§ 86. Отбор образцов пород, проб пластовых флюидов и испытание пластов

Образцы горных пород, пробы жидкости и газа отбирают из пластов, вскрытых скважиной, с целью получения данных о литологии и коллекторских свойствах, водо-, нефте- и газо- насыщении пластов. Эти данные позволяют сделать оператив­ное заключение о целесообразности опробования отдельных пластов в разведочных скважинах, получить дополнительные сведения о пористости, проницаемости пород, положении водо­нефтяного контакта в эксплуатационных скважинах.

Отбор образцов пород

Отбор образцов горных пород производится в основном в процессе бурения скважин с помощью колонкового долота. Однако по разным причинам в процессе бурения не всегда удается извлечь керн из интервалов, представляющих наиболь­ший интерес, и благодаря отбору пород после окончания бу­рения можно получить существенные данные для геологиче­ского изучения разрезов скважин.

Отбор образцов пород в скважинах после бурения произ­водят с помощью боковых стреляющих и сверлящих грунтоно­сов. Работы по отбору пород проводят после исследования разрезов скважин геофизическими методами, по результатам

которых намечают наиболее инте­ресные участки скважины для отбо­ра пород боковыми грунтоносами.

Б

К ка$елю

Рис. 187. Схема бокового стреляющего грунтоноса.

оковой стреляющий грунтонос состоит из стального корпуса с по­роховыми каморами, в котором располагаются стволы (рис. 187). В пороховые каморы помещаются пороховые заряды с электровоспла- менителями. В стволы вставляются полые цилиндрические бойки, изго­товленные из прочной стали. Бойки крепятся к корпусу грунтоноса стальными тросиками. Пороховая камора герметизируется резиновы­ми кольцами и пробками от по­падания в нее жидкости из сква­жины.

П

1 — корпус; 2 — боек; 3 — электро- коспламсхнгсль; •/ — порох; 5 — тросик; 6 — ствол; 7 — порода; 8 — скважина

осле подготовки грунтоноса к работе его на кабеле с токопрово­дящими жилами опускают в сква­жину и устанавливают в интервале, где необходимо отобрать образцы пород. От источника тока на по­верхности воспламеняется порохо­вой заряд, пороховые газы выталкивают из ствола боек, ко­торый внедряется в породу. При подъеме грунтоноса боек с помощью стального троса извлекается из пласта вместе с об­разцом породы. После выстреливания всех бойков грунтонос поднимают на поверхность, породу из бойков вынимают и пе­редают в лабораторию для исследований.

Применяется несколько типов боковых стреляющих грунто­носов [2, 5]. Боковые стреляющие грунтоносы типов МСГ и ГБС предназначены для отбора образцов углей и вмещающих их пород в углеразведочных скважинах. Боковые сверлящие грун­тоносы СКО-8-9, СКМ-8-9, СКТ-8-9 и дисковый керноотборник ДПК-140 используются для отбора из стенок скважин образцов твердых пород.

Результаты лабораторных исследований образцов пород, отобранных грунтоносами, позволяют установить литологию разреза, определить пористость, проницаемость, глинистость, остаточное нефтенасыщенне пород, контролировать правиль­ность выделения пластов угля по геофизическим данным, оп­ределить физические свойства углей.

Отбор проб пластовых флюидов и испытание пластов

Опробование скважин занимает много времени. Это объяс­няется тем, что основной объем работ по опробованию пластов выполняется после завершения бурения и спуска обсадной ко­

лонны, ее цементирования методом пробной эксплуатации, представляющего собой трудоемкий и длительный процесс. Зна­чительного ускорения и повышения эффективности разведоч­ного бурения можно достигнуть, проводя опробование перспек­тивных на нефть и газ пластов по мере их вскрытия при бу­рении без крепления скважины. Для опробования в процессе бурения применяют испытатели пластов на трубах и опробова- тели пластов на кабеле. Геофизические организации применяют опробователи на кабеле.

