RU2752306C1 - Method and device for profiling properties of rock samples of oil shale thickness - Google Patents
Method and device for profiling properties of rock samples of oil shale thickness Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752306C1 RU2752306C1 RU2021100117A RU2021100117A RU2752306C1 RU 2752306 C1 RU2752306 C1 RU 2752306C1 RU 2021100117 A RU2021100117 A RU 2021100117A RU 2021100117 A RU2021100117 A RU 2021100117A RU 2752306 C1 RU2752306 C1 RU 2752306C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- profiling
- thermal conductivity
- rock samples
- uranium
- rocks
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
Abstract
Description
Область техникиTechnology area
Изобретение относится к области исследований свойств пород нефтематеринских сланцевых толщ, а именно – концентрации урана, тория, калия, теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости, общего содержания органического углерода горных пород в нефтематеринских сланцевых толщах путем непрерывного профилирования этих свойств на керне.The invention relates to the field of research on the properties of rocks of oil source shale strata, namely, the concentration of uranium, thorium, potassium, thermal conductivity, thermal diffusivity, volumetric heat capacity, total organic carbon of rocks in oil source shale strata by continuous profiling of these properties on the core.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известен способ профилирования концентрации урана, тория и калия для пород нефтематеринских сланцевых толщ, реализуемый, например, при помощи спектрального профильного гамма-регистратора (см. [1]). Способ основан на непрерывной регистрации энергии гамма-излучения, возникающего при распаде ядер естественно-радиоактивных элементов, для образцов пород, которые располагаются в одну линию на конвейерной платформе и перемещаются вместе с конвейерной платформой непрерывно с постоянной скоростью относительно блока детектора естественного гамма-излучения образцов пород (Фиг. 1). Пространственная разрешающая способность при определении концентрации урана, тория и калия составляет около 100 мм, так как каждый результат измерений характеризует интегральное значение концентрации урана, тория и калия для участка образца пород протяженностью около 100 мм вдоль направления движения образцов, обусловленное размером детектора гамма-излучения составляющим 101,6 мм согласно технической спецификации прибора (см. [1]).From the prior art there is a method for profiling the concentration of uranium, thorium and potassium for rocks of oil source shale strata, implemented, for example, using a spectral profile gamma recorder (see [1]). The method is based on continuous recording of the energy of gamma radiation arising from the decay of nuclei of naturally radioactive elements for rock samples that are located in one line on the conveyor platform and move together with the conveyor platform continuously at a constant speed relative to the natural gamma radiation detector unit of the rock samples (Fig. 1). The spatial resolution in determining the concentration of uranium, thorium and potassium is about 100 mm, since each measurement result characterizes the integral value of the concentration of uranium, thorium and potassium for a section of a rock sample with a length of about 100 mm along the direction of movement of the samples, due to the size of the gamma radiation detector constituting 101.6 mm according to the technical specification of the device (see [1]).
Известный способ профилирования концентрации урана, тория и калия обладает следующими недостатками при изучении образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ:The known method for profiling the concentration of uranium, thorium and potassium has the following disadvantages when studying rock samples from oil source shale strata:
1. Отсутствие возможности получения более детальных непрерывных профилей концентраций урана с пространственной разрешающей способностью около 1 мм.1. The impossibility of obtaining more detailed continuous profiles of uranium concentrations with a spatial resolution of about 1 mm.
2. Отсутствие возможности профилирования теплопроводности свойств образцов пород и основанного на профилировании теплопроводности профилирования общего содержания органического углерода, что могло бы расширить функциональные возможности способа профилирования концентрации урана, тория и калия за счет получения профиля общего содержания органического углерода вдоль набора образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ, по результатам профилирования теплопроводности образцов пород и обеспечения за счет этого возможности реконструкции окислительно-восстановительных условий осадконакопления, определения генерационного потенциала нефтематеринских свит, выделения интервалов глубины разреза, соответствующих естественным коллекторам, выделения интервалов глубины разреза, перспективных для разработки с применением технологий стимуляции пласта.2. The impossibility of profiling the thermal conductivity of the properties of rock samples and profiling the total content of organic carbon based on profiling of thermal conductivity, which could expand the functionality of the method for profiling the concentration of uranium, thorium and potassium by obtaining a profile of the total content of organic carbon along a set of rock samples of oil source shale strata, based on the results of profiling the thermal conductivity of rock samples and ensuring due to this the possibility of reconstructing the redox conditions of sedimentation, determining the generation potential of oil source formations, identifying intervals of the section depth corresponding to natural reservoirs, identifying intervals of the section depth that are promising for development using reservoir stimulation technologies.
