Способ исследования горных пород

О П И С А Н И Е ) 48009ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Сзииалистических Республик",соеднсн.ез заяв: М Государственный комитет Совета Министров СССР(53) УДК 550,835(088.8 Опуоликовано 15,08.7 юллетеш"хв 3 делам изобретений и открытий публикования описания 26.12.75 2) Авторы изобрстения О. В. Барта Е. В, КаруБ, Н. Ивакин, Е И, Лейпунская, В С. Шимелевич, А В, И. Дрынкинкий институт ядеримии шевич,О.Г В Г М. Кадисов,В МиллерС, Школьников,(71) Заявитель Всесоюзный й геофизики СОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРНЫХ 110 РОД Изобретение относится к области геофизических методов изучения геологического строения земной коры.Известсн ряд способов изучения геологического разреза буровых скважин. Среди них следует отметить; зучение своиств горных пород путем анализа кернового материала и газопроявлений промывочной жидкости, геофизических измерений в скважине и последующей интерпретации получаемых данных.Недостаток известного способа состоит в том, что вынос керна обычно низок и дорогостоящ, рсзультаты его изучения методами химического анализа, проводимого сравнительно долго, не могут быть использованы оперативно и пе влияют в связи с этим на режим бурения и на выбор комплекса геофизических методов. Кроме того, известный способ не позволяет получать полную информацию о свойствах пластов вдоль всего разреза в связи с тем, что керн отбирается лишь в отдельных точках разреза. По этим причинам данные изучения образцов пород на поверхности и каротажные исследования недостаточно хорошо увязаны.Целью способа является получение более полной информации о свойствах и составе горных пород и насыщающих их флюидах,Кроме того, целью является оптимизация режима бурения. создание условий в скважине, оптимальных с точки зрения последующих геофизических измерений, например, с точки зрения образования минимальной зоны проникновения фильтрата бурового раствора в 5 пласт и с точки зрения задавлпвания в пластсильно минерализованной воды для повышения дифференциации водо- и нефтенасыщенпых частей пласта; сокращение интерва,чов дорогостоящей операции отбора керна за счет О точного определения по показаниям шлама игеофизических измерений верхней границы отбора керна, соответствующей кровле продуктивного пласта.Сущность предлагаемого способа сводится 5 к следующему.Пр: бурении скважины производится у ееустья непрерывное изучение шлама по элементному составу, структурным особенностям, налпчпо органических соединений, экспресо снымп аналитическими методами (ядерно-физическими, рентгеновскими, спектроскопическимип, геохимическими, акустическими и т. п,).В результате этих исследований извлекается информация о буримых породах, в частно сти о приближении к продуктивным интервалак.Из области разведки на нефть - газ и наруды можно привести некоторые примеры,1. Для продуктивных нефтегазовых пластов О характерны следуощие признаки: непосредст Ь 1009ыепно над ними залегают пспроппцяемыс покрышки - это обычно глшы или г:шсы. Дл)1 Глин (21 эакте)энь ПОВыше 11 П 51 ряд 102(т 1 в ность, в частности калия; повышенное отношение содср)каний Л и ь: и т. и. 1 л 5 гппсо характерны высокое одер)каппе водорода, повышенное отношение содержа;шя -- ; ьысокис скорости акустических ыо.)п.Коллектора, залегающие под покрышками, могут ОЫ 1 ь продЭктивпыми. ОбыкОл 51 ются песчаником и доло )иГОЭ 1. 1151 и,)О- дуктпВпых песчаников х 21)акте 1)ны 1)ысок)151 ъ(опцен 1 ряци 51 1, пониженное О10 Ш 11.е КОН),ЦСНГРЦ 31 Й - , ПОНИЖЕНН)51 СКОРОСП аК СТИ - ЧЕСКИХ ВОИ, НОЫЫШЕНН 25 ОИЫУМИНОЗНОСЛд 1 л 51 пэодкт)Впых долОЗ 1 итОВ х 1)ак 1 опы ПО 5Вышсннос Отношепис содс 1 эжяни 5 " и ука -(занные особенности битуюшозпости и акуличсских свойств.При разведочных работах па руды анализ ш.12 м 2 позвол 51 ет ф)кси 1 эОВ)1 ь Орсолы 1)асссяния искомых элементов, их поыышсппыс концентрации.2. Б связи с этими признаками корректируются режимы бурения. Например, в нсфтсг)1- зовых скважинах после прохождения буровым инструментом покрышки при входе ы продуктивный пласт следует изменять состав бурового раствора для уменьшения зоны его проникновения в коллектор. Зта зона. как правило, препятствует успеху геофизического выделения продуктивных высокопронпцаемых горизонтов.3. В соответствии с признаками и. 1 устанавливается рациональный комплекс гсофизических измерений, интервалы исследоыа 31)я, а также время проведения работ. Например, В целях проведения измерений при минимальной зоне проникноВения карота)ка их эОжпо проводить сразу после окончания проходки коллектора. Геофизическе измереш)я должь: иметь целью также привязку шлама и керна к глубинам.4. На основании результатов иссле-ования пород, выполненных в и. 1 определяется верхняя граница интервалов, в которых необходимо Отби 1 эать керн. ПО результатам экспрсс - сного анализа веществен)юго состаза керн;. определяется нижняя граница штсрвала, ы котором бурение и сводится с отоором керна.