Математика нефти: изучение керна помогает проектировать скважины с максимальным дебитом

В Альметьевске построен учебно-лабораторный корпус кампуса Высшей школы нефти. Его центром стал лабораторно-исследовательский корпус (ЛИК). Здесь расположено кернохранилище – «библиотека» горных пород, исследование которых позволяет с математической точностью просчитать возможности скважин. О работе хранилища читайте в материале «Татар-информа».

«Керн (проба вещества, отбираемая при бурении для дальнейшего изучения, – прим. Т-и ) — прямой источник информации. Только получив эти параметры, мы можем перевести их в математические модели месторождения. Они помогают в дальнейшем правильно разрабатывать месторождение, находить экономически выгодные подходы (например, проектирование скважины для ее работы с максимальным дебитом, – прим. Т-и. )», — рассказывает заведующий сектором института «ТатНИПИнефть» Алмаз Мингазутдинов .

Для человека, далекого от геологии и сопутствующих наук, керн – просто камень, для специалистов – это настоящий кладезь информации. «Керн — это горная порода, которую достают при выбуривании скважин. Именно в керне содержится нефть до ее извлечения», — поясняет Мингазутдинов. По структуре этот кусок горной породы похож на губку, пустотные пространства которой заполнены нефтью.

Полученные знания позволяют разработать самые эффективные и современные технологии для максимального извлечения нефти, в том числе без вредного воздействия на экологию. Как подчеркивает Мингазутдинов, керн — очень дорогое удовольствие, поэтому пробы извлекаются не при каждом бурении. Обычно это делают при разработке нового месторождения или появлении новых вопросов на действующем.

В Татарстане керн извлекают из пород осадочного чехла, глубина которого достигает 2 000 метров. Но в ЛИКе есть и керн со сверхглубоких скважин глубиной до 5 800 м (для изучения процессов кристаллического фундамента).

В основном здесь хранится керн, добытый на скважинах «Татнефти» и малых нефтяных компаний. В планах — выход на внешний рынок, ведь такие исследования нужны буквально всем.

В ЛИКе керн изучают более чем по 65 параметрам: ученые рассчитывают пористость, проницаемость, остаточную водонасыщенность, электрические свойства, коэффициент нефтеизвлечения и многое другое.

С прошлого года для большей информативности изучения образцов «Татнефть» перешла на отбор изолированного керна. «Сейчас бурение происходит в дополнительном керноотборном снаряде, содержащем изолирующую жидкость, которая обволакивает керн. Это препятствует уходу воды и легких фракций в момент транспортировки. В контакте с воздухом керн находится порядка двух секунд, а не сутки, как ранее, — рассказал Мингазутдинов. — За счет этого происходит полная сохранность керна и нам удается проводить дополнительные информативные анализы, в частности определять остаточную водо-нефтенасыщенность образцов породы».

После выгрузки керн отправляют в специальную комнату для фотографирования. Таким образом заказчику может быть предоставлена первая оперативная информация об образце. Фото делают и в ультрафиолете — углеводороды при этом подсвечиваются. После этого проводится механическая обработка, и образцы приобретают правильную геометрическую форму цилиндра. Размер стандартного образца — 3 на 4 см, вес – около 60 гр. Иногда на образцах остаются ходы илоедов, ракушки, вкрапления дерева, органические остатки. Образцы описываются литологом (где изъят образец, с какой скважины и др.). Следующим этапом является очистка породы от углеводородов, так называемое экстрагирование, которое длится более 250 часов. Работа лаборатории предполагает круглосуточный режим.

После экстрагирования керн, который из темно-графитового становится светло-серым, отправляется в лабораторию фильтрационно-емкостных свойств. Именно здесь определяют базовые физические параметры образца. Они закладываются в цифровую многоуровневую модель месторождения. Далее керн поступает в зону хранения.

Путь от поступления керна до отправки его на хранение занимает 55 дней.

Кернохранилище рассчитано на 32 000 погонных метров керна и располагается на площади в 135 квадратных метров. Здесь обустроены 14-этажные стеллажи, в которых образцы хранятся в картонных контейнерах с огнеупорной пропиткой. Сейчас хранилище заполнено на 8 км — это результат работы за два года.

На каждый образец нанесен QR-код, считав который заказчик может моментально получить необходимую информацию.

Если в течение трех-пяти лет к информации не обращаются, образец поступает в основное кернохранище в Бугульме, где у «Татнефти» на балансе 100 000 метров керна. Образцы не утилизируются — керн предполагает вечное хранение.

«Технологии идут вперед. Со временем из тех же образцов мы сможем получать еще больше параметров с появлением нового оборудования, — отмечает Мингазутдинов. — Мы нередко обращаемся к скважинам, которые пробурили еще в 70-х годах прошлого века».

Все технологии разработки месторождений базируются именно на изучении керна. «Я могу сравнить керн с книгой, к которой можно вернуться несколько раз в разном возрасте. И неизменно будешь находить для себя что-то новое», — резюмирует он.

Исследование керна всецело укладывается в принципы образовательной экосистемы «Татнефти» — коллаборацию бизнеса, науки и образования. В ЛИКе керн изучают специалисты ТатНИПИнефть, а также нынешние и вчерашние студенты.

«Именно через наши лаборатории, в которых занимаются исследованием керна, проходит наибольшее количество студентов Высшей школы нефти, — подчеркивает Алмаз Мингазутдинов. — В прошлом учебном году получили практический опыт с трудоустройством в лабораторию 14 студентов, еще порядка 400 прошли через лабораторно-практические занятия».

Фотографии предоставлены пресс-службой «Татанефти»