3. Отсутствие возможности получения отношения концентрации урана к содержанию общего органического углерода, что обеспечивает возможность реконструкции окислительно-восстановительных условий осадконакопления, определения генерационного потенциала нефтематеринских свит, выделения интервалов глубины разреза, соответствующих естественным коллекторам, выделения интервалов глубины разреза, перспективных для разработки с применением технологий стимуляции пласта.3. The impossibility of obtaining the ratio of uranium concentration to the content of total organic carbon, which makes it possible to reconstruct the redox conditions of sedimentation, to determine the generation potential of oil source formations, to identify intervals of the section depth corresponding to natural reservoirs, to identify intervals of the section depth that are promising for development using technologies stimulation of the formation.
4. Отсутствие возможности профилирования температуропроводности и объемной теплоемкости образцов пород, что совместно с детализацией непрерывных профилей концентраций урана повышает обоснованность выбора участков образцов керна для формирования представительных коллекций образцов пород для последующих лабораторных исследований.4. The impossibility of profiling the thermal diffusivity and volumetric heat capacity of rock samples, which, together with the detailing of continuous profiles of uranium concentrations, increases the validity of the choice of core sample areas for the formation of representative collections of rock samples for subsequent laboratory studies.
Известно также устройство для для профилирования свойств образцов пород, реализующее данный способ (см. [1]) (Фиг. 1). Известное устройство при определении концентрации урана, тория, калия в породах нефтематеринских сланцевых толщ обладает всеми теми же указанными выше недостатками 1-4. Кроме этого, известное устройство дополнительно обладает следующими недостатками:It is also known a device for profiling the properties of rock samples, which implements this method (see [1]) (Fig. 1). The known device for determining the concentration of uranium, thorium, potassium in the rocks of oil source shale strata has all the same disadvantages mentioned above 1-4. In addition, the known device additionally has the following disadvantages:
1. Отсутствие возможности профилирования общего содержания органического углерода вдоль набора образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ.1. The inability to profile the total organic carbon content along a set of rock samples from oil source shale strata.
2. Отсутствие возможности детальной регистрации отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода с пространственной разрешающей способностью около 1мм.2. Absence of the possibility of detailed registration of the ratio of uranium concentration to the total content of organic carbon with a spatial resolution of about 1 mm.
3. Отстутствие возможности одновременного профилирования концентрации урана, тория, калия и теплопроводности образцов пород на одном и том же наборе образцов пород, установленных на подвижной конвейерной платформе, что, во-первых, значительно повысило бы производительность измерений, во-вторых, исключило бы частичное или полное разрушение образцов слабоконсолидированных и/или трещиноватых пород при неоднократном укладывании образцов пород на конвейерной платформе и возвращении их в ящики, в которых образцы пород хранятся, и, в-третьих, исключило бы нарушение взаимного расположения образцов пород на платформе при разных видах профиилирования и нарушения взаимной привязки профилей урана, тория, калия с одной стороны и профилей теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости вдоль скважины с другой стороны.3. Absence of the possibility of simultaneous profiling of the concentration of uranium, thorium, potassium and thermal conductivity of rock samples on the same set of rock samples installed on a movable conveyor platform, which, firstly, would significantly increase the measurement productivity, and secondly, it would eliminate partial or complete destruction of samples of weakly consolidated and / or fractured rocks during repeated stacking of rock samples on the conveyor platform and returning them to the boxes in which the rock samples are stored, and, thirdly, would eliminate the violation of the relative position of rock samples on the platform with different types of profiling and violation of the interconnection of the profiles of uranium, thorium, potassium on the one hand and the profiles of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity along the borehole on the other side.
