Способ литологического расчленения разреза скважин в процессе бурения

 

Способ литологического расчленения разреза скважин в процессе бурения относится к области исследования скважин и включает поинтервальные отборы шлама в исследуемой скважине и керна в эталонной скважине с привязкой по глубине. Подготавливают пробы керна и шлама. Определяют величины их оптических плотностей на характеристических полосах поглощения, на одних и тех же длинах волн. Дополнительно определяют значения относительного параметра буримости в исследуемой и эталонной скважинах. Строят эталонную зависимость отношений оптических плотностей проб керна и относительного параметра буримости в эталонной скважине с определением типа литологии пород по разрезу скважины. Затем по величинам оптических плотностей шлама и значениям относительного параметра буримости в исследуемой скважине по эталонной зависимости проводят расчленение разреза скважины на литотипы. Повышается точность и оперативность исследования за счет комплексного учета физико-химического состава породы и ее механических свойств по данным детального механического каротажа, осуществляемого непосредственно в процессе бурения. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования скважин в процессе бурения, в частности к определению литологии пород при проведении геолого-разведочных работ в отложениях, представленных терригенными горными породами.

Наиболее целесообразно использование изобретения при комплексном исследовании скважин в процессе бурения в составе станций геолого-технологического контроля.

Известен способ литологического расчленения разреза скважин в процессе бурения, включающий отбор шлама с привязкой по глубине и последующим определением объемных плотностей образцов (см. Обзорная информация, серия: Бурение скважин на континентальном шельфе, "Современное состояние исследований шлама и обломков керна при бурении морских нефтегазовых скважин", вып. 3.- М., 1988, с.20-21, 29-32).

Недостатком известного способа является низкая оперативность получения используемой информации, обусловленная затратами времени на определение объемных плотностей образцов отобранного шлама.

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является способ литологического расчленения разреза скважин, включающий отборы шлама и керна с привязкой по глубине, подготовку проб шлама и керна, исследование полос поглощения в спектрах инфракрасного (ИК) излучения при прохождении его через пробы шлама и измельченного керна, определение минералов по ИК-спектрам с последующей идентификацией литотипов по положению полос поглощения минералов в спектре анализируемой горной породы (см. Л.М.Чекалин и др. Геолого-технологические исследования скважин. - М.: Недра, 1993, с.73-77).

К недостаткам указанного способа относятся необходимость использования громоздкой аппаратуры, не приспособленной для работы в условиях станции геолого-технологического контроля, сложность обработки спектров горных пород, а также низкая точность и недостаточно высокая оперативность получения информации.

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа литологического расчленения разреза скважин в процессе бурения, обеспечивающего повышение точности и оперативности исследования за счет комплексного учета физико-химического состава породы и ее механических свойств по данным детального механического каротажа, осуществляемого непосредственно в процессе бурения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе литологического расчленения разреза скважин в процессе бурения, включающем поинтервальные отборы шлама и керна с привязкой по глубине, подготовку проб шлама и керна и определение величин их оптических плотностей, согласно изобретению поинтервальные отборы шлама производят в исследуемой скважине, а поинтервальные отборы керна в эталонной скважине, определяют величины их оптических плотностей на характеристических полосах поглощения, на одних и тех же длинах волн, определяют значения относительного параметра буримости в исследуемой и эталонной скважинах, строят эталонную зависимость отношений оптических плотностей проб керна и относительного параметра буримости в эталонной скважине с определением типа литологии пород по разрезу скважины и затем по величинам оптических плотностей шлама и значениям относительного параметра буримости исследуемой скважине по эталонной зависимости проводят расчленение разреза скважины на литотипы.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его выполнения и прилагаемой палеткой.

Способ осуществляют следующим образом. По скважине, принятой за эталонную, определяется литологическая принадлежность пород на основе макроскопического и микроскопического изучения керна с выделением глин, аргиллитов, алевролитов, песчаников и песчаников плотных. После идентификации пород производится измельчение проб керна в нейтральном растворителе, определение оптических плотностей α и β на соответствующих длинах волн, расчет отношений α/β, по данным детального механического каротажа определяется относительный параметр буримости Δτ, являющийся отношением продолжительности бурения исследуемого пласта к продолжительности бурения опорного пласта (см. Лукьянов Э. Е. , Стрельченко В.В. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. - М.: Нефть и газ, 1997. - 688с.) в интервалах отбора керна и строится эталонная зависимость (палетка) с разделением на области, соответствующие имеющимся литологическим разностям: глины, аргиллиты, алевролиты, песчаники и песчаники плотные.

