Наукова робота

Лабораторний петрофізичний комплекс
НДЛ теоретичної та прикладної геофизики

Апаратурним і методичним підґрунтям сучасної лабораторного петрофізичного комплексу була Базова науково-дослідна лабораторія петрофізики, яка була створена на геологічному факультеті в 1984 р. професором, доктором фізико-математичних наук Г. Т. Продайводою, науковим керівником якої він був в час її існування.

До завдань БНДЛ петрофізики входило:

• розробка методики і апаратури комплексних петрофізичних досліджень;
• розробка методів інтерпретації петрофізичних даних;
• петрофізичні дослідження складнопобудованих порід-колекторів нафти і газу;
• петрофізичні дослідження керну осадових, магматичних і метаморфічних порід глибоких і надглибоких свердловин (Кольської, Криворізької та Лисівської);
• впровадження наукових розробок у виробництво.

До штатного складу БНДЛ петрофізики в різні роки входило до 20 співробітників (з врахуванням сумісників), які виконували науково-дослідні роботи тільки за госп. договірними тематиками на замовлення геологічних виробничих підприємств СРСР.

В 1995 р. БНДЛ петрофізики із своїм штатом стала осередком НДЛ «Теоретичної та прикладної геофізики».

В 2006 р. на кафедрі геофізики був створений лабораторний петрофізичний комплекс (рис. 1-10), який в 2012 році атестований ДП «Укрметртестстандарт» (свідоцтво ПТ-444/12 від 23.11.2012 р.).

В лабораторії петрофізики проводяться комплексні дослідження порід-колекторів пошуково-розвідувальних свердловин на нафту та газ, а також акустично-текстурний аналіз порід різного літологічного складу.

В результаті виконання комплексних петрофізичних лабораторних досліджень визначаються наступні параметри:
– густина (об’ємна, позірна мінералогічна);
– відкрита пористість(по газу, по гасу, по моделі пластової води);
– ефективна пористість;
– абсолютна газопроникність;
– коефіцієнт залишкового водонасичення методом центрифугування;
– питомий електричний опір при різних ступенях водонасичення в атмосферних умовах;
– питомий електричний опір при 100% насиченні при високому тиску (пластові умови);
– швидкість пружних хвиль (інтервальний час) при різних ступенях насичення в атмосферних умовах;
– швидкість пружних хвиль (інтервальний час) при 100% насиченні при високому тиску (пластові умови);
– швидкість повздовжніх та поперечних хвиль з урахуванням анізотропії (інваріантно-поляризаційним методом).

Проводяться дослідження з метою визначення ефективності застосування ємності катіонного обміну порід-колекторів та її зв’язків з фільтраційно-ємнісними властивостями.

рис. 1. Центральне приміщення петрофізичної лабораторії

рис. 2. Приміщення петрофізичної лабораторії

рис. 3. Приміщення петрофізичної лабораторії для екстрагування, сушки та насичення зразків

рис. 4. Приміщення петрофізичної лабораторії (майстерня для виготовлення зразків та проб порід)

Лабораторія петрофізики оснащена наступними установками і приладами:

1. Ультразвукова установка «Керн-4» для визначення швидкостей пружних хвиль – 3 шт (рис. 5).
2. Установка для визначення пористості газоволюметричним методом (рис. 6).
3. Установка для визначення коефіцієнта абсолютної проникності (рис. 6).
4. Установка для вивчення петрофізичних параметрів порід-колекторів в пластових умовах ВСЦ-1000. – 2 шт (рис. 7).
5. Установка для насичення зразків порід під вакуумом.
6. Установка для екстрагування на базі апарата Соксклета – 6 шт (рис. 3).
7. Центрифуга ОС-6М (рис. 8).
8. Спеціальні кернотримачі для визначення електричних та акустичних параметрів порід-колекторів (рис. 9).
9. RLC-метр МНС-1100 (рис. 9).
10. Тераомметр С.А. 6547 (рис. 10).
11. Вимірювач опору Ф-4103М1 – 3 шт.
12. Спектрофотометр ULAB-102.
13. рH-метр СYBERSCAN PH 700.
14. Ваги аналітичні Vibra NTR 220 CE (0.01 – 220 г, точність 0,0001 г).
15. Ваги аналітичні WPS 360/c/2 (0.02 – 360 г, точність 0,001 г).
16. Набір мікрометрів.
17. Набір скляного лабораторного посуду.
18. Сушильні шафи типу СНОЛ.
19. Комп’ютери – 3 шт.

рис. 5. Ультразвукова акустична установка

рис. 6. Установка для визначення пористості газоволюметричним методом та абсолютної проникності

рис. 7. Установка для вивчення петрофізичних параметрів порід-колекторів в пластових умовах ВСЦ-1000

рис. 8. Центрифуга ОС-6М

рис. 9. Установка для вимірювання електричного опору порід на базі RLC-метра МНС-1100

рис. 10. Тераомметр С.А. 6547

Комплект допоміжного обладнання включає верстати: токарний, фрезерний, свердлильний, каменерізний, заточний, шліфувальний; дистилятор та набір інструментів (рис. 6).

Слід відзначити, що установки зазначені в п. 2–6 та 8 спроектовані, виготовлені та введені в експлуатацію фахівцями НДЛ «Теоретичної та прикладної геофізики», а ультразвукова установка «Керн-4» (п. 1) – сумісно з фахівцями механіко-математичного факультету.