4. Отстутствие возможности одновременного профилирования концентрации урана, тория, калия с одной стороны и теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости образцов пород с другой стороны на одном и том же наборе образцов пород, установленных на подвижной конвейерной платформе, не позволяет использовать комплекс данных о концентрации урана, тория, калия и теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости для обоснованного отбора образцов пород для формирования представительных коллекций образцов пород для последующих лабораторных исследований.4. The lack of the possibility of simultaneous profiling of the concentration of uranium, thorium, potassium on the one hand and the thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity of rock samples on the other hand on the same set of rock samples installed on a movable conveyor platform does not allow the use of a set of data on the concentration of uranium , thorium, potassium and thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity for a reasonable selection of rock samples for the formation of representative collections of rock samples for subsequent laboratory studies.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Фиг. 1. Схема способа и устройства для профилирования концентрации урана, тория и калия для пород нефтематеринских сланцевых толщ при помощи спектрального профильного гамма-регистратора, отражающая современный уровень техники.FIG. 1. Diagram of a method and device for profiling the concentration of uranium, thorium and potassium for rocks of oil source shale strata using a spectral profile gamma recorder, reflecting the current state of the art.
1 – Конвейерная платформа, 2 – образцы пород, 3 – блок детектора гамма-излучения, 4 – направление движения конвейерной платформы. 1 - Conveyor platform, 2 - rock samples, 3 - gamma radiation detector unit, 4 - direction of movement of the conveyor platform.
Фиг. 2. Схема предлагаемого способа одновременного профилирования концентрации урана и теплопроводности образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ.FIG. 2. Scheme of the proposed method for simultaneous profiling of uranium concentration and thermal conductivity of rock samples oil source shale strata.
1 – Конвейерная платформа, 2 – образцы пород, 3 – блок детектора гамма-излучения, 4 – направление движения конвейерной платформы, 5 – блок оптического сканирования, 6 – образцовые меры тепловых свойств. 1 - Conveyor platform, 2 - rock samples, 3 - gamma-ray detector unit, 4 - direction of movement of the conveyor platform, 5 - optical scanning unit, 6 - exemplary measures of thermal properties.
Фиг. 3. Схема предлагаемого устройства для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ.FIG. 3. Scheme of the proposed device for profiling the properties of rock samples of oil-source shale strata.
1 – Конвейерная платформа, 2 – образцы пород, 3 – блок детектора гамма-излучения, 4 – направление движения конвейерной платформы, 5 – блок оптического сканирования, 6 – образцовые меры тепловых свойств, 7 – оптический источник тепловой энергии, 8 – инфракрасные датчики температуры, 9 – узлы крепления блока оптического сканирования к блоку детектора гамма-излучения, 10 – узел регулировки формы и размеров пятна нагрева, 11 – узел регулировки положения блока оптического сканирования, 12 – блок регулировки постоянной времени инфракрасных датчиков температуры, 13 – блок синхронизации, 14 – блок обработки сигналов блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования, 15 – механическое средство связи узла регулировки положения блока оптического сканирования с блоком оптического сканирования, 16 – канал связи блока регулировки постоянной времени инфракрасных датчиков температуры с блоком оптического сканирования, 17 – канал связи блока синхронизации с блоком детектора гамма-излучения и блоком оптического сканирования, 18 – канал связи блока обработки сигналов блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования с блоком детектора гамма-излучения и блоком оптического сканирования.1 - Conveyor platform, 2 - rock samples, 3 - gamma radiation detector unit, 4 - direction of movement of the conveyor platform, 5 - optical scanning unit, 6 - exemplary measures of thermal properties, 7 - optical source of thermal energy, 8 - infrared temperature sensors , 9 - units for fixing the optical scanning unit to the gamma-radiation detector unit, 10 - unit for adjusting the shape and size of the heating spot, 11 - unit for adjusting the position of the optical scanning unit, 12 - unit for adjusting the time constant of infrared temperature sensors, 13 - synchronization unit, 14 - signal processing unit of the gamma-radiation detector unit and the optical scanning unit, 15 - mechanical means of communication of the unit for adjusting the position of the optical scanning unit with the optical scanning unit, 16 - communication channel of the unit for adjusting the time constant of infrared temperature sensors with the optical scanning unit, 17 - communication channel synchronization unit with gamma-ray detector unit and the optical scanning unit, 18 is a communication channel of the signal processing unit of the gamma radiation detector unit and the optical scanning unit with the gamma radiation detector unit and the optical scanning unit.
