Пример участка эталонно-прогнозного геологического разреза

Эталонная коллекция горных пород составляется из образцов керна и шлама (после привязки их по глубине по промыслово-геофизическим исследованиям), отобранных при бурении скважин на данной площади. Для этого в каждом слое отбирается несколько (в крайнем случае одна) проб шлама, из которых выбирают кусочки основной породы размером 3-5 мм. При наличии керна последний измельчается до кусочков размером 3-5 мм. Объем пробы одного эталона 10-15 см3. Каждая эталонная проба помещается в пробирку, на которой указывается номер слоя и (или) циклита, из которого отобран шлам. К эталонной коллекции прилагается подробное описание представленных в ней горных пород.

Отобранный и приведенный по глубине шлам тщательно анализируется и сравнивается со шламом эталонной коллекции. После идентификации шлама с помощью прогнозного геологического разреза производится ориентировка в разрезе и определение циклита и его слоев, из которых были отобраны исследуемые пробы шлама.

Подробное литологическое описание пород и границы распространения отдельных литологических разностей приводятся в журнале оператора-геолога, сводной диаграмме геологических исследований и ежесуточной сводке геолого-технологических исследований.

3. Способ фракционного анализа шлама

Получаемая информация используется для разделения основной и обвальной породы, а также для литологического расчленения разреза, выделения зон аномально высоких поровых давлений, привязки отбираемого шлама к глубине.

Физическая сущность метода заключается в том, что форма и размер частиц шлама зависят от режимно-технологических параметров бурения, литологии разбуриваемых пород, их физико-механических свойств (твердости, плотности, трещиноватости и т.д.), порового давления.

Фракционный анализ проводится по всему исследуемому разрезу с дискретностью в зависимости от решаемых задач и условий бурения. Для анализа используются почвенные сита СП-100 и др. с диаметром отверстий 1; 3; 5; 7 мм. Высушенный шлам просеивается через сита и разделяется на четыре фракции: Ф1- с размером частиц 1,1-3,0 мм; Ф2-3,1-5 мм; Ф3-5,1-7мм; Ф4- более 7 мм. Каждая фракция взвешивается, процентное содержание ее в пробе шлама определяется по формуле:

Ci= (mшi/ mш)100,

где mшi- масса шлама i-й фракции, г;

mш- общая масса четырех фракций анализируемого шлама, г.

По результатам фракционного анализа в масштабе глубин 1:500 или 1:200 строятся графики изменения содержаний Ф1-Ф4.

При интерпретации кривых изменения содержаний Ф1-Ф4 необходимо учитывать, что изменение фракционного состава шлама зависит от различных факторов:

- физико-механических свойств разбуриваемых пород,

- применяемой технологии бурения,

- режима промывки,

- свойств промывочной жидкости;

- режима бурения,

- типа применяемых буровых долот.

Выход из скважины шлама с размерами частиц менее 3 мм может быть обусловлен следующими причинами:

- недостаточной нагрузкой на долото, в результате которой происходит не объемное разрушение пород, а их поверхностное истирание;

- низким расходом бурового раствора, что приводит к зашламлению забоя скважины;

- применением долот истирающего типа.

В некоторых случаях (при бурении галогенных пород, рыхлых песчаников, плывунов, глин) выбуренный шлам растворяется в буровом растворе до его выхода на поверхность. Присутствие в буровом растворе шлама с размерами частиц более 7мм часто бывает обусловлено механическим или гидравлическим разрушением стенок скважины, в результате чего в затрубное пространство попадает большое количество породы. В этом случае частицы шлама обычно имеют прямоугольную форму и представлены глинистыми породами.

Литологическое расчленение разреза по изменению фракционного состава базируется на том, что при неизменяющемся режиме бурения, обеспечивающем объемное разрушение пород, размер частиц выбуренного шлама зависит от литологии разбуриваемых пород:

- мягкие породы (рыхлые песчаники и известняки, глины, гипс, каменные угли) обычно представлены шламом фракций Ф1;

- породы средней твердости (песчаники с глинистым цементом, пористые известняки и доломиты, алевролиты и аргиллиты) чаще всего представлены шламом фракций Ф2 и Ф3;

- очень твердые и твердые породы (окремнелые и метаморфизованные известняки, доломиты и песчаники, основные изверженные породы, ангидриты, окременелые глинистые сланцы) чаще всего представлены шламом фракций Ф3и Ф4.

На рисунке видно, что фракционный состав шлама существенно изменяется в зависимости от литологии пород. Известняки характеризуются преобладанием в шламе фракций Ф2 и Ф3. При разбуривании аргиллитов в шламе увеличивается более чем в 2 раза процентное содержание фракции Ф4, а при проходке песчано-алевролитовой толщи в пробах резко возрастает доля частиц шлама фракции Ф1. В нижней части разреза, после прохождения известняков, вновь увеличивается доля шлама фракции Ф1. В нижней части разреза после прохождения известняков, вновь увеличивается доля шлама фракции Ф4. Наиболее эффективны при литологическом расчленении разреза фракции Ф1 и Ф4.

Обвальная порода выделяется после визуального просмотра шлама фракций Ф3и Ф4 . Обычно она представлена шламом с размерами частиц 7-10 мм прямоугольной формы, из дальнейших анализов она исключается.