Исследование керна нефтегазовых скважин

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

 
 
 
 
 
 
 
Н.М. Недоливко  
 
 
 
 
ИССЛЕДОВАНИЕ КЕРНА  
НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН 
 
Практикум 
 
 
Рекомендовано Редакционно-издательским советом 
Томского политехнического университета 
 
 
 
2-е издание, переработанное и дополненное 
 
 
 
 
 
 
Издательство 
Томского политехнического университета 
2018 

 

 

УДК 550.122.57(076.5)  
ББК  33.131я73 
Н42 
 
Недоливко Н.М. 
Н42 
 
Исследование керна нефтегазовых скважин : практикум / 
Н.М. Недоливко ; Томский политехнический университет. – 2-е изд., 
перераб. и доп. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2018. – 137 с. 
 
В практикуме рассмотрены теоретические аспекты изучения осадочных 
пород по керну нефтегазовых скважин; изложены методические и практические приемы, применяемые при макроскопическом описании терригенных и 
карбонатных пород-коллекторов и разрезов; предложены способы обработки и 
представления геологической информации, полученной в результате макроскопического описания керна; разработан комплекс практических работ, основанных на результатах литологического, седиментологического и фациального 
анализов, представлены проверочные вопросы для самоанализа. 
Практикум разработан для студентов, обучающихся по специальности 
21.05.02 «Прикладная геология», специализации «Геология нефти и газа». 
 
УДК 550.122.57(076.5)  
ББК 33.131я73 
 
 
 
Рецензенты 

Доктор геолого-минералогических наук, профессор  
 кафедры петрографии НИ ТГУ 
А.И. Чернышов 

Кандидат геолого-минералогических наук  
заведующая отделом геолого-геофизических исследований  
томского филиала АО «СНИИГГиМС»  
С.В. Зимина 
 
 
 
© Томский политехнический университет, 2008  
© Недоливко Н.М., 2008  
© Оформление. Издательство Томского  
политехнического университета, 2018 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Практикум «Исследование керна нефтегазовых скважин» написан в соответствии с программой дисциплины «Исследования кернового материала нефтегазовых скважин» для студентов специальности 21.05.02 «Прикладная геология», специализации «Геология нефти и газа». Необходимость создания обусловлена тем, 
что в библиотечных фондах информация по лабораторным методам изучения керна, поднятого из нефтегазовых скважин, практически отсутствует или представлена в единичных работах [8, 9]. На предприятиях нефтегазовой отрасли разработаны инструкции по этому направлению, но они доступны ограниченному кругу исследователей.  
Практикум «Исследование керна нефтегазовых скважин» является вторым изданием, переработанным и дополненным. В основу его положены результаты многолетних исследовательских работ автора, которые частично отражены в учебном 
пособии [5] и практикуме [6] по исследованию керна; коллекция образцов керна, 
собранная автором и доцентами кафедры геологии и разведки полезных ископаемых 
А.В. Ежовой и Т.Г. Перевертайло; разрезы керновых колонок, созданные под руководством профессора кафедры А.К. Мазурова.  
В настоящем издании сохранена структура и последовательность изложения 
материала, принятые в предыдущем издании. Вместе с тем в нем устранены некоторые неточности, уточнены и расширены отдельные вопросы, заменены иллюстрации, заново переписан раздел «Изучение признаков нефтенасыщения в керне».  
Практикум состоит из двух частей. В первой части «Теоретические основы и 
методы изучения керна терригенных и карбонатных разрезов нефтегазоносных 
толщ» рассматриваются правила и практические приемы макроскопического описания керна скважин и методика проведения литолого-фациального анализа по керну 
скважин, вскрывших терригенные и карбонатные разрезы. Во второй части предлагается комплекс взаимосвязанных лабораторных работ по изучению и анализу геологического строения разреза продуктивных отложений, включающий описание 
керна нефтегазовых скважин, выделение генетических признаков пород, литологофациальную 
диагностику 
отложений, 
построение 
и 
анализ 
литологостратиграфических и фациальных колонок, выделение и характеристику коллекторов и флюидоупоров.  
Автор выражает признательность и благодарность за ценные советы и рекомендации, а также за предоставленные фотографии доцентам кафедры геологии и 
разведки полезных ископаемых Томского политехнического университета Т.Г. Перевертайло и Т.А. Гайдуковой. 

