования глин, слагающийся из термического, рентгеноструктурного и химического анализа.

Гранулометрический анализ образца выполняется в соответствии с правилами, приводимыми в учебных руководствах и справочниках по петрографии осадочных горных пород. Перед проведением гранулометрического анализа образец высушивается в сушильном шкафу при температуре 105°C до постоянного веса. После этого в случае необходимости производится размельчение породы и обработка ее соляной кислотой концентрации 1:10. В лаборатории высушивание в сушильных шкафах практически не производится, так как образцы поступают в воздушно-сухом состоянии.

При гранулометрическом анализе допускаются два метода:

• для крупнозернистых песков, гравия и галечников, содержащих незначительную примесь глинистых частиц, рекомендуется ситовой анализ с применением набора из трех сит;
• для пород глинистых, а также для средне- и мелкозернистых песков и песчаников следует применять видоизмененный метод Вильямса, разработанный специалистами Азербайджанского нефтяного научно-исследовательского института им. В.В.

Куйбышева (АзНИИ).

При определении гранулометрического состава пород ведется двойной подсчет:

• складывается содержание карбоната с количеством нерастворимого остатка, чтобы отнести данные анализа к валовому составу породы, принятому за 100 %;
• процентное содержание фракции подсчитывается только на нерастворимый остаток, принимаемый за 100 % (карбонат исключается).

Результат гранулометрического анализа должен представляться по фракциям, принятым за стандартные при обработке материалов ряда скважин (прил. 43).

Разделение минералов по их удельному весу в тяжелых жидкостях производится для фракции 0,01–0,10 мм, 0,10–0,25 мм или для смешанной фракции 0,01–0,25 мм в навеске не менее 2 г. В случае, если выход тяжелой фракции малый, следует повторить деление, взяв навеску из оставшихся фракций или повторить механический анализ, взяв бо́льшую навеску породы.

Выбор фракции для изучения зависит от гранулометрического состава породы и от задач, стоящих перед исследователями.

Результаты детальных литолого-петрографических исследований анализируются, обобщаются и сопоставляются с данными других видов лабораторного изучения керна и ГИС.

По результатам работ строится литолого-петрографический разрез масштаба 1:500 – 1:2000 (прил. 44, 45), на котором показываются все выделенные разновидности пород, их минеральный состав, структурно-текстурные особенности, генетический тип отложений, формационная принадлежность. Разрез сопровождается подробной объяснительной запиской с фотографиями, иллюстрирующими наиболее типичные и уникальные макро- и микро- литолого-петрографические характеристики пород.

5.1.2. Биостратиграфические и палеонтологические исследования керна

Биостратиграфическое и палеонтологическое изучение керна решает следующие задачи:

• определение относительного возраста пород;
• выявление фациальных и палеобиогеографических особенностей локальных сообществ микроорганизмов;
• уточнение местных стратиграфических схем при расчленении отложений;
• корреляция геологических разрезов.

Для изучения органических остатков спор и пыльцы используют общепринятые методики. Исследования проводятся по слоям и пачкам, выделенным на основании литологического анализа. Интервалы резкой смены литологического состава и контакты подлежат наиболее тщательному изучению.

Палеонтологические исследования должны охватывать весь комплекс обнаруженных ископаемых с целью установления зон и лон, или выделения слоев с фоссилиями, не ограничиваясь изучением только руководящих и архистратиграфических групп. Выделенные биостратоны по разным группам фоссилий должны быть сопоставлены со стратиграфическими подразделениями общей и региональной стратиграфических шкал.

По результатам биостратиграфического анализа каждой группы организмов составляют:

• стратиграфическую колонку с распределением изученных образцов;
• схему распространения выделенных стратонов по разрезу и сопоставления их с местными стратиграфическими подразделениями;  таблицу распространения видов по выделенным стратонам;
• заключение о фациальной характеристике стратонов.

Результаты биостратиграфических исследований представляются в форме таблицы (прил. 46). По данным биостратиграфического изучения керна составляется сводное заключение, в котором содержатся:

• сопоставление зональных схем, разработанных для разных групп макро- и микроорганизмов, и корреляция их с общей и региональной стратиграфическими шкалами;
• выводы о фациальной и палеобиогеографической принадлежности выделенных комплексов.

Итоговым документом биостратиграфических исследований является специализированный геологический разрез по скважине в масштабе 1:1000 (1:2000), который сопровождается пояснительной запиской, отражающей вопросы стратиграфического расчленения вскрытых толщ и увязки местной стратиграфической шкалы с региональной и общей.

Литолого-петрографические и стратиграфические исследования проводят в соответствии с инструкциями, методическими рекомендациями, петрографическими и стратиграфическими кодексами, решениями межведомственных стратиграфических совещаний, научными достижениями и практическим опытом работ, накопленным для разрезов скважин района бурения параметрической скважины. Результаты изучения в табличном, текстовом и графическом виде заносятся в электронную базу данных.

5.1.3. Литолого-петрографическое изучение керна с использованием шлифов

Для литолого-петрографического изучения керна используют шлифы прозрачные и прозрачно-полированные и аншлифы с целью изучения в проходящем и отраженном свете минералов горных пород, их состава и структуры.

Шлифы и аншлифы изготавливаются по поверхности вертикального излома. Шлифы изготавливаются путем предварительной подшлифовки одной из поверхностей небольшого образца (штуфа) и наклейки его на предметное стекло. Выпиливание, шлифовка штуфа под шлиф производится по стандартному размеру (20×20 мм) или по желанию заказчика. Резка, шлифовка, ручная доводка предметного стекла производится также по стандартному размеру (26×49 мм) или по желанию заказчика.

Для получения высококачественных шлифов используется метод холодной либо горячей цементации. Холодная цементация производится методом насыщения образца смолой марки «Epo-Thin» под вакуумом. В случае необходимости изучения в шлифе порового и пустотного пространства в смолу добавляют цветные красители. Горячая цементация производится методом варки образца в расплаве канифоли и ксилола.

