Каменная библиотека

По степени оснащенности томское кернохранилище не уступает лучшим мировым аналогам

Пробы нефти

Полноразмерный керн проходит несколько этапов обработки

Изучение петрографических шлифов под микроскопом позволяет оценить, как проходит процесс фильтрации в поровом пространстве нефти и воды

Фотографирование керна ведется как при дневном, так и в ультрафиолетовом освещении

Ученые «ТомскНИПИнефти» продолжают развитие уникального кернохранилища.

Текст: Светлана Анисимова.
Фото: Иван Шаповалов, архив «ТомскНИПИнефть»

Создание в Томске Научно-исследовательского и проектного института нефти и газа было обусловлено рядом объективных причин. К середине 80-х основные высокопродуктивные промыслы региона переходили в стадию падающей добычи. В то же время задачи вывода годовой добычи в области к 1990 году на рубеж в 15 млн тонн никто не отменял, а значит, необходимо было активно вводить в эксплуатацию новые крупные месторождения, в том числе с малопродуктивными и трудноизвлекаемыми запасами. Это требовало повышения эффективности производства, внедрения современных технологий. На тот момент в Томске работали две проектных и одна научно-исследовательская организация Миннефтепрома — ресурс явно недостаточный для решения столь масштабной задачи. Да и логика развития тяготевшего к самодостаточности объединения «Томскнефть» требовала наличия собственного НИПИ. В январе 1986 года был подписан приказ министра нефтяной промышленности СССР № 56, ставший официальной отправной точкой в процессе создания института на базе филиала «Гипротюменнефтегаза » и Томского комплексного научно-исследовательского отдела СибНИИНП, а чуть позже, в марте 1987 года, к нему был присоединен Томский филиал московского «Гипротрубопровода».

Сегодня «ТомскНИПИнефть», входящий в состав «Томскнефти » ВНК, — авторитетная в России и за рубежом организация, осуществляющая полный цикл научных и проектных работ для предприятий нефтегазового комплекса. Одно из ключевых направлений деятельности института — лабораторные исследования резервуара.

Спектр направлений работы очень широк: обработка, хранение и изучение керна, исследования пластовых флюидов, оценка перспектив нефтегазоносности территорий, определение технологических потерь на объектах добычи и подготовки, разработка технологии утилизации попутных газов. Особая гордость томских ученых — кернохранилище, знаменитое на всю страну.

ПРОГРАММА СПАСЕНИЯ

Специалисты называют кернохранилище каменной библиотекой недр. Посвященному человеку поднятые на поверхность образцы способны рассказать о прошлом не хуже иной книги. По керну можно судить об изменениях климата, геодинамической обстановке, существовавших в определенную геологическую эпоху видах флоры и фауны и — самое главное для нефтяников — о форме и размерах вмещающих нефть и газ песчаных тел. Между тем еще не так давно отношение к керну было попросту пренебрежительным. Добытый с великим трудом из многочисленных скважин, он зачастую как попало загружался в местные керносклады, а в тяжелый для геологии перестроечный период на «слепки недр» и вовсе махнули рукой. Иногда керн выбрасывался прямо на улицу... ради добротных досок тары. В результате к середине 90-х в стране оказались уничтоженными около 50% керна. В «ТомскНИПИнефть», понимая важность этого направления, запустили реализацию специальной программы, в рамках которой в 1994 году начался сбор ценнейшего кернового материала. Достаточно быстро специалистам института удалось собрать геологический материал из 1313 скважин 292 месторождений Томской области, Ханты-Мансийского автономного округа, Эвенкии. Позднее к этой коллекции были присоединены образцы из других регионов.

В 1997 году на базе института удалось создать полноценное и на тот момент единственное в России кернохранилище. По степени оснащенности, условиям хранения и организации доступа к керну оно не уступало лучшим мировым аналогам.

Спустя несколько лет была запущена его вторая очередь — автоматизированный склад с блоком камеральной обработки, научно-аналитическим центром по комплексному исследованию кернового материала. Это позволило не просто хранить керн, но и организовать практическое применение полученной с его помощью информации — решать задачи, связанные с поисковым бурением, подсчетом запасов, проектированием и управлением разработкой месторождений.

Свою уникальность «каменная библиотека» не утратила до сих пор, в первую очередь именно за счет функциональной встроенности в технологию создания геолого-технологических моделей месторождений: в Томске кернохранилище является ядром единого лабораторного комплекса исследования резервуара.