Співробітниками факультету розробляються нові методи обробки і аналізу петрофізичних даних.

Лабораторні петрофізичні дослідження дозволяють визначити основні фізичні параметри колекції зразків та побудувати кореляційні залежності між геофізичними параметрами (питомий електричний опір, швидкість пружних хвиль, густина) та колекторськими властивостями досліджених гірських порід (пористість, проникність, залишкова водонасиченість). Дані лабораторних визначень петрофізичних параметрів порід-колекторів слугують реперними при інтерпретації матеріалів геофізичних досліджень свердловин та при підрахунку запасів вуглеводнів, а також для вивчення геологічної природи досліджуваних порід.

Інваріантно-поляризаційний метод (Продайвода Г.Т., Вижва С.А., Безродний Д.А.) забезпечує можливість визначення повного набору пружних постійних і симетрії текстури гірських порід шляхом вимірювання фазових швидкостей різної поляризації в 9-ти напрямках куборомбододекаедра, що забезпечує повний розв’язок задачі визначення параметрів анізотропії пружних хвиль, включаючи побудову стереопроекцій ізоліній індикатрис фазових швидкостей квазіповздовжніх і квазіпоперечних хвиль, диференціального коефіцієнту пружної анізотропії, кута відхилення вектора пружних зміщень від напрямку хвильової нормалі.

Результати комплексних петрофізичних досліджень використовуються при наукових дослідженнях співробітників геологічного факультету, при виконанні науково-дослідних госп. договірних робіт та наукової експертизи розрізів свердловин, представлених складнопобудованими колекторами (на замовлення виробничих організацій України).

Матеріали, отримані в лабораторії, є підґрунтям для курсових та дипломних робіт студентів, дисертацій аспірантів і співробітників геологічного факультету, а також для публікації більше як 40 наукових статей, монографії, оформлення патенту.

а		б

Приклад кореляційних залежностей між геофізичними параметрами та колекторськими властивостями
досліджених гірських порід Волино-Поділля
а - залежність швидкість повздовжніх хвиль – відкрита пористість,
б - залежність коефіцієнт зміни електричного опору – коефіцієнт залишкового водонасичення

а		б

Приклад результатів досліджень інваріантно-поляризаційним методом
(стереопроекції вказівної поверхні фазової швидкості квазіповздовжньої хвилі)
а - біотитовий сланець Криворіжжя, б- мікрітовий вапняк Волино-Поділля

В останній час лабораторія петрофізики виконувала дослідження на замовлення виробничих підприємств України:

1. Літолого-петрографічні та петрофізичні дослідження кернового матеріалу по свердловині №278 Гнідинцівського родовища» – Звіт про науково-дослідну роботу / Вижва С.А., Безродна І.М., Онищук І.І та інші. – К.: ГВУ “Чернігівнафтогаз”, 2013-2014.
2. Комплексні петрографічні та петрофізичні дослідження керну пошукової свердловини №10 Ковильненської площі – Звіт про науково-дослідну роботу / Вижва С.А., Безродна І.М., Онищук І.І та інші. – К.: ТОВ «Кримська бурова компанія», 2013- 2014
3. Комплексні детальні петрофізичні та геохімічні дослідження керну інтервалу 4370 – 4377 м пошукової свердловини №1 Чернецької площі. Звіт про науково-дослідну роботу. / Вижва С.А., Онищук І.І та інші. – К.: ТОВ “Прайм-Газ”, 2012. – 48 с.
4. Комплексні геолого-петрофізичні дослідження складнопобудованих порід-колекторів східного схилу Львівського палеозойського прогину. Звіт про науково-дослідну роботу. / Вижва С.А., Безродна І.М. та інші. – НАК «Нафтогаз України», 2011. – 601 с.
5. Перспективи нафтогазоносності ділянок північного борту та південно-східної прибортової частини Дніпровсько-Донецької западини. Звіт про науково-дослідну роботу. / Карпенко О.М., Віршило І.В. та інші. – НАК «Нафтогаз України», 2011. – 125 с.
6. Петрофізичні дослідження складнопобудованих порід-колекторів Дніпровсько-Донецької западини та Волино-Подільського регіону з метою визначення структури пустотного простору та ємнісно-фільтраційних характеристик. Звіт про науково-дослідну роботу. / Вижва С.А., Продайвода Г.Т., Безродна І.М. та інші. – НАК «Нафтогаз України», 2011. – 151 с.
7. Дослідження зв’язку структури пустотного простору з фільтраційно-ємнісними властивостями складнопобудованих порід-колекторів нафти і газу Звіт про науково-дослідну роботу. / Вижва С.А., Продайвода Г.Т., Курганський В.М. та інші. – ДГП «Укргеофізика», 2009. – 90 с.
8. Комплексні детальні петрофізичні та геохімічні дослідження керну інтервалу 3010,0 – 3022,3 м пошукової свердловини №3А Зарічної площі. Звіт про наукову експертизу. /Вижва С.А., Онищук І.І та інші. – К.: ТОВ «Атол», 2008. – 75 с.

• Науково-дослідна лабораторія теоретичної та прикладної геофизики
• Лабораторний радіометричний комплекс