Фиг. 4. Пример результатов профилирования свойств пяти полноразмерных образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ: а - профили концентрации U урана (круглые маркеры), теплопроводности λ (кривая 1) и объемной теплоемкости С (кривая 2), б - профили общего содержания TOC органического углерода с пространственным разрешением 1 мм (черная кривая), 100 мм (квадратные маркеры) и значения ТОС, полученные в результате пиролиза (треугольные маркеры), в - профили отношения U/TOC, рассчитанные с использованием оригинальных (треугольные маркеры) и детализированных (черная кривая) данных о концентрации урана; интервалы глубин, отвечающие субвосстановительным условиям осадконакопления, закрашены серым цветом, а интервалы глубин, отвечающие субокислительным обстановкам осадконакопления, заштрихованы горизонтально, г – оригинальный (круглые маркеры) и детализированный (черная кривая) профиль концентрации U урана.FIG. 4. An example of the results of profiling the properties of five full-size rock samples of oil source shale strata: a - profiles of uranium concentration U (round markers), thermal conductivity λ (curve 1) and volumetric heat capacity C (curve 2), b - profiles of the total TOC content of organic carbon with spatial resolution of 1 mm (black curve), 100 mm (square markers) and TOC values obtained as a result of pyrolysis (triangular markers), c - U / TOC ratio profiles calculated using original (triangular markers) and detailed (black curve) data uranium concentration; the depth intervals corresponding to the sub-reduction conditions of sedimentation are grayed out, and the depth intervals corresponding to the sub-oxidative conditions of sedimentation are shaded horizontally; d is the original (round markers) and detailed (black curve) profile of the U concentration of uranium.
Фиг. 5. Пример результатов профилирования свойств пяти полноразмерных образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ: а – отношения концентраций тория и урана Th/U (маркеры 4), тория и калия Th/K (маркеры 5), урана и калия U/K (маркеры 6), б – дополнительная информация, необходимая для отбора образцов для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород: средние значения теплопроводности λ (кривая 1), объемной теплоемкости С (кривая 2) и концентрации U (кривая 3) урана выделенных участков длиной 6 см, а также их степень тепловой неоднородности β; все средние значения показаны на глубинах, соответствующих середине участка с размерами, достаточными для отбора 6 см образца. FIG. 5. An example of the results of profiling the properties of five full-size rock samples of oil source shale strata: a - the ratio of the concentrations of thorium and uranium Th / U (markers 4), thorium and potassium Th / K (markers 5), uranium and potassium U / K (markers 6) , b - additional information required for sampling for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties: average values of thermal conductivity λ (curve 1), volumetric heat capacity C (curve 2) and concentration U (curve 3) of uranium in selected
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Задачей заявленного изобретения является устранение указанных недостатков прототипа.The objective of the claimed invention is to eliminate these disadvantages of the prototype.
Техническим результатом заявленного изобретения является расширение возможности профилирования различных физических свойств пород сланцевых толщ возможности осуществления профилирования теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости, общего содержания органического углерода, отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода с пространственной разрешающей способностью около 1 мм вдоль набора образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ. Техническим результатом также является повышение производительности измерений за счет исключения необходимости неоднократного укладывания образцов пород на конвейерной платформе и возвращения их в ящики, в которых образцы пород хранятся, повышение сохранности керна за счет исключения частичного или полного разрушения образцов слабоконсолидированных и/или трещиноватых пород при неоднократном укладывании образцов пород на конвейерной платформе и возвращении их в ящики, в которых образцы пород хранятся, а также повышение точности привязки профилей урана, тория, калия с одной стороны и профилей теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости вдоль скважины с другой стороны к керну и, как следствие, точности увязки профилей между собой за счет исключения нарушения взаимного расположения образцов пород на платформе при разных видах профилирования.The technical result of the claimed invention is to expand the possibility of profiling various physical properties of shale rocks, the possibility of profiling thermal conductivity, thermal diffusivity, volumetric heat capacity, total organic carbon, the ratio of uranium concentration to total organic carbon with a spatial resolution of about 1 mm along a set of samples of oil source shale rocks. thick. The technical result is also an increase in the measurement performance by eliminating the need for repeated stacking of rock samples on the conveyor platform and returning them to the boxes in which the rock samples are stored, increasing the safety of the core due to the elimination of partial or complete destruction of samples of weakly consolidated and / or fractured rocks during repeated stacking rock samples on a conveyor platform and returning them to boxes in which rock samples are stored, as well as increasing the accuracy of binding the profiles of uranium, thorium, potassium on the one hand and the profiles of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity along the well on the other side to the core and, as a consequence , the accuracy of linking the profiles to each other by eliminating the violation of the relative position of the rock samples on the platform with different types of profiling.