Обрезанный по заданному размеру геологический образец наклеивают на предметное стекло, после чего проводят грубую, среднюю (H = 4,0 мм), тонкую (H = 0,8– 1,0 мм) и окончательную (H = 0,025–0,030 мм) шлифовку. Контроль за проектной толщиной шлифа осуществляется с помощью микроскопа по интерференционной окраске минералов-индикаторов.

После изготовления каждый шлиф должен быть подписан, тушью наносятся сведения о принадлежности к региону, наименование площади и номер скважины, интервал отбора образца, дата его изготовления.

5.1.4. Особенности микросъемки шлифов в проходящем свете

Фотовизуализация изображений шлифов с целью демонстрации основных особенностей пород должна проводиться петрографом, выполняющим микроописание.

Шлиф фотографируется без фона, на каждом фото показывается масштабная линейка.

Фотографии шлифов должны отображать структуру и минеральный состав породы. Исходя из этого выбирается увеличение изображения (обычно достаточно увеличения 40).

Снимок должен в обязательном порядке сопровождаться следующими данными:

• номер фото по порядку;
• площадь, номер скважины, номер образца, глубина отбора;
• название породы;
• увеличение изображения;
• условия освещения:
  • свет проходящий, при одном николе,
  • свет проходящий, при скрещенных николях.

Фотографирование шлифов необходимо проводить с использованием установки для фотографирования (например, CPD-265) с увеличением, определяемым задачами исследования. Для иллюстрации строения пустотного пространства производится обязательное фотографирование прокрашенных шлифов.

5.2. Изотопные методы исследования

Изотопный анализ оказывает большую помощь в изучении литологогеохимических процессов образования и вещественного преобразования комплексов осадочных пород. Ниже кратко рассматриваются основные методы изотопных исследований, их принципиальные возможности и системы отбора каменного материала применительно к осадочным породам. Интерпретация результатов изотопных измерений – самостоятельная область исследования, которая требует определенной системы знаний и не может быть систематизирована в виде определенной инструкции.

Методы ядерной геохронологии основаны на том, что скорость радиоактивного распада элементов постоянна и не зависит от условий, существовавших и существующих на Земле. Это было доказано экспериментальными данными – наблюдениями за скоростью распада при температуре 700°C и давлении не более 2×10⁷ Па, в сильном магнитном поле при воздействии космического излучения. При формировании кристаллических решеток минералов, содержащих радиоактивные элементы, создается закрытая система, в которой начинают накапливаться продукты радиоактивного распада. Радиологические методы определяют количество дочернего изотопа, образовавшегося вследствие радиоактивного распада материнского изотопа. Зная скорость этого процесса, можно оценить возраст минерала.

Свинцовые методы базируются на том, что свинец и гелий – это конечные продукты распада урана и тория. Для определения возраста по свинцу чаще всего используют минералы: монацит, циркон, реже уранит и ортит, встречающиеся в магматических породах. Возраст устанавливается по изотопным отношениям ²⁰⁶Рb/²³⁸U, ²⁰⁷Рb/²³⁵U, ²⁰⁸Рb/²³²Th, что позволяет контролировать полученные данные. Достоинство свинцовых методов заключается в том, что они дают возможность определять абсолютный возраст изверженных и метаморфических пород, для которых палеонтологические методы неприменимы.

Калий-аргоновый (аргоновый) метод основан на том, что в процессе самопроизвольного распада калия 11 % атомов ⁴⁰K переходят в аргон ⁴⁰Ar, а остальные 89 % – в изотоп ⁴⁰Ca. Калий присутствует в составе таких распространенных в природе минералов, как полевые шпаты, слюды, амфиболы, пироксены. Метод позволяет установить абсолютный возраст не только интрузивных и эффузивных, но и осадочных пород. Однако, он пригоден лишь для тех пород, которые не подвергались достаточно сильному нагреванию (свыше 300°C) и большому давлению.

Рубидиево-стронцевый метод основан на распаде рубидия ⁸⁷Rb и превращении его в изотоп стронция ⁸⁷Sr. Изотоп ⁸⁷Rb присутствует в виде примеси в калиевых минералах (чаще всего в слюдах: биотите, мусковите, лепидолите). Из-за низкой скорости распада рубидия метод применяется в основном для определения возраста докембрийских пород.

Радиоуглеродный метод базируется на определении радиоактивного изотопа углерода ¹⁴C в органических остатках. После отмирания организма происходит распад углерода ¹⁴C с известной скоростью, что позволяет определить время захоронения организма и возраст вмещающих его слоев. Изотоп ¹⁴C распадается с большой скоростью, поэтому метод применим лишь для отложений, абсолютный возраст которых не древнее 60 тыс. лет.

Основным измерительным прибором при изотопных исследованиях служит массспектрометр. Принцип его устройства очень прост. Измеряемое вещество (элемент) ионизируется, и образовавшиеся ионы под воздействием большого градиента электрического напряжения выбрасываются в секторное магнитное поле, траектория движения заряженных частиц в котором зависит от массы частиц. Частицы с интересующей нас массой регистрируются в виде электрического напряжения, пропорционального количеству этих частиц.

Под рассмотренные выше задачи используются два типа конструктивно различных масс-спектрометров. Основное их различие состоит в способе ионизации анализируемого вещества.

Термоионные, твердофазные масс-спектрометры используются для анализа вещества в твердом виде (Rb, Sr, Sm, Nd, U, Pb и т.п.). Вещество наносится на ленточку накаливания (рений, вольфрам, тантал). Ленточка нагревается до высокой температуры, при которой вещество испаряется. Пары вещества ионизируются, и ионный пучок направляется в магнитное поле.

Газовые масс-спектрометры предназначены для определения изотопного состава вещества из газовой фазы (CO₂, SO₂, HD и т.п.).

Для решения геологических задач требуется очень высокая точность измерения изотопного состава. В газовых приборах она достигается, в том числе, за счет многократного чередования напуска эталонного газа и образца, то есть ведутся относительные измерения, что значительно удешевляет прибор (почти вдвое против твердофазного).

Вводимое в прибор вещество должно пройти специальную сложную химическую подготовку. В твердофазных измерениях подготовка одной серии образцов (4–5 штук) занимает 2–3 недели, в то время как на измерительные операции такой серии на современных масс-спектрометрах расходуется всего несколько дней. Подготовка и анализ газовых образцов требует примерно в 10 раз меньшего времени.