О пробователи пластов на кабеле состоят из прижимного устройства ПУ, герметизирующего башмака ГБ и камеры К для пластового флюида, заполненной в исходном положении воздухом под атмосферным давлением (рис. 188). После уста­новки прибора в интервале опробования воспламеняют порохо­вой заряд П31 и приводят в действие гидравлическую систему, которая прижимает герметизирующий башмак к стенке сква­жины. Башмак закрывает часть стенки скважины и изолирует небольшой участок, равный площади от­верстия в башмаке. При подключении ка­меры к герметизирующему башмаку за счет большого перепада давлений в пла­сте и баллоне ГБ жидкость или газ из пла­ста начинает поступать в опробователь.

При этом герметизация опробуемого уча­стка улучшается, так как к усилию при­жимной системы добавляется действие гидростатического давления, дающее на средних глубинах силу прижатия в не­сколько тысяч ньютонов. Кумулятивным перфоратором, размещенным в опробова- теле, может быть прострелен канал для улучшения условий отбора пробы в породе.

После отбора пробы флюида камеру К герметизируют с помощью порохового за­ряда П32 и клапана Кл. Одновременно давление под башмаком уравнивают с гид- ^Г5 ростатнческим, без чего было бы трудно оторвать башмак от стенки скважины. Ра­ботой прибора управляют с помощью по­роховых; зарядов, воспламеняемых элек­трическим током, который пропускается по кабелю. После подъема прибора на по- верхность измеряют давление в камере, извлекают пробу и проводят ее исследо­вание.

Рис. 188. Схема опробователи пластов на кабеле.

/ — промывочная жидкость; 2 — масло: 3 — пластовая жид­кость

Разработано несколько типов опробователей пластов на ка­беле [5, 8]. В необсаженных нефтяных и газовых скважинах используют опробователи типа ОПН, в обсаженных — типа ОПО, в гидрогеологических и структурно-поисковых — типа ОПГ,в углеразведочных — типа ОПУ; опробователь АИПД-7-10 предназначен для детальных гидродинамических исследований (определение притока и пластового давления) в незакреплен­ных скважинах.

Данные опробователей пластов позволяют: 1) выделять в разрезе породы-коллекторы и неколлекторы; 2) определять характер насыщения пластов; 3) устанавливать положение ВНК, ГВК и ГНК; 4) оценивать гидродинамические характе­ристики пласта.

Наличие притока при опробовании пласта свидетельствует

о том, что он является коллектором. Характер насыщения пла­стов определяется по результатам анализов отдельных проб. Нефтеносные пласты выделяются по составу газа с повышен­ным содержанием тяжелых углеводородов. Признак водонос­ного пласта — высокое содержание метана (более 85%) и низ­кое содержание углеводородов в горючих газах и малое сум­марное количество углеводоров в пробе. Высокое содержание газа в пробах говорит о газоносности пластов.

Данные опробователей пластов позволяют оперативно оце­нивать перспективность объектов при поисках и разведке ме­сторождений нефти и газа, используются для проверки и уточнения результатов интерпретации материалов, полученных методами промысловой геофизики, и обеспечивают возмож­ность определения гидродинамических параметров пластов.

В настоящее время в практику работ внедряются испыта­тели пластов на бурильных трубах (ИПТ). Опробование и ис­пытание пластов аппаратами на бурильных трубах проводят работники промыслово-геофизической службы совместно с бу­ровой бригадой в процессе бурения скважин и после оконча­ния бурения в открытом или закрепленном перфорированном стволе.

Опробование и испытание пластов ИПТ предусматривают:

1. вызов притока флюида из пласта в скважину; 2) отбор проб флюида; 3) определение типа флюида (нефть, газ, вода или их смеси); 4) определение термобарических и гидродинамиче­ских параметров пласта (пластовое давление, температура, гид­ропроводность, коэффициенты проницаемости и продуктивности и др.).

С помощью ИПТ можно испытать на герметичность разде­лительные мосты и обсадные колонны.

Глубинным манометром, являющимся основной частью КИИ, получают диаграмму изменения давления в процессе испытания пласта. По кривым восстановления давления рассчитывают пластовое давление, гндропроводность, коэффициенты прони­цаемости и закупорки прискважннной зоны, дебит пласта.

Часть третья

ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ. ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В СКВАЖИНАХ