В исследуемой скважине, находящейся в том же районе, привязанные по глубине пробы шлама подвергаются следующим операциям в последовательности: подготовка образцов к ИК-спектрометрии, т.е. измельчение шлама в нейтральном растворителе с последующим нанесением на оптическое стекло, определение оптических плотностей α и β на соответствующих длинах волн, нахождение отношений α/β. Затем проводится обработка данных детального механического каротажа с получением значений относительного параметра буримости Δτ, на глубинах привязки шламовых данных. После этого по эталонной зависимости (палетка) производится литологическая идентификация пород с градацией на глины, аргиллиты, алевролиты, песчаники пористые, песчаники плотные.

В качестве примера рассмотрим скважины поисково-разведочного бурения. Изучаемая часть разреза представлена глинами, аргиллитами, алевролитами, песчаниками и песчаниками плотными. В скважине, принятой за эталонную, проводятся макроскопические и микроскопические исследования керна с идентификацией глин, аргиллитов, алевролитов, песчаников и песчаников плотных. Затем проводится обработка результатов ИК-спектрометрии и данных детального механического каротажа с определением диапазонов изменения значений отношения оптических плотностей α/β и относительного параметра буримости Δτ для выделенных литологических типов горных пород: глина - α/β варьирует от 1,6 до 2,6 отн.ед., Δτ - от 0,4 до 1,4 отн.ед.; аргиллит - α/β варьирует от 1,65 до 2,6 отн.ед., Δτ - от 1,4 до 2,2 отн.ед.; алевролит - α/β варьирует от 0,9 до 1,6 отн.ед., Δτ - от 0,1 до 2,2 отн.ед.; песчаник - α/β варьирует от 0,05 до 0,9 отн. ед., Δτ - от 0,05 до 0,8 отн.ед.; песчаник плотный - α/β варьирует от 0,05 до 0,95 отн.ед., Δτ - от 1,2 до 2,2 отн.ед. Затем строится эталонная зависимость (палетка) отношений оптических плотностей α/β и относительных параметров буримости Δτ.

В исследуемой скважине проводится исследование шлама с определением отношений оптических плотностей α/β, расчет значений относительных параметров буримости в интервалах привязки шлама. Так пробы шлама характеризуется значениями: проба 1 - α/β=0,4 отн.ед. и Δτ=0,2 отн.ед., что соответствует по эталонной зависимости песчаникам; проба 2 - α/β=0,6 отн.ед. и Δτ=2,0 отн.ед. , что соответствует по эталонной зависимости песчаникам плотным; проба 3 - α/β=0,5 отн.ед. и Δτ=0,3 отн.ед., что соответствует по эталонной зависимости песчаникам; проба 4 - α/β=1,3 отн.ед. и Δτ=0,8 отн.ед., что соответствует по эталонной зависимости алевролитам; проба 5 - α/β=2,0 отн.ед. и Δτ=1,1 отн. ед. , что соответствует по эталонной зависимости глинам; проба 6 - α/β =1,9 отн.ед. и Δτ=1,8 отн.ед., что соответствует по эталонной зависимости аргиллитам.

Таким образом, по определенным значениям отношений оптических плотностей α/β, относительных параметров буримости Δτ и построенной эталонной зависимости (палетке) проводится литологическое расчленение разреза скважин в процессе бурения с выделением интервалов, представленных глинами, аргиллитами, алевролитами, песчаниками и песчаниками плотными.

Созданный способ литологического расчленения разреза скважин в процессе бурения обеспечивает повышение оперативности исследования за счет комплексного учета физико-химического состава породы и ее механических свойств по данным детального механического каротажа, осуществляемого непосредственно в процессе бурения. Увеличение оперативности происходит благодаря замене операции определения объемной плотности пород, представленных шламом, проводимой в лабораторных условиях, расчетом значений относительных параметров буримости с использованием данных детального механического каротажа, регистрируемых в реальном масштабе непосредственно в процессе бурения скважины.

Формула изобретения

Способ литологического расчленения разреза скважин в процессе бурения, включающий поинтервальные отборы шлама и керна с привязкой по глубине, подготовку проб керна и шлама, и определение величин их оптических плотностей, отличающийся тем, что поинтервальные отборы шлама производят в исследуемой скважине, а поинтервальные отборы керна - в эталонной скважине, определяют величины их оптических плотностей на характеристических полосах поглощения, на одних и тех же длинах волн, определяют значения относительного параметра буримости в исследуемой и эталонной скважинах, строят эталонную зависимость отношений оптических плотностей проб керна и относительно параметра буримости в эталонной скважине с определением типа литологии пород по разрезу скважины, и затем по величинам оптических плотностей и значениям относительного параметра буримости в исследуемой скважине по эталонной зависимости проводят расчленение разреза скважины на литотипы.

РИСУНКИ

Рисунок 1