Подбор материала определяется, прежде всего, поставленной задачей исследования. При работе с радиоактивными изотопными системами требования к образцам противоречивы: с одной стороны, нужны наиболее однородные по составу и содержанию размерных фракций образцы глинистых пород, с другой, – нужно иметь образцы, максимально различные по содержанию калия, рубидия и стронция. Результативность подбора материала определяется после проведения аналитических работ. Всегда следует отдавать предпочтение керновому материалу перед собранным с поверхности.

Качество кернового материала сильно зависит от условий хранения. Надлежащее хранение и наличие документации в виде колонок и описаний керна (первичных и камеральных) создает идеальные условия для постановки изотопных исследований.

5.3. Петрофизические исследования керна параметрических скважин

5.3.1. Оперативные петрофизические исследования керна параметрических скважин

Этап оперативных петрофизических исследований должен проводиться непосредственно на скважине для решения следующих основных задач:

• получение информации для оперативной интерпретации материалов геофизических исследований скважин (ГИС);
• оперативное построение геологических и петрофизических разрезов;
• выявление основных закономерностей изменений физических свойств пород по разрезу;
• выделение однородных по составу и физическим свойствам групп пород и интервалов;
• определение физической природы геофизических аномалий и границ;
• точная привязка керна на основе сопоставления петрофизических параметров и материалов ГИС;
• выявление зон развития трещиноватости;
• выбор объектов для дальнейших лабораторных исследований.

Данный этап заключается в оперативном массовом петрофизическом изучении ряда свойств пород непосредственно на скважине.

В зависимости от конкретных геологических условий района выбирается наиболее информативный комплекс определяемых физических свойств.

Для измерения физических параметров всех типов пород необходимо включать, по возможности, следующий комплекс определений, проводимых непосредственно на скважине после подъема керна [Анализ…, 1989; Совершенствование…, 1988 и др.]:

• естественная радиоактивность;
• плотность;
• скорость распространения упругих волн;
• магнитная восприимчивость.

При наличии специальной аппаратуры целесообразно включить в применяемый комплекс следующие измерения:

• удельного электрического сопротивления;
• теплопроводности [Бурение…, 2001; Березин, 1989; Бекасова, 1990; Временная…, 1987; Методическая…, 1988; Потапов, 1987 и др.].

Непосредственно на скважине могут определяться также физико-механические свойства пород [Методические…, 1985].

Определения физических свойств проводятся на каждом куске керна, размеры которого позволяют получить результат с допустимой погрешностью и должны отвечать следующим требованиям:

• измерения необходимо проводить оперативно сразу после подъема керна;
• измерения, по возможности, должны проводиться на образцах керна без предварительной его механической обработки;
• применяемые методы не должны разрушать образцы механически, а также не должны приводить к необратимым изменениям физических и химических свойств образцов керна;
• все измеряемые физические параметры следует надежно и правильно зафиксировать в рабочих журналах и на электронных носителях.

С целью исключения возможности возникновения систематических ошибок при определении физических свойств пород необходим внешний контроль всех измеряемых параметров. Контрольная выборка образцов по объему должна составлять не менее 0,5 % от общего количества изученных образцов.

Плотностные характеристики получают при естественной насыщенности, используя весы для гидростатического взвешивания. Данные по плотностным свойствам пород применяют для привязки керна, оперативного прогноза зон АВПД, оценки коллекторов, выявления зон разуплотнений и др.

Акустические свойства пород обычно измеряются с помощью ультразвукового прибора (УК-10ПМС или его аналогов) и используются для интерпретации данных акустического каротажа, выделения и оценки коллекторов, привязки керна и др.

Радиоактивные свойства изучают с помощью специальных радиометрических установок [Анализ…, 1989 и др.], позволяющих путем применения стальных или свинцовых защитных чехлов исключить или существенно уменьшить естественный гамма-фон.

Весьма целесообразным представляется применение специализированных компьютеризированных установок, оперативно регистрирующих в потоковом режиме спектральный «гамма-каротаж» по керну.

Результаты таких измерений служат не только эффективным средством привязки керна к материалам ГИС, но и могут быть с успехом использованы для выявления однородных интервалов, предварительной оценки глинистости, коллекторских свойств и других характеристик разреза.

Использование стандартных сцинтилляционных радиометров типа СРП-68, СРП-88 и аналогичных им позволяет только на качественном уровне выявлять интервалы керна с аномально высокой гамма-активностью [Инструкция…, 1986]. Для количественных определений гамма-активности керна эти радиометры не пригодны.

Из магнитных параметров регистрируют магнитную восприимчивость и при возможности – остаточную намагниченность. Для оценки магнитной восприимчивости используют портативный каппаметр КТ-5 или аналогичный ему. Материалы по магнитным свойствам керна используют для его привязки, оперативного расчленения разреза, обнаружения магнитных минералов, предварительной оценки глинистости и др.

Удельное электрическое сопротивление измеряется при естественной насыщенности с помощью специального кернового резистивиметра [Временная…, 1987; Методическая…, 1988] и служит для уточнения привязки керна, дифференциации разреза, оценки коллекторских параметров и характера флюидонасыщенности.

Предварительные измерения петрофизических параметров следует по возможности проводить для каждого куска керна. При отсутствии такой возможности плотность отбора образцов керна для измерения физических свойств выбирается в зависимости от литологических особенностей горных пород [Отбор…, 1979; Породы…, 1985].

Существует три варианта отбора образцов.

Вариант I – исследуемый интервал разреза представлен породой-коллектором. В этом случае для измерения физических свойств следует отобрать 3–5 образцов с одного метра керна. Размер образца по длине должен быть максимальным. Если интервал представлен кавернозными породами, то керн отбирается полностью для производства полноразмерного кернового анализа.

Вариант II – исследуемый интервал разреза представлен плотными породами. В этом случае частота отбора на петрофизические исследования составляет один образец с одного метра керна. Из переслаивающихся пород отбирается по одному образцу из слоя. Размер образцов 0,1–0,2 м (длина).

