Люминесцентно-битуминологический метод

В основе метода люминесцентно-битуминологического анализа лежит исследование способности горных пород, насыщенных битумами, све­титься (люминесцировать) под действием ультрафиолетовых лучей квар­цевой лампы люминоскопа.

Люминоскоп представляет собой светонепроницаемую камеру с источ­ником ультрафиолетового света (лампы УФО-4 или ПРК-4), смотровым окном для визуального наблюдения люминесценции исследуемого образца и рукавами, через которые осуществляется установка образца. Исследова­нию подвергают керн, шлам или буровой раствор.

О наличии в исследуемом образце битумов, их содержании и компо­нентном составе судят по интенсивности и цвету люминесценции. Для лег­ких нефтей характерны голубые оттенки свечения, для тяжелых — желтые. Интенсивность люминесцентного свечения при малых концентрациях биту­мов в породе с повышением концентрации возрастает. Однако при г/мл увеличение концентрации битумов приводит к умень­шению и даже полному исчезновению свечения: наблюдается явление концентра­ционного тушения. При люминесцентно-битуминологическом анализе последнее исключается специальной обработкой об­разца: его размельчением и растворением битума органическими растворителями (хлороформом или эфиром). На иссле­дуемый образец, чаще всего измельченный до порошкообразного состояния, наносят каплю растворителя, образующую люминесцирующее пятно. О содержании и составе битума судят по форме и цвету пятна.

При большой битуминозности (0,1—5%), навеску исследуемого образца заливают определенным количеством органического растворителя и выдер­живают в нем в течение 5—10 ч. Наличие концентрации в вытяжке битума в этом случае устанавливают путем визуального сравнения ее люминесценции с люминесценцией набора эталонных растворов с известным содержанием битумов.

В некоторых случаях о содержании битумов и их компонент­ном составе судят по люминесценции фильтровальной бумаги, предвари­тельно выдержанной в вытяжке из исследуемого образца. Высота подъема по фильтровальной бумаге битумов разных фракций различна: более легкие фракции поднимаются выше. В этом случае свечение в люминоскопе имеет вид полос разного цвета, соответствующего компонентному составу битума.

О концентрации битумов судят по результатам сравнения люминесцен­ции фильтровальной бумаги с люминесценцией эталонов. Наиболее точно компонентный состав битумов определяют люминесцентным анализом вы­тяжек, полученных с применением разных органических растворителей {хлороформ, спирто-бензол, петролейный эфир и др.).

Помимо битумов, способностью люминесцировать в ультрафиолетовом свете обладают некоторые горные породы, например, известняки, не­которые каменные угли и т. п. В отличие от битуминозных пород вытяжки, полученные из этих отложений с применением органических растворителей, не люминесцируют.

Результаты люминесцентно-битуминологического анализа, выражен­ные в каких-либо условных единицах битуминозности, наносят на диаграмму газометрии скважин. Наличие в породе битумов является прямым призна­ком ее нефтеносности.

В настоящее время в промышленном испытании находится прибор, предназначенный для проведения непрерывного люминесцентно-битумино-логического анализа в скважинах. Регистрацию свечения в приборе осуще­ствляют с помощью светочувствительного элемента фотоэлектронного умножителя ФЭУ-19. Воздействие на горные породы ультрафиолетовых лучей и улавливание света люминесценции осуществляют через иллюминатор в кор­пусе прибора; последний прижимают со стороны иллюминатора к стенке скважины. Для регистрации интенсивности люминесцентного свечения ис­пользуют стандартную аппаратуру, применяемую при радиометрических исследованиях. Результаты измерений имеют вид кривой, отражающей изменение интенсивности люминесценции бурового раствора или пород в раз­резе скважины.

Область применения метода — выделение нефтеносных и битуминозных пластов.

 

 

Y. ДРУГИЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

 

Помимо электрических, радиоактивных и геохимических методов, для исследования нефтяных и газовых скважин применяется ряд других геофизических методов: метод продолжительности проходки, магнитные, акустические, фототелеметрические методы и кавернометрия скважин. Многие из этих методов находятся в стадии разработки, и за исключением методов продолжительности проходки и кавернометрии, практического при­менения не имеют.

 

МЕТОД МЕХАНИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

Сущность метода сводится к регистрации продолжительности проход­ки скважины — времени t, затрачиваемого на бурение одного метра породы.

Продолжительность проходки t зависит от крепости горных пород, увеличиваясь с повышением последней, и меняется в достаточно широких пределах:

 

(27)

 

Здесь: k — коэффициент крепости пород; F (1+ ) — площадь опор­ной поверхности, долота; - коэффициент, характеризующий относитель­ный прирост площади опорной поверхности долота за счет его срабатывания за 1 ч работы; - время, прошедшее с начала работы долота; n — ско­рость вращения инструмента; Р — давление на забое; l — коэффициент очистки забоя (l = 1, когда бурение проходит без образования сальников и пробок; l < 1 при скоплении разбуриваемой породы у долота; l >1, когда разрушение породы происходит за счет работы струи раствора до внедрения в нее долота, или когда долото попадает в каверну); т и тг показатели степени, изменяющиеся в зависимости от крепости пород от 1,15 до 2 (т) и от 2 до 3 (?%).

Крепость пород уменьшается от изверженных к метаморфическим, за­тем к осадочным, конгломератам, песчаникам до глинистых сланцев и пе­сков. Рыхлые породы — пески, песчаники, глины — отмечаются на кривых продолжительности проходки минимальными значениями t. С увеличением крепости пород величина t возрастает (рис. 50).

Величина t определяется посредством хронометража времени, затрачи­ваемого на бурение определенного участка скважины *. При хронометраже скорости бурения обязательно фиксируются: скорость вращения инстру­мента n, давление на забое Р - время смены долота; время, затрачиваемое на спуско-подъемные операции, при хронометраже опускается. Достоинством метода является возможность его применения непосред­ственно в процессе бурения; исследования обычно проводятся одновременно с газомстрическими. Основным недостатком метода является трудность учета технологии бурения (параметров Р, п, F (1+ ) и др.).

Область применения метода — расчленение разрезов скважин по кре­пости пород, выделение рыхлых высокопористых пород в карбонатном раз­резе.

Рис. 50. Пример выделения коллекторов по диаграмме про­должительности проходки.

1 — известняки и доломиты; 2 — мергели; 3 — глины; 4 — плотные песча­ники; 5 — рыхлые нефтеносные песчаники. I — кривая КС; II — кри­вая СП; III — кривая продолжительности проходки t.

 

МАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ

Магнитные методы исследования скважин основаны на измерениях магнитной восприимчивости горных пород или напряженностей естествен­ного и искусственного магнитных полей вдоль скважины. Применяются для выделения в разрезе скважин рудных тел и изверженных пород, характери­зующихся повышенной (до 8000 X 10-6 СГСЕ) магнитной восприимчивостью. В нефтяных и газовых скважинах, по данным магнитометрии, возможны выделение и корреляция пород, обогащенных ферромагнитными минералами.