НЕ ПРОСТО КОЛЛЕКЦИЯ

Поднятый керн проходит несколько этапов обработки. От тщательности первых — ревизии и восстановления керна — зависит точность всех последующих исследований. Помещенный в специальные картонные короба керн проходит гаммаспектрометрию* для увязки со скважинным гаммакаротажем** и затем распиливается на две продольные части. Одна из этих частей (так называемая «горбушка») предназначена для хранения. Другая, основная, часть керна поступает на профильную пермеметрию***, фотографирование в дневном и ультрафиолетовом освещении и последующее выбуривание образцов для общих и специальных исследований керна. На этом же этапе отбирается материал для изготовления петрографических шлифов — прозрачных срезов горных пород, изучение которых под микроскопом позволяет установить их минералогический состав и характер минеральных преобразований, оказывающих важное влияние на процесс фильтрации в поровом пространстве нефти и воды.

Применяемая технология гарантирует практически вечную сохранность материала. Это очень важно в наши дни, когда практически все крупные месторождения разведаны. Когда «легкой нефти» не станет совсем — может понадобиться керн любого срока давности, даже с нерентабельных прежде промыслов.

На начало 2010 года в кернохранилище «ТомскНИПИнефти» хранилось около 111 погонных метров керна, свыше 65 тыс. цилиндрических образцов и 28 тыс. петрографических шлифов из почти 3 тыс. скважин 500 месторождений и площадей более чем 50 недропользователей Поволжья, Западной и Восточной Сибири, нераспределенного фонда недр Томской области.

ВОСТРЕБОВАННОСТЬ КАК ДОКАЗАТЕЛЬСТВО

Востребованность каменной библиотеки очень высока. Помимо ежедневных обращений специалистов «ТомскНИПИнефти», занятых геологическим моделированием и подсчетом запасов углеводородов, услугами кернохранилица постоянно пользуются представители сторонних организаций и сотрудники профильных научных институтов, работающие по договорам с владельцами керна; преподаватели и студенты томских и новосибирских вузов для прохождения учебных и производственных практик, лабораторных занятий.

Причем за последние годы круг основных партнеров существенно изменился. За институтом закреплена ответственность за исследование керна и флюидов крупнейших добывающих предприятий региона — «Томскнефти» ВНК, «РНЮганскнефтегаза », «Восточно-Сибирской нефтяной компании». Существенная часть (около 20%) хранимого керна представляет нефтяные месторождения Самарской области и Республики Удмуртия, основные недропользователи которых пока не обладают необходимыми мощностями по обработке и хранению керна. В то же время в число клиентов «ТомскНИПИнефти » входит все больше нефтяных и газовых компаний с западным капиталом. За последние годы заключены и выполняются договоры с «Салым Петролеум Девелопмент, Н.В.», «Шлюмберже Лоджелко, Инк.», ТНКВР, «Сахалин Энерджи И.К.», «СеверЭнергия», «Империал Энерджи». Продолжает институт сотрудничество в части изучения и хранения керна и флюидов со средними и мелкими недропользователями Томской области и Западной Сибири в целом, для которых выполняются не только лабораторные исследования, но и готовится проектно-технологическая документация для разработки месторождений.

Расширение функций диктует необходимость дальнейшего перевооружения материально-технической базы кернохранилища. В юбилейном для «ТомскНИПИнефти » 2011 году модернизируются паркоборудования для подготовки керна (его распиловки, выбуривания и геометризации образцов). Также планируется оснастить по мировым стандартам мастерскую для подготовки и обработки керна. Жизнь показала, насколько дальновидны были основатели кернохранилища, которые во времена неразберихи и сумятицы в отечественной экономике смогли понять и доказать научную и рыночную ценность важнейшего геологического материала, обеспечив бесценным источником информации не только сегодняшнее, но и будущее поколение разведчиков сибирских недр.

* Гамма-спектрометрия — измерение естественной радиоактивности трех элементов U (уран), Th (торий), K (калий). С помощью детектора измеряется характерное излучение каждого элемента

** Гамма-каротаж — один из комплексов методов исследований скважин радиоактивными методами. Исследует естественную радиоактивность горных пород по стволу скважин

*** Профильная пермеметрия — процесс изучения проницаемости по газу на полноразмерном продольно распиленном керне