Вариант III – исследуемый интервал разреза представлен породами, образующими флюидоупор. В этом случае необходимо отобрать по одному образцу из слоя, но не менее одного образца с одного метра керна. Длина образцов не менее 0,1 м.

Результаты предварительных измерений физических свойств заносят в сводный журнал физических свойств, переносят на магнитный носитель и передают в банк данных для последующей математической обработки, визуализации и геологической интерпретации.

5.3.2. Лабораторные петрофизические исследования керна параметрических скважин

Данный этап петрофизических исследований включает широкий комплекс методов изучения керна в лабораторных условиях и решает следующие основные задачи:

• определение информативных признаков для построения петрофизических и геологогеофизических разрезов и моделей;
• обоснование критериев для выделения коллекторов и флюидоупоров;
• изучение свойств коллекторов и покрышек и оценка их качества;
• выявление петрофизических аномалий, отражающих специфику изучаемых глубинных комплексов;
• детальное расчленение геологического разреза по физическим характеристикам вскрываемых горных пород;
• установление взаимосвязей физических свойств пород с минералогическим составом, структурно-текстурными характеристиками и термодинамическими условиями;
• создание петрофизической основы для интерпретации материалов геофизических исследований скважин и разведочной геофизики;
• построение петрофизических моделей для геологического обоснования природы геофизических границ;
• оценка напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

Перед началом лабораторных петрофизических исследований производится анализ имеющихся материалов ГИС, послойного описания керна, результатов изучения физических свойств на предыдущем этапе и другой априорной геологической информации.

Детальные исследования являются ключевыми при изучении разрезов параметрических скважин, поэтому на данном этапе требуется повышенная точность определений.

Кроме того, проводится изучение вещественных, структурных и других типов неоднородностей, изменений физических параметров с глубиной.

Объектами исследований являются геологически однородные петрофизические группы пород, выделяемые по данным предварительного этапа изучения разреза с учетом интерпретации материалов ГИС и послойной документации керна.

Выборка образцов керна должна быть представительной, а схема опробования – эффективной и обеспечивать получение наибольшего количества информации при минимальном отборе керна.

Для геологически однородного интервала разреза рекомендуется отбирать не менее 10–12 образцов (для обеспечения надежных петрофизических связей требуется 30–32 обр.). Для маломощных слоев отбирается по возможности не менее 3 образцов. Наилучшие результаты достигаются при изучении 3–5 образцов керна на 1 м разреза [Методические…, 2003].

Измерения физических свойств проводятся по стандартизованным методикам

[ГОСТ 8.057-80; ГОСТ 21153.0-75; ГОСТ 21153.7-75; ГОСТ 16263-70; ГОСТ 8.019-85; ГОСТ 8.412-81; ГОСТ 8.028-86; ГОСТ 8.063-79; ГОСТ 25495-82; ГОСТ 25494-82; ГОСТ

26450.0-85, ГОСТ 26450.2-85; ГОСТ 21153.6-75; ГОСТ 8.268-77; ГОСТ 8.377-80; ГОСТ 25499-82; ГОСТ 25493-82; ГОСТ 24941-81]. Если таковые отсутствуют, то используются общепринятые методики, описанные в научно-технической литературе и обеспечивающие необходимую точность определения физических параметров.

Области применения различных методов петрофизических исследований данного этапа и основные определяемые параметры приведены в табл. 1 (см. раздел 5.3.2.2).

Комплекс петрофизических исследований керна включает:

• исследования на колонке керна,
• определения основных фильтрационно-емкостных свойств пород,  детальные и дополнительные исследования.

5.3.2.1. Исследования на колонке керна

Исследования на колонке керна целесообразно выполнять в специальной экспресслаборатории при кернохранилище. Лабораторные петрофизические профильные анализы керна выполняются на всем объеме кернового материала. Они включают оценку точечной проницаемости, гамма-активности с шагом 10–20 см и плотностной каротаж с целью документации каменного материала, решения задач оперативной интерпретации данных ГИС, привязки керна к разрезу, отбора образцов керна для петрофизических исследований и т.п. При профильных анализах выполняется также фотографирование керна в белом и ультрафиолетовом свете.

По этим данным совместно с результатами определений основных фильтрационноемкостных свойств пород формируется базовая коллекция образцов керна по исследуемому объекту, направляемая в петрофизический центр для выполнения комплекса дополнительных детальных петрофизических исследований.

5.3.2.2. Определения основных фильтрационно-емкостных свойств пород

Основные петрофизические лабораторные исследования должны включать определение следующих фильтрационно-емкостных характеристик на образцах керна с плотностью 3–5 образцов на 1 м вынесенного керна [Методика…, 1977; К методике…, 1977; Об оценке…, 1978; Методы…, 1980; ГОСТ 26450.0-85; ГОСТ 26450.1-85; ГОСТ 26450.2-85; Методика…, 1989; Петрофизические…, 2003]:

• открытая пористость;
• абсолютная газопроницаемость;
• остаточная водо- и нефтенасыщенность прямым способом (на герметизированном керне);
• карбонатность;
• объемная и минералогическая плотность;
• естественная радиоактивность;
• гранулометрический состав.

В результате определения основных фильтрационно-емкостных характеристик исследуемый разрез документируется петрофизической информацией (прил. 47–49). Совместное использование ее с данными ГИС позволяет реализовать надежную привязку керна к разрезу для построения петрофизических связей типа «керн-ГИС».

Детальные петрофизические лабораторные исследования

Детальные петрофизические лабораторные исследования проводятся для пород продуктивных пластов (не менее 32 образцов для пласта) и включают следующие виды работ:

• капилляриметрические исследования по методике, обеспечивающей получение неснижаемой водонасыщенности для всех групп пород-коллекторов;
• определение электрических свойств пород при переменной водонасыщенности в

интервале от К_в=100 % до К_ов;

• изучение электрических и акустических свойств при моделировании термобарических условий залегания;
• раздельное определение содержания кальцита и доломита;
• спектрометрические исследования естественной радиоактивности с определением содержания урана, тория и калия;
• косвенные (модельные) исследования по определению остаточного содержания нефти и газа;
• измерение диффузионно-адсорбционной активности, магнитных свойств пород;
• ядерно-магнитные исследования (ЯМИ);
• определение емкости катионного обмена.