3

 

ВВЕДЕНИЕ 

Эффективное ведение геологоразведочных работ при поиске и разведке скоплений углеводородов, последующей разработке залежей, невозможно без детального и своевременного исследования извлеченного при бурении керна, который является главным носителем реальной информации о недрах земли. Создание геологических моделей нефтяных и газовых месторождений, прогнозирование распространения ловушек углеводородов и их покрышек должны опираться на результаты исследования керна, позволяющие получить достоверные сведения о строении нефтегазовых комплексов, о составе и генезисе отложений, о характере насыщения и других свойствах пород-коллекторов. 
В практикуме подробно рассмотрены теоретические аспекты изучения осадочных пород и толщ по керну нефтегазовых скважин; изложены методические приемы, применяемые при писании терригенных и карбонатных пород-коллекторов и 
разрезов скважин; предложены способы обработки и представления геологической 
информации, полученной в результате макроскопического изучения керна; разработан комплекс практических работ, основанных на проведении литологического, седиментологического и фациального анализов; составлены характеристик породколлекторов разного типа.  
Цель практикума – обучение студентов анализу геологического строения 
нефтегазовмещающих толщ по керну скважин. 
В задачи практикума входит: 
 
привить студентам практические навыки по макроскопическому описанию 
терригенных и карбонатных разрезов по керну скважин, пробуренных на продуктивных на нефть и газ площадях; 
 
научить распознавать и определять признаки нефтегазонасыщения в 
керне; выделять, описывать и классифицировать породы-коллекторы и флюидоупоры,  анализировать условия их формирования; 
 
способствовать овладению студентами опыта анализа полученных результатов и составления качественной геологической документации по описанию разрезов нефтегазовмещающих толщ. 
Практикум предназначен для студентов вузов нефтегазового профиля, специальностей «Геология нефти и газа», «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых 
месторождений» и служит основой для выполнения практических работ и самостоятельной работы студентов с литературой и геолого-геофизической информацией. 
 

4

 

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КЕРНА ТЕРРИГЕННЫХ 
И КАРБОНАТНЫХ РАЗРЕЗОВ  
НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ТОЛЩ 

1. ПРАВИЛА И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ И ОПИСАНИЯ 
РАЗРЕЗОВ ОСАДОЧНЫХ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ТОЛЩ ПО КЕРНУ СКВАЖИН 

1.1. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ ПО ОПИСАНИЮ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН 

Комплексные исследования керна нацелены на выявление характеристик кон
кретных образцов керна и кернового разреза в целом. Главная их цель – получение информации о геологическом строении разреза и его нефтеносности, положении в разрезе 
и вертикальном (а при сопоставлении разрезов – и о латеральном изменении) пород 
коллекторов и покрышек, характере распределения углеводородов в коллекторах. 
Изучение разрезов по керну нефтегазоносных скважин имеет свои специфические особенности. Они заключаются в том, что по керну скважин, в отличие от обнажений, получают в основном геологическую информацию, связанную с закономерностями вертикального строения разрезов (последовательность и характер 
напластования, мощность слоев, литологический состав отложений, текстурноструктурные особенности пород и т. д.).  
Закономерности, связанные с пространственным распространением отложений 
(форма геологических тел, зоны площадного выклинивания, изменчивость литологического состава пород, характер латерального замещения и др.), достоверно устанавливаются лишь в участках, ограниченных диаметром керна скважин, и прогнозируются на основе сопоставления разрезов нескольких скважин, исходя из общетеоретических представлений о геологическом строении района и направленности 
литогенетических процессов.  
Кроме того, отбор керна в скважинах осуществляется не полностью (часто 
только в определенных интервалах и с низким выходом), поэтому полученные сведения могут носить обрывочный характер и требуют глубокого анализа строения 
разрезов, вскрытых ранее пробуренными скважинами, и привлечения данных геофизических исследований. 
В нефтегазопромысловой практике при изучении разрезов по керну необходимо получить следующие основные данные:  
1)  строение разреза, последовательность напластования отложений, условия 
залегания пород, наличие перерывов в осадконакоплении; 
2)  литологическая характеристика отложений; 
3)  стратиграфическая принадлежность; 
4)  степень вторичного преобразования пород (в результате выветривания, 
диагенетических, катагенетических, тектонических и других процессов);  
4)  характер чередования, сочетания, степень однородности и мощность пород-коллекторов и пород-флюидоупоров; 
5)  наличие признаков нефти и газа. 
Перед изучением керна конкретных скважин требуется обязательное предва
рительное ознакомление с геологическим строением месторождения: стратиграфией, тектоникой, нефтегазоносностью, наличием попутных полезных ископаемых. На 

5

новых площадях используется геологическая информация по соседним месторождениям, имеющаяся в опубликованной литературе или геологических фондах.  