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счёт того, что осуществляют профилирование концентрации урана на образцах пород нефтематеринских сланцевых толщ, расположенных в один ряд на конвейерной платформе, движущейся с постоянной скоростью, в направлении ее движения, кроме того, с целью получения дополнительной информации о свойствах пород нефтематеринских сланцевых толщ, расширяют число профилируемых свойств пород, для чего дополнительно к профилированию концентрации урана в течение того же процесса движения конвейерной платформы осуществляют профилирование теплопроводности пород вдоль того же набора образцов пород, затем по результатам профилирования теплопроводности пород определяют профиль общего содержания органического углерода вдоль набора образцов пород, после этого при помощи полученных профилей концентраций урана и общего содержания органического углерода определяют профиль отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода вдоль набора образцов пород, затем при помощи полученного профиля отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода вдоль набора образцов пород осуществляют реконструкцию окислительно-восстановительных условий осадконакопления.The problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that profiling of uranium concentration on rock samples of oil source shale strata located in one row on a conveyor platform moving at a constant speed in the direction of its movement is carried out, in addition, in order to obtain additional information on the properties of rocks of oil source shale strata, the number of profiled properties of rocks is expanded, for which, in addition to profiling the concentration of uranium during the same process of movement of the conveyor platform, profiling of the thermal conductivity of rocks along the same set of rock samples is carried out, then the profile of the total content of organic carbon along a set of rock samples, after which, using the obtained profiles of uranium concentrations and total organic carbon, the profile of the ratio of uranium concentration to the total organic carbon at b a set of rock samples, then using the obtained profile of the ratio of uranium concentration to the total organic carbon content along the set of rock samples, the redox conditions of sedimentation are reconstructed.
Технический результат достигается также за счет того, что при помощи полученных профилей концентрации урана и теплопроводности пород нефтематеринских сланцевых толщ устанавливают взаимосвязь между концентрацией урана и теплопроводностью пород и при помощи установленной взаимосвязи между концентрацией урана и теплопроводностью пород, а также при помощи профиля теплопроводности пород осуществляют детализацию профиля концентрации урана с пространственной разрешающей способностью, равной пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности.The technical result is also achieved due to the fact that using the obtained profiles of uranium concentration and thermal conductivity of rocks of oil source shale strata, a relationship is established between the concentration of uranium and thermal conductivity of rocks, and using the established relationship between the concentration of uranium and thermal conductivity of rocks, as well as using the profile of thermal conductivity of rocks, detailing is carried out uranium concentration profile with a spatial resolution equal to the spatial resolution of thermal conductivity profiling.
Также технический результат достигается за счет того, что заранее задают пространственную разрешающую способность и глубину теплофизического зондирования для профилирования теплопроводности, после чего устанавливают скорость профилирования концентрации урана и теплопроводности пород нефтематеринских сланцевых толщ, а также расположение источника тепла и датчиков температуры относительно друг друга таким образом, чтобы обеспечить задаваемые заранее разрешающую способность и глубину теплофизического зондирования для профилирования теплопроводности.Also, the technical result is achieved due to the fact that the spatial resolution and the depth of thermophysical sounding are set in advance for profiling the thermal conductivity, after which the speed of profiling the concentration of uranium and the thermal conductivity of the rocks of the oil source shale strata is set, as well as the location of the heat source and temperature sensors relative to each other in this way, to provide a predetermined resolution and thermal sounding depth for thermal conductivity profiling.