Результаты детальных исследований могут быть использованы для создания петрофизической основы интерпретации материалов геофизического изучения скважин и данных полевой геофизики.

Дополнительные петрофизические исследования

Дополнительные петрофизические исследования необходимы при определении пород сложного типа. На данном этапе проводится анализ структуры пустотного пространства пород из наиболее интересных интервалов разрезов скважин с помощью различных методов – ртутной порометрии, растровой электронной микроскопии, насыщения образцов пород полимерными, люминесцирующими и другими жидкостями и пр. [Багринцева, 1977; Методические…, 1978; Методика…, 1969; Патент…, 1994; Тульбович, 1979; Ханин, 1976 и др.].

В итоге получают качественную характеристику пустотности пород и дают количественную оценку ее трещиноватости, пористости, кавернозности, микронеоднородности (раскрытость, характер заполнения, шероховатость стенок, протяженность, сообщаемость, извилистость, углы наклона, интенсивность, размер пустот, долевое участие трещин, каверн и пор в емкости и проницаемости и др.).

Кроме того, на данном этапе могут выполняться дополнительные петрофизические исследования керна из наиболее интересных интервалов разреза с моделированием и получением целого ряда специальных параметров и характеристик коллекторов и флюидоупоров:

• коэффициент вытеснения нефти водой;
• показатели смачиваемости;
• давление прорыва в породах-покрышках;
• остаточная газонасыщенность;
• гигроскопичность, влагоемкость;
• удельные поверхности породы и фильтрации;
• содержание кристаллизационной воды;
• анизотропия;
• микронеоднородность;
• относительные фазовые проницаемости;
• деформационные характеристики при неравномерно-напряженном состоянии и др.

Для этого могут применяться самые различные методики и аппаратура [Амикс, 1972; Багринцева, 1977; Воларович, 1979; Добрынин, 1970; Добрынин, 1991; Кобранова, 1986; Методические…, 1973; Методические…, 1978; Определение…, 1977; Петрофизика, 1992; Поляков, 1981; Потапов, 1987; Ржевский, 1984; Свойства…, 1969; Тульбович, 1979; Ханин, 1976 и др.].

Так, например, детальный анализ упруго-деформационных процессов в условиях неравномерно-напряженного состояния пород на больших глубинах позволяет прогнозировать зоны развития процессов разуплотнений и трещинообразования в разрезах скважин.

Примеры построения специализированных петрофизических разрезов приведены в работах [Геологическое…, 2000; Критерии…, 2001 и др.].

Методические руководства по исследованию керна и обработке результатов регламентируют технологию изучения коллекторов в основном простого строения. При рассмотрении сложных коллекторов достоверность петрофизических исследований снижается (табл. 1); для их изучения следует использовать специальные методики, описанные ниже [Методические…, 2003].

Группа 1. Определение петрофизических характеристик трещинно-каверновопоровых коллекторов требует применения специальных методических приемов. Суть их сводится к реализации лабораторных измерений на образцах большого размера (с сохранением диаметра). Очевидно, что такой подход позволяет максимально использовать керновый материал для анализа в условиях, когда отдельные элементы пустотного пространства (каверны, трещины) соизмеримы с принятыми размерами образцов для стандартных петрофизических исследований (20–30 мм). Методика определения основных фильтрационно-емкостных параметров на образцах большого размера описана в работе «Методы и аппаратура для изучения ФЕС пород-коллекторов на образцах большого размера» [Методы..., 1980].

Таблица 1

Эффективность петрофизических исследований при анализе сложных коллекторов

Условные обозначения к таблице:

Группы сложных коллекторов: 1 – трещинно-каверново-поровые, 2 – трещинные, 3 – низкопоровые, 4 – полимиктовые, 5 – слабосцементированные и рыхлые, 6 – с растворяющимся цементом.

Результаты петрофизических исследований: "д" – достоверны, "с" – достоверны при использовании специальных технологий, "у" – условны, "н" – недостоверны.

Группа 2. Значительно больше проблем возникает при изучении коллекторов трещинного типа. Результаты изучения керна являются практически единственным источником информации о трещиноватости пород, однако эта информация связана исключительно с микротрещиноватостью, влияние которой на фильтрационные свойства пород незначительно. Действительно, величины проницаемости образцов, характеризующихся наличием трещин при низкой пористости (до 2–3 %), составляют обычно сотые и тысячные доли миллидарси. Такая проницаемость не может отражать фильтрационные характеристики трещинного коллектора, для которого свойственны большие притоки газа или нефти. Эффективные же трещины, обеспечивающие такие притоки, на керне реального размера (диаметром не более 100 мм) не могут быть изучены из-за раскалывания образцов по этим трещинам. Изучение объектов с коллекторами трещинного типа должно включать, в первую очередь, данные гидродинамических и каротажных исследований.

Данные исследования керна следует использовать для изучения вещественного состава пород; важнейшую информацию получают также в результате попластового макроописания керна.

Группа 3. Низкопоровые коллекторы изучаются обычными способами, однако методики определения фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) корректируются с учетом повышенных требований к точности аппаратуры из-за малых величин изучаемых параметров. При определении пористости необходимо применение аналитических весов с надежной фиксацией массы образца с точностью не менее 1 мг. Необходимо донасыщение образцов в специальных бомбах с избыточным давлением до 15 МПа. При определении проницаемости таких пород методы нестационарной фильтрации использовать не рекомендуется. При применении стационарной фильтрации используются газомеры для измерения малых расходов.

Группа 4. Сложность петрофизических исследований полимиктовых коллекторов и, особенно, анализа их результатов связана с присутствием в скелете породы, в первую очередь, полевых шпатов, часто сильно измененных, которые определяют поверхностные свойства (диффузионно-адсорбционную активность, поверхностную проводимость и др.) в не меньшей степени, чем глинистый цемент. При изучении емкостных характеристик полимиктовых пород сушка их проводится в вакууме при температуре до 70°C с насыщением высокоминерализованными двухвалентными растворами для предотвращения разбухания.