Особое внимание при анализе геологического строения уделяется данным, по
лученным при исследовании ранее пробуренных на месторождении скважин: последовательности напластования, местоположению и составу маркирующих горизонтов, выделению и индексации пластов, характеру их насыщения, данным по испытаниям скважин, наличию руководящих ископаемых остатков флоры и фауны и 
заключениям об относительном возрасте пород и др. При изучении разреза скважин 
привлекаются все имеющиеся геофизические материалы и данные, полученные в 
результате бурения: отметки интервалов, пройденные с отбором и без отбора керна, 
номера керна, выход керна в интервалах.  

В результате обработки этой информации составляется предварительная схема 

разреза (рис. 1.1). Она включает: стратиграфическую шкалу с индексами пластов; 
шкалу глубин (м), выполненную в масштабе стандартного каротажа (1:200 или 1:500) 
или кратном ему; диаграммы кажущегося сопротивления (КС) и собственной поляризации пород (ПС) в том же масштабе; предварительную литологическую колонку, 
выполненную с использованием условных знаков (рис. 1.2, 1.3); положение маркирующих горизонтов, выделенных по комплексу ГИС, их глубину залегания и мощность.  

Выделению маркирующих (реперных) слоев уделяется особое внимание, так 

как они позволяют проводить разделение разрезов и корреляцию пластов. Такими 
маркирующими слоями могут быть слои выдержанного литологического состава, 
резко отличающиеся от других пород разреза: прослои углей, прослои с обилием 
органогенных остатков, прослои ожелезненных пород, фосфоритов и т. д.  

На рис. 1.1 в качестве маркирующих горизонтов указаны аргиллиты баженовской 

свиты, глинистые породы нижневасюганской подсвиты и угольные пласты, которые 
используются для расчленения разрезов и корреляции верхнеюрских отложений Западно-Сибирского осадочного чехла. 

На схему наносят интервалы отбора и номера керна, данные о выходе керна; 

результаты испытаний. 

Описание разрезов – это самая ответственная операция при обработке материалов 

поискового, разведочного, опорного, параметрического или структурного бурения.  

Оно должно проводиться последовательно, грамотно и очень тщательно и 

должно быть полным и с методической точки зрения стандартным. Это в дальнейшем облегчит составление разреза (литологической колонки) с применением условных знаков и сопоставления разрезов скважин.  
При описании разрезов необходимо использование: 
1) комплекса каротажных диаграмм для проверки привязки керна, установления истинной мощности слоев и др.; 
2) простейших приспособлений для изучения мелких деталей, не видимых 
невооруженным глазом, лупы с 6–12-кратным увеличением для изучения мелких 
деталей; 
3) реактивов, необходимых для выяснения карбонатности пород (пользуются 
соляной кислотой с объемной концентрацией 1 к 10); 
4) реактивов (бензин) для обнаружения наличия нефтепродуктов, в частности битума1.  

                                                 
1 Чтобы не загрязнять керн кислотой или бензином исследования проводят не на всем куске керна, а 
на отбитом от него осколке.  

6

 

 

Рис. 1.1. Предварительная схема разреза скважины  
(условные знаки на рис. 1.2 и 1.3) 

7

 

 

Рис. 1.2. Условные знаки к литологическим колонкам (1 часть),  
по [25], с незначительными исправлениями и добавлениями автора 

8

 

 

Рис. 1.3. Условные знаки к литологическим колонкам (2 часть), 
по [25], с незначительными исправлениями и добавлениями автора 

9

 

1.2. ОБЩИЙ ОСМОТР КЕРНА 

Описание разреза начинается с общего осмотра керна (или его части) и уточнения его местоположения в разрезе скважины.  
Керн, поднятый и очищенный от бурового раствора, укладывают в специальные керновые ящики (рис. 1.4), изготовленные из дерева и разделенные на продольные секции шириной чуть более диаметра керна с пятью (для керна d = 80мм), 
четырьмя (для керна d = 100 мм) или шестью (для керна d = 60 мм) продольными 
секциями, с размером по длине между внутренними стенками, равным 1 м. Иногда керн помещают в пластиковые пеналы или картонные коробки.  
В ящиках и коробках керн укладывается последовательно (слева направо) в 
порядке возрастания глубины скважины в строгом соответствии с его положением в 
колонковой трубе.  
Уложенный керн сопровождается этикетками, которые помещаются в начале и 
конце интервала. На этикетках указывается название площади (месторождения), 
номер скважины и керна (его начало, продолжение, конец керна), интервал отбора, 
проходка (метры), выход (вынос) керна (метры, %).  

 

Рис. 1.4. Положение керна и этикеток в керновом ящике, пример надписей  
на этикетках о первичной информации по керну  

Положение конца и начала керна фиксируется на перегородке зарубкой топором. С двух сторон от нее подписываются интервалы отбора керна (рис. 1.4) с пометкой «конец керна» (слева) и «начало керна» (справа); стрелкой от начала интервала указывается направление. 

10