Для э;1 сментнОГО апя,иза ГОрных пород 1,по шламу и кернам) используется рентге;ю-ра)иометрический метод, осооенно эффективный для ядер с атомным номером свыше 20. ней ронный и гамма-якпшационпып .дстодь с применением полупроводниковых детскгороы, 1 етоды ядер 30.ягнит 3100 резоньс, 2 кустические методы, и т. и. По этому коэ 1:.;Сксу можно определять концентрацию порсдообразующих и многих редких и расс)пшых элементов, таких как Л 1, 51, Са, Мо, 5, О, С, 1-1, ;1), 1(а, К, С 1, Е и др., а также нябл)одятьШГя мс трс 1 Нны и ПО)ы фиксирОВ 2 ть на,1 и 5 ис рпро;1.Ых ОрГпи 1 ски. сосдипсний 1 б)1- -. ум;нюзп):с ыс:цсства, уг,)еыодородных Газов ш.)3 мс и линитом расгыорс).КОЗПГСКС:ОС;РИЭЕСПИС ГСОфИЗИЧЕСКИХ И я л итн с;ких мс0,1 оы:юзволяст получать .11 л)иысыпения о разрезе, выделять, в я стпОС и,:Окрышк): и когЛРктора, ыэСща 0- Цис по;,)одь и рудосодер)кащис горизонты.1 пример,;(П)ышспныс отношения концентра 5 Лцпи -- , - видесльстыуют о наличии.)Каро)1 Ж 15 1:1 эоцессс бгрсни 51 и эксп)сссныйялп,) шлам позволяет уточнять интервалы 1)ыюся керна, и тякпм образом благоприятно о ыл:.1 ять Eа реж 1 м бурения. Например, в неф-.гязовых скыКинах зынос керна целесообразно вести лишь из коллекторов, залегаю 1 цих под нс;1 ропицаемыми покрышкаэи, Особенно эта задача важна в карбопатных коллекторах, где покрышки могут быть,"(нлогичн 53 ситуация имеет место и в эудEых скважинах ы виду того, что в ряде случаев при пр 1 ближепии к рудосодержащему 1;лас-.у иов:1 шается концентрация полезного зо ископаемого 10 реолы рассеяния).Все этп обстоятельства позволяют резкоуменьшить отбор ксэна в разрезе, не предтяыля)ощсэ интерес с геологической точки зреш)я и уточнить интервалы его отбора в ,б наиболее важных участках разреза. В результате должна повыситься скорость проходки кыяжин и увеличится эффективность изуче.:.51 разрез при общем сшг)кении стоимости работ.;О 11 ряктически пзложснный способ можнореализовать при ре)пении некоторых задач 1;1,)ысдо п)ой геофизики. При изучении естестсПй 1 эДНОкявности п 01)од путем исследоБяпи 51 у-с:ек 1 рс ы ск:52 жипе нс предстаВ;яет. 5 1)озэОжныэ разде,11 ггь эффекты 1)адиоакт;ности ород и подземных вод. В то же )рсмя акту,1:ИОсть даппОЙ зада)и не Вызы СГ СОмпснпя. так как ипф 01 эмаци 51 0 ",)-спектральном составе излучения пород широко исОль)уе 5 Прп коппс,япии толщ разреза, вы,юлсП)я ГГисьх ичек и решении ряда геох 1:.мпчсских о:росов.Естественв, что радиоактивность подзем.ьх и)д 11.1, 1(я) может су)цественпо усложз пггь кяртшу, я д)нн 1 С исследования -спектр бугут и)ть ы это) смысле интегральный. Р Я1 с Р.11 ри изме;)Пи ге)химической обстановки. 5 и. Случаи (лож 3 ых аномалий, кото с ыя.)11 с э 1 и р 1,ис 1 рядиоякэ ИВнь 1 х элсые;поы ы 5 к)дзсмпых водах, а также с процессород 1 Пх пя э;1 ементах конст 1)укцииК 5)5)КИПЫ.В этом случае результаты изучения образпоп 01)0; П).эя 2) мог;т быть единственным481009 Составитель И. Трофимова Корректор И. Лебедева Техред Т. Куриако Редактор Е. Семанова Заказ 316911 Изд. М 1789 Чираг 619 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Согета Министров СССР по депам изоорстсппб и открытии Москва, )1(-35, Раугвская наб., д. 4 5Типографии, пр. Сапунова, 2 источником информации о радиоактивности скелета горных пород, т. е. представляется возможность исключить неоднозначность геофизических методов исследования скважины. В рассматриваемом примере по данным измерения радиоактивности Ка, ТЬ, К и по соотВа, Кношению удалось привязать шламТз Тйк изучаемому интервалу разреза скважин и оценить доли выпада радиоактивности пород и вод в интегральную радиоактивность. Решение указанной задачи известными способами было невозможно.Аналогичная ситуация возникает при интерпретации каротажных исследований, когда не представляется возможным однозначно решить, чем представлен изучаемый интервал горных пород (например, битумы или нефть), Кроме того, затруднительно идентифицировать углерод органический и неорганический. Существенную ценность могут представитьданные о физических характеристиках пород в чистом виде, так как их величины, измеренные на поверхности, более объективно ха рактеризуют среду, Например, возможноучесть повышенные температуры на результаты измерений нейтронных параметров горных пород.Предмет изобретения10Способ исследования горных пород, заключающийся в отборе проб и определении их вещественного состава, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью оптимизации режима буре нпя, повышения точности и экономичностиспособа, в процессе бурения отбирают шлам, подвергают его состав элементному и структурному анализу и по полученным данным моделируют схему горной породы и выбира ют интервал отбора керна.