Группа 5. Определение коллекторских характеристик неконсолидированных (рыхлых) пород вызывает большие трудности. Наиболее приемлемым считается отбор рыхлых пород в резиновый шланг, который удерживает керн от разрушения. Образцы правильной геометрической формы для дальнейших петрофизических исследований или вырезают прямо со шлангом, или вначале замораживают, а затем обрабатывают в среде жидкого азота (замораживание фиксирует зерна и агрегаты породы в процессе изготовления образцов).

Группа 6. При изучении керна с растворяющимся цементом основная сложность заключается в растворении компонент при экстракции и насыщении образцов водными растворами; еще в большей степени на ФЕС влияет растворение при бурении за счет опережающего проникновения под долото водного фильтрата промывочной жидкости (ПЖ). В подобных ситуациях используется керн, поднятый из скважин, пробуренных на безводных ПЖ. При определении пористости применяются газоволюметрические методы или насыщение образцов неполярной жидкостью (керосином). Определение остаточной водонасыщенности косвенными методами (капилляриметрия, центрифугирование) затруднено из-за растворения солей.

Рис. 4. Вариант схемы исследования физических свойств магматических и

метаморфических пород

Рис. 5. Вариант схемы детального исследования физических свойств осадочных пород

Схемы изучения физических свойств на образцах керна (рис. 4, 5) предусматривают одновременное исследование по 12 направлениям, что возможно в условиях достаточности кернового материала. Если керна недостаточно, то схемы исследования должны быть приведены в соответствие с имеющимися возможностями.

Результаты изучения петрофизических свойств пород представляют в виде таблиц, баз данных, различных графиков и диаграмм. На основе этих материалов строятся различные петрофизические разрезы, отражающие особенности изменений параметров по глубине и стратиграфическим подразделениям.

5.4. Геохимические исследования

Геохимические исследования являются обязательным и существенным элементом комплексной обработки материалов параметрического бурения.

Основные задачи геохимических исследований в параметрических скважинах нефтегазоносных регионов заключаются в следующем:

• расчленение разреза отложений по геохимическим параметрам;
• обоснование наличия или отсутствия нефтегазоматеринских пород, оценка их типа и генерационного потенциала;
• выявление вертикальной зональности изменения катагенеза органического вещества

(ОВ) пород;

• выявление закономерностей изменения геохимических параметров;
• выявление геохимических аномалий, связанных с процессами миграции и аккумуляции нефти и газа.

Комплекс методов органической геохимии предусматривает изучение рассеянных и концентрированных форм органического вещества.

Геохимические исследования керна параметрических скважин включают анализ содержания и состава ОВ пород, в том числе углеводородных флюидов (нефти, газа, конденсата) и выяснение характера их распределения в породах. Это требует проведения широкого спектра исследований, выполняемых как в лабораториях на буровой, так и в стационарных лабораториях. Необходимость проведения ряда геохимических работ на буровой связана с изменением некоторых геохимических параметров с течением времени.

Работы на буровой включают:

• оперативную консервацию образцов поднятого керна;
• предварительное определение битуминозности пород – содержания битумоида и его качественных особенностей;
• организацию отбора газов разных форм для выявления их компонентного и изотопного состава;
• определение плотности нефти, если при испытании получен ее приток.

Основной комплекс исследований кернового материала параметрических скважин проводится в стационарных лабораториях с использованием широкого набора методов и аппаратуры, позволяющих определить разнообразные детальные характеристики органической составляющей пород для последующего их использования при решении различных геологических задач.

В стационарных лабораториях проводятся:

• изучение отобранных в соответствии с методическими рекомендациями образцов пород всех литологических разностей различных стратиграфических комплексов массовыми видами исследований; подбор коллекции для этой работы производится на основе первичного поинтервального описания керна (шлама) с учетом результатов полевых определений;
• детальные геохимические исследования представительных образцов различных стратиграфических комплексов и литологических разностей.

Отбор образцов на геохимические исследования должен осуществляться из каждой литологически однородной пачки. При значительной мощности литологически однородных толщ целесообразен отбор образцов в нескольких интервалах толщи. При наличии явных признаков неоднородностей разные литологические элементы следует выделять в самостоятельные литологически однородные пробы. При массовых геохимических исследованиях отбор образцов обычно проводится через 5–10 м. Количество отбираемого материала зависит от типа породы и комплекса исследований.

Подготовка отобранного материала к анализам включает следующие операции [Руководство по методике…, 1966; Руководство по анализу…, 1966]:

• проверку степени литологической однородности индивидуальной пробы как объекта изучения и, в случае необходимости, расчленения пробы на отдельные литологические разности;
• обследование пробы на присутствие возможных случайных загрязнений (корок глинистого раствора, примесей нефтепродуктов из буровых растворов, следов маркировки на керновом материале, корок выветривания) и тщательное их удаление;
• визуальное и люминесцентное обследование проб с целью выявления эпибитумов и, по возможности, отделения четко локализованных зон их нахождения (они выделяются в самостоятельные серии для специальных исследований);
• выявление и отделение визуально наблюдаемых изолированных включений битумоидов, углистых веществ и т.д.

Эти работы осуществляются с помощью приемов люминесцентной битуминологии:

просмотра поверхности образцов под люминесцентной лампой и капельнолюминесцентного анализа по специальным методикам [Баранова, 1973].

В последующем в соответствии с применяемыми методиками образцы направляются на изготовление шлифов и подвергаются измельчению. Следует иметь в виду, что ОВ и битумоиды раздробленного образца в воздушной среде подвергаются неконтролируемым изменениям, меняющим как общее их содержание, так и состав.

Поэтому желательно производить дробление непосредственно перед анализом.

После удаления с образцов бурового раствора и других загрязнений проводят исследования ОВ пород [Руководство по анализу…, 1966; Задачи.., 1986; Корчагина, Четверикова, 1976, 1980; Ларская, 1983; Методические рекомендации…, 1986 и др.]. Начинают их с массовых исследований, которые включают:

• люминесцентно-битуминологический анализ [Баранова, 1973; Люминесцентная…,

1976 и др.];

• петрографическое изучение шлифов [Ларская, 1976; Петрология…, 1987; Парпарова,

1985; Мизулина, Ботнева, 1970];

• определение содержания нерастворимого в 10% HCl остатка породы (НОП);
• определение содержания органического углерода (С_орг);
• изучение образцов методом Rock-Eval [Лопатин, Емец, 1982, 1988; Чахмахчев и др., 1989].

По материалам исследования ОВ керна или шлама массовыми аналитическими методами выбираются образцы для детального изучения ОВ. Обычно их число не превышает 20 % от общего числа образцов. Основой для выбора служат сводные геохимические разрезы, построенные по данным массовых исследований.

Современный комплекс детальных исследований ОВ пород обычно включает:

• определение содержания хлороформенного битумоида (А_хл);
• определение группового состава хлороформенного битумоида;
• изучение индивидуального углеводородного состава хлороформенного битумоида и его отдельных фракций методами газовой хроматографии и хромато-массспектрометрии (биомаркерный анализ);
• изучение изотопного состава углерода хлороформенного битумоида и его фракций:

а) насыщенной; б) ароматической; в) смол; г) асфальтенов.

• выделение и исследование нерастворимого в органических растворителях органического вещества пород – керогена [Корчагина, Четверикова, 1976; Робинсон, 1974].

Кроме того, производится определение типа и уровня катагенеза рассеянного органического вещества палинологическими [Классификация…, 1984; Справочник…, 1998] и углепетрографическими методами [Волкова, 1990 и др.].

В процессе изучения может возникнуть необходимость проведения, помимо перечисленных, дополнительных исследований пород, к примеру, спектральных – см. прил. 32 [Глебовская, 1971; Методическое руководство…, 1979; Эталоны ИК…, 1974; и др.]. Комплекс исследований определяется в каждом случае индивидуально, однако необходимо учитывать основные особенности строения разрезов параметрических скважин.

При получении в параметрической скважине притоков нефти или газа производится их анализ по стандартным методикам [Современные…, 1984; Методы…, 1980 и др.], а также современными газохроматографическими, хромато-массспектрометрическими и изотопными методами.

Перечень геохимических исследований, применяемых при изучении керна параметрических скважин, приведен в прил. 32. Примеры представления результатов массовых и детальных геохимических исследований керна и вспомогательные материалы к ним даны в прил. 50–56.

Важным итогом геохимических исследований керна параметрических скважин является получение информации, необходимой для:

• выделения, характеристики и картирования нефтегазоматеринских толщ;
• выявления продуктивных пластов;
• историко-генетического моделирования процессов нефтегазообразования;
• балансовых расчетов генерации и эмиграции нефти и газа;
• корреляции нефтей и газов открытых скоплений и проявлений с вероятными материнскими толщами и др.

В заключение необходимо подчеркнуть, что массовые и детальные геохимические исследования керна параметрических скважин являются необходимым элементом работ по прогнозу нефтегазоносности.

6. ПРАВИЛА СОСТАВЛЕНИЯ СВОДНОГО ОТЧЕТА

ПО ОПОРНЫМ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИМ СКВАЖИНАМ

Учитывая ценность материалов обработки керна и шлама параметрических скважин, являющихся основным фактическим материалом определения перспектив нефтегазоносных территорий и комплексов, проведенные исследования должны завершаться подробным обобщающим (сводным) отчетом всех результатов комплексной обработки. При обобщении результатов комплексного анализа материалов параметрического бурения должны быть использованы данные по всем видам обработки. По отдельным видам исследований составляются самостоятельные отчеты, которые обязательно анализируются и являются основным материалом для научного обобщения результатов обработки. Отчет должен представлять собой не механическую сводку данных, а их научный анализ в целях решения задач установления закономерностей геологического строения и оценки перспектив нефтегазоносности.

Рекомендуемая схема составления сводного отчета по параметрической скважине разработана на основе указаний, приведенных в «Инструкции по проводке опорных скважин и камеральной обработке материалов опорного бурения» [Инструкция…, 1962], а также в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53579-2009 «Отчет о геологическом изучении недр. Общие требования к содержанию и оформлению» и «Временными методическими указаниями по подготовке, оформлению и сдаче в федеральный и территориальные геологические фонды отчетных материалов, выполненных с использованием компьютерных технологий» (Росгеолфонд, 1998 г.).

Введение

Во введении приводится обоснование к заложению скважины и указываются задачи бурения. Далее приводятся следующие сведения: наименование организации, производившей бурение, научно-исследовательского учреждения, выполнявшего научную обработку материалов бурения, местоположение скважины, ее альтитуда, даты начала и окончания бурения, проектная и фактическая глубина скважины, проектный и фактически вскрытый горизонт, организация буровых работ и осуществление геологического наблюдения, организация и виды научно-исследовательских работ. Особое внимание уделяется выходу керна, его сохранности, документации. Излагаются основные вопросы методики работ.

Во введении, кроме того, указываются отчеты по различным видам работ, не освещенным полностью в сводном геологическом отчете, например: технический отчет по проводке скважины, полные отчеты по геофизическим и гидрогеологическим исследованиям и т.п.

В конце раздела должны быть приведены основные технические данные по скважине с указанием конструкции скважины, интервалов прострела, испытаний, мостов.

1. История исследования

В данном разделе освещается геологическая и геофизическая изученность района в хронологическом порядке.

2. Геологический разрез

Дается детальное описание разреза отложений, пройденных скважиной. Приводится литолого-петрографическая и палеонтологическая характеристика пород, их геохимических особенностей, физических свойств и содержащихся в них органических веществ. Мощности в тексте даются как видимые, так и в пересчете на угол падения, т.е. нормальные, если угол падения превышает 10°.

Устанавливается стратиграфическое расчленение разреза в соответствии с унифицированной схемой для данного региона, основанное на результатах всех произведенных исследований (наиболее подробно при этом освещаются данные литологического и палеонтологического изучения, а также электрического, акустического, гамма- и ядерно-магнитного каротажа). Отклонения от унифицированной схемы должны быть в достаточной мере обоснованы.