Технический результат достигается также за счет того, что заранее задают допустимую максимальную температуру нагрева образцов пород, с учетом которой для применяемой скорости профилирования концентрации урана и теплопроводности пород нефтематеринских сланцевых толщ устанавливают мощность источника тепла, форму и размеры пятна нагрева, а также расстояние между областью регистрации температуры на поверхности образцов пород и образцовых мер и пятном нагрева на поверхности образцов пород и образцовых мер таким образом, чтобы температура нагрева образцов пород не превышала допустимую температуру нагрева пород, а погрешность измерений теплопроводности не превышала заранее задаваемого значения.The technical result is also achieved due to the fact that the permissible maximum heating temperature of rock samples is set in advance, taking into account which, for the applied rate of profiling of uranium concentration and thermal conductivity of rocks of oil-source shale strata, the power of the heat source, the shape and size of the heating spot, as well as the distance between the registration area are set temperatures on the surface of rock samples and reference measures and a heating spot on the surface of rock samples and reference measures in such a way that the heating temperature of rock samples does not exceed the permissible temperature of rock heating, and the error in measuring thermal conductivity does not exceed a predetermined value.
Технический результат достигается также за счет того, что при установке образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ на конвейерную платформу между соседними образцами пород и образцовыми мерами устанавливают теплоизолирующие прокладки, при этом контролируют толщину теплоизолирующих прокладок, которую учитывают при обработке результатов профилирования концернтрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости образцов пород.The technical result is also achieved due to the fact that when installing samples of rocks of oil source shale strata on a conveyor platform between adjacent rock samples and exemplary measures, heat-insulating gaskets are installed, while controlling the thickness of heat-insulating gaskets, which is taken into account when processing the results of profiling of uranium concentration, thermal conductivity, thermal diffusivity, etc. volumetric heat capacity of rock samples.
Также технический результат достигается за счет того, что при помощи результатов профилирования концентрации урана и общего содержания органического углерода дополнительно определяют генерационный потенциал пород нефтематеринских сланцевых толщ.Also, the technical result is achieved due to the fact that by using the results of profiling the concentration of uranium and the total content of organic carbon, the generation potential of the rocks of the oil source shale strata is additionally determined.
Технический результат достигается также за счет того, что при помощи результатов профилирования концентрации урана и теплопроводности и реконструкции окислительно-восстановительных условий осадконакопления пород нефтематеринских сланцевых толщ дополнительно осуществляют выделение интервалов, соответствующих естественным коллекторам и участкам разреза, перспективным для разработки с применением технологий стимуляции пласта.The technical result is also achieved due to the fact that with the help of the results of profiling the concentration of uranium and thermal conductivity and reconstruction of the redox conditions of sedimentation of rocks of oil-source shale strata, the separation of intervals corresponding to natural reservoirs and sections of the section promising for development using reservoir stimulation technologies is additionally carried out.
Также технический результат достигается за счет того, что дополнительно осуществляют профилирование концентраций тория и калия, после чего при помощи результатов профилирования концентраций урана, тория и калия и результатов профилирования теплопроводности осуществляют расчленение разреза по регистрируемым свойствам пород нефтематеринских сланцевых толщ.Also, the technical result is achieved due to the fact that the concentration of thorium and potassium is additionally profiled, after which, using the results of profiling the concentrations of uranium, thorium and potassium and the results of profiling of thermal conductivity, the section is divided according to the recorded properties of the rocks of the oil source shale strata.
Технический результат достигается также за счет того, что дополнительно осуществляют профилирование температуропроводности и объемной теплоемкости пород нефтематеринских сланцевых толщ, для чего на конвейерной платформе вместе с образцами пород размещают две или более образцовых меры с известными теплопроводностью, температуропроводностью и объемной теплоемкостью, и при помощи результатов профилирования концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, а также общего содержания органического углерода осуществляют выбор образцов пород и участков выбранных образцов пород в интервалах глубин, отвечающих разным окислительно-восстановительным условиям осадконакопления, для изготовления дополнительных образцов пород заранее заданного размера для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород. The technical result is also achieved due to the fact that the profiling of the thermal diffusivity and the volumetric heat capacity of the rocks of the oil source shale strata is additionally carried out, for which two or more exemplary measures with known thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity are placed on the conveyor platform together with rock samples, and using the results of profiling the concentration of uranium, thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, as well as the total content of organic carbon carry out the selection of rock samples and areas of selected rock samples in depth intervals corresponding to different redox conditions of sedimentation, for the production of additional rock samples of a predetermined size for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается также за счёт того, что предложенный способ реализуется при помощи предложенного устройства для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ, которое включает в себя блок детектора гамма-излучения, обеспечивающего возможность регистрировать концентрацию урана, конвейерную платформу для размещения в один ряд набора образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ, перемещающуюся с постоянной скоростью относительно блока детектора гамма-излучения, при этом дополнительно для профилирования теплопроводности пород нефтематеринских сланцевых толщ в устройстве выполнен блок оптического сканирования, при этом блок оптического сканирования закреплен на блоке детектора гамма-излучения при помощи узла крепления, и включает в себя блок питания, источник тепловой энергии, выполненный с возможностью регулировки мощности источника тепла в пятне нагрева на поверхности образцов пород и образцовых мер, формируемом источником тепла, два датчика температуры, регистрирующие температуру по линии нагрева образцов пород и образцовых мер на участках до и после пятна нагрева, выполненные с возможностью регулировки положения участков регистрации температуры на поверхности образцов пород и образцовых мер относительно друг друга и относительно пятна нагрева, кроме этого блок оптического сканирования включает узел регулировки формы и размеров пятна нагрева образцов пород, а также узел регулировки положения блока оптического сканирования относительно набора образцов пород в каждом из трех взаимно перпендикулярных направлений, ориентированных как вдоль направления движения конвейерной платформы, так и поперек него, помимо этого устройство включает в себя блок регулировки постоянной времени датчиков температуры, блок обработки сигналов блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования, блок синхронизации, при этом блок синхронизации выполнен с возможностью синхронизации включения движения конвейерной платформы, блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования, а также с возможностью регулировки скорости перемещения конвейерной платформы с образцами пород одновременно относительно блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования, а блок обработки сигналов блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования выполнен с возможностью обработки результатов профилирования концентрации урана, поступающих с блока детектора гамма-излучения, результатов профилирования теплопроводности, поступающих с блока оптического сканирования, и преобразования результатов профилирования теплопроводности в профили общего содержания органического углерода вдоль набора образцов пород, реконструкции окислительно-восстановительных условий осадконакопления по результатам совокупности измерений, выполненных блоком детектора гамма-излучения и блоком оптического сканирования, при этом блок обработки сигналов блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования выполнен с возможностью учета того, что профилирование одних и тех же образцов пород, расположенных на одной подвижной конвейерной платформе, осуществляется блоком детектора гамма-излучения и блоком оптического сканирования со сдвигом по времени.The problem is solved, and the technical result is also achieved due to the fact that the proposed method is implemented using the proposed device for profiling the properties of rock samples of oil-source shale strata, which includes a gamma-ray detector unit that provides the ability to register the concentration of uranium, a conveyor platform for placement in one row of a set of rock samples of oil source shale strata, moving at a constant speed relative to the gamma-radiation detector unit, while in addition to profiling the thermal conductivity of the oil-source shale rocks, an optical scanning unit is made in the device, while the optical scanning unit is fixed on the gamma-radiation detector unit by means of the attachment point, and includes a power supply, a heat source configured to adjust the power of the heat source in the heating spot on the surface of rock samples and exemplary measures formed a heat source, two temperature sensors recording the temperature along the heating line of rock samples and exemplary measures in the sections before and after the heating spot, made with the possibility of adjusting the position of the temperature registration areas on the surface of the rock samples and reference measures relative to each other and relative to the heating spot, in addition the optical scanning unit includes a unit for adjusting the shape and size of the heating spot of rock samples, as well as a unit for adjusting the position of the optical scanning unit relative to a set of rock samples in each of three mutually perpendicular directions, oriented both along the direction of movement of the conveyor platform, and across it, in addition, a device includes a unit for adjusting the time constant of temperature sensors, a signal processing unit for a gamma-radiation detector unit and an optical scanning unit, a synchronization unit, while the synchronization unit is configured to synchronize the activation of the conveying movement yer platform, gamma radiation detector unit and optical scanning unit, as well as with the ability to adjust the speed of movement of the conveyor platform with rock samples simultaneously relative to the gamma radiation detector unit and optical scanning unit, and the signal processing unit of the gamma radiation detector unit and optical scanning unit is configured to process the results of profiling the uranium concentration coming from the gamma-ray detector unit, the results of profiling the thermal conductivity coming from the optical scanning unit, and converting the results of profiling the thermal conductivity into profiles of the total organic carbon content along a set of rock samples, reconstructing the redox conditions of sedimentation according to the results of the set of measurements performed by the gamma radiation detector unit and the optical scanning unit, while