Отбор образцов пород со стенки скважины боковыми грунтоносами

Пермяков И.Г., Хайрединов Н.Ш., Шевкунов Е.Н. Нефтегазопромысловая геология и геофизика. Учебное пособие для вузов. М., Недра, 1986. 269 с.

Прямые сведения о литологическом составе и коллекторских свойствах горных пород получают по керну, отбираемому в процессе бурения скважин. Обычно бурение с отбором керна ограничивается только перспективными интервалами, при этом вынос керна часто недостаточно полный. В связи с этим возрастает значение отбора образцов со стенок пробуренной скважины, который осуществляют после геофизи­ческих исследований и предварительного изучения геологического раз­реза по геофизическим данным и материалам бурения в интервалах, характеристика которых недостаточно ясна.

На практике применяют стреляющие, сверлящие и дисковые приз­матические грунтоносы.

Стреляющий грунтонос состоит из корпуса с гнездами (стволами), в которые устанавливают пороховой заряд с электровоспламенителем и бойки, снабженные пустотелыми наконечниками, заостренными сна­ружи. Бойки привязывают стальными тросиками к корпусу грунтоноса.

Снаряженный грунтонос опускают в скважину на кабеле и уста­навливают в нижней точке интервала отбора образцов пород. По кабелю подается импульс тока на электровоспламенитель. Последний накаляется и воспламеняет порох. Давлением пороховых газов боек с большой скоростью выталкивается из ствола и врезается в породу. Затем грунтонос медленно поднимают и устанавливают против сле­дующей точки отбора. При движении грунтоноса боек отрывается от стенки скважины и остается висеть на тросике. После отстрела всех бойков грунтонос поднимают на поверхность, наконечники бойков отвин­чивают и из них извлекают керн. Образцы помещают в герметические пластмассовые мешочки и снабжают этикеткой с данными о скважине и глубине отбора.

Эффективность отбора образцов стреляющими грунтоносами со­ставляет около 75% вследствие разрушения бойков, обрыва тросиков и др. По образцам уточняют литологический состав и характер насы­щения пород (по остаточной нефтенасыщенности). Коллекторские свойства пород не определяют из-за смятия и растрескивания образ­цов при внедрении бойков в породу.

Сверлящий грунтонос содержит взаимосвязанные механические и гидравлические узлы и системы, управляемые по кабелю, на котором прибор спускается в скважину, с пульта на поверхности. Одним из основных узлов является пустотелый цилиндрический бур с коронкой и кернорвателем, ось которого перпендикулярна к оси грунтоноса. Бур вращается от электродвигателя.

После установки в точке отбора грунтонос прижимается к стенке скважины специальными распорами. По сигналу с поверхности осуще­ствляется подача вращающегося бура, благодаря которой коронка входит в стенку скважины, обуривая образец. В процессе выбуривания образца частицы породы удаляются из кольцевой зоны разрушения пульсирую­щим потоком скважинной жидкости от промывочного насоса.

После полного внедрения коронки в стенку скважины произво­дится отрыв выбуренного образца кернорвателем при обратном дви­жении бура, осуществляемом сменой направления вращения ротора электродвигателя, при которой поток жидкости в гидросистеме также меняет направление. Давление в гидросистеме масляного наполнения создается масляным насосом, имеющим привод от того же электродви­гателя. Время выбуривания одного керна не более 5-6 мин.

При отборе следующего образца предыдущий проталкивается в кас­сету. Из кассеты образцы извлекают после подъема прибора на поверх­ность. Всего за один рейс можно отобрать до 10 образцов длиной до 40мм, диаметром 22 мм каждый.

Выбуренные образцы практически сохраняют естественные физи­ческие свойства. Поэтому по ним можно помимо литологического состава и характера насыщения определить также коллекторские свойства горных пород.

В дисковом призматическом грунтоносе в качестве режущего инструмента применяют два диска, армированных техническим алмазом и смонтированных под углом друг к другу в качающейся каретке. Вращение дисков осуществляется от электродвигателя.

После установки в точке отбора прибор прижимается к стенке сква­жины. С помощью регулятора подачи каретка с вращающимися дисками перемещается снизу вверх вдоль оси грунтоноса, отклоняясь к его стенке. Благодаря этому края дисков выдвигаются за наружную поверхность грунтоноса и вырезают на стенке скважины трехгранную призму длиной 600мм, шириной основания треугольника 36 мм и высотой 42 мм в поперечном сечении. При обратном отклонении каретки вместе с дисками в конце интервала перемещения призма породы выкли­нивается и попадает в керноприемник.

Время отбора одного образца в терригенных породах составляет 5-10 мин, в карбонатных—до 15 мин. За один спуск отбирается до пяти образцов.

В отличие от рассмотренных выше грунтоносов, обеспечивающих отбор образцов в точке, дисковый призматический грунтонос позволяет отобрать сплошной столбик керна значительной длины и по нему устано­вить изменение литологического состава, коллекторских свойств и характера насыщения пласта.

Наблюдение и контроль за технологией отбора и выно­сом керна, шлама и боковых грунтов осуществляется гео­логической службой организации, ведущей буровые работы. Работники геологической службы (геолог, техник-геолог или коллектор) должны обязательно присутствовать на скважине при каждом подъеме колонкового долота и извлечении керна или отборе боковых грунтов.

4.4. КОМПЛЕКС ИССЛЕДОВАНИЙ КЕРНА

Инструкция по проводке опорных скважин и камеральной обработке материалов опорного бурения. Гостоптехиздат. Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы ленинградское отделение. Ленинград, 1962