Выясняются коррелятивы (признаки для сопоставления с другими разрезами), выделяются маркирующие (опорные) горизонты и слои, имеющие интерес с точки зрения концентрации химических элементов, минералов и заслуживающих внимания полезных ископаемых.

При описании отдельных горизонтов разреза дается их сопоставление с аналогичными горизонтами разрезов соседних районов.

Проводятся фациальный и генетический анализы вскрытых скважиной отложений, на основании которых характеризуются физико-географические условия осадкообразования.

Такое описание геологического разреза позволяет получить представление о нем с разных точек зрения.

3. Тектоника

Дается возможно полная характеристика структурных (тектонических) особенностей района, выявленных в результате бурения скважины. При этом используются все данные по геологии и геофизике района, а также проводится сравнение с другими, в первую очередь смежными, районами.

В том случае, если имеется достаточный материал глубокого бурения в смежных районах, следует произвести некоторые палеотектонические реконструкции, анализ мощностей и фаций отложений с учетом перерывов в разрезе, описав их в данном разделе.

4. Гидрогеологическая характеристика разреза

В первой части раздела дается характеристика воднорастворимого комплекса. Детально разбираются результаты анализов, которые сопоставляются с литологопетрографическими исследованиями.

Во второй части раздела приводится детальная характеристика испытания каждого интервала с критической оценкой постоянства химического состава воды (на основании анализов, не менее двух из каждого интервала). Дается характеристика дебита скважины и статических уровней. Вопросы дебитности скважины должны быть увязаны с данными проницаемости по каротажу. На прилагаемой к отчету схеме конструкции скважины следует показать интервалы испытаний горизонтов.

Далее приводится гидрогеологическая характеристика разреза с привлечением данных по соседним районам. Производится оценка гидрогеологических показателей с целью выяснения нефте- и газоносности района и определения направления дальнейших поисково-разведочных работ.

5. Характеристика нефте- и газоносности

Дается подробная характеристика пройденных скважиной отложений в отношении их коллекторских свойств, нефте- и газоносности. При этом широко используются данные комплексного исследования материалов бурения скважины, в первую очередь, результаты химическиx, битуминологических и люминесцентных исследований, изучения физических свойств пород, анализов газа, нефтей и вод. Разбираются все нефте- и газопроявления, имевшие место при проводке скважины, а также результаты опробования нефте- и газоносных горизонтов, вскрытых при бурении; даются соображения по поводу продуктивности последних. Делаются выводы об условиях нефтеобразования и нефтенакопления.

Заключение

По совокупности результатов изучения геологии данного района дается оценка выявленных тектонических структур с точки зрения их перспективности для поисков нефти и газа.

Исходя из выявленных фациальных особенностей отложений устанавливается палеогеография района для различных моментов геологического прошлого. Перечисляются выявленные закономерности пространственного и стратиграфического распределения возможных нефте- и газоносных свит и пластов. Делаются выводы об условиях генерации и аккумуляции углеводородов, вероятности образования промышленных залежей в данном районе. Вносятся предложения о дальнейших путях промышленного освоения района и, в первую очередь, о направлении поисковоразведочных работ на нефть и газ, с указанием методики геолого-геофизических работ и мероприятий по их организации.

В конце отчета помещается список использованных опубликованных, фондовых и рукописных материалов.

Обязательные приложения к сводному отчету

1. Геологическая и, по возможности, структурная карта района параметрической скважины.
2. Геофизические карты того же района.
3. Колонка разреза с нанесением всех физических свойств пород и скорости проходки (буримости). Масштаб колонки выбирается в зависимости от характера нагрузки. Данные всех геофизических исследований должны быть сопоставлены с каротажными диаграммами с целью выделения маркирующих горизонтов.
4. Литологическая колонка разреза скважины в масштабе 1:500.
5. Сводный планшет битуминологической, геохимической и гидрохимической характеристик разреза параметрической скважины.
6. Сводный геолого-геофизический разрез вскрытых скважиной отложений в масштабе 1:2000, привязанный к каротажным диаграммам электрокаротажа, гаммакаротажа, акустического, ядерно-магнитного и газового каротажа, с литологической и палеонтологической характеристикой, с выделением маркирующих горизонтов и указанием признаков, имеющих значение для выявления его нефтеносности (прил. 57).

При составлении результирующего геолого-геофизического разреза скважины недопустимо произвольное использование условных знаков, отражающих литологический состав пород. Условные знаки на литологической колонке должны соответствовать легенде, предлагаемой в прил. 45 на основании ГОСТ 2.857-75 «Горная графическая документация. Обозначения условные полезных ископаемых, горных пород и условий их залегания». Все дополнения к характеристике пород оговариваются в тексте соответствующих разделов отчета или графических приложений.

7. Отчеты по отдельным видам комплексного исследования материалов данной параметрической скважины.
8. Дополнительные карты, разрезы и прочие графические приложения, иллюстрирующие выводы и предложения, оговоренные в отчете.
9. Подробное поинтервально-послойное литолого-стратиграфическое описание разреза параметрической скважины с учетом всех видов палеонтологических, литологических и других определений. В основу берется поинтервальное описание по долблениям. В каждом долблении выделяются слои, нумерация которых ведется сверху вниз от первого до последнего интервала отбора керна. Если слой продолжается в последующих долблениях, то он вновь не нумеруется, но при описании отмечается его сходство с предыдущим и мелкие особенности, а также определения фауны, флоры, микрофауны, спор и пыльцы.

При составлении окончательного поинтервально-послойного описания и при построении разреза по параметрической скважине с учетом шлама и всех видов каротажа количество слоев, как правило, будет увеличиваться, в связи с чем их следует перенумеровать.

Особенно это касается скважин с поинтервальным отбором керна. Не охарактеризованные керном участки разреза заносятся в описание долбления без керна и в пределах их слои выделяются по каротажу и другим видам исследования. В этом случае указывается лишь название породы. Глубина и мощность слоя указываются по каротажу. Слои дополнительные к выделенным по керну могут появиться также в участках плохого выноса керна. В них также обязательно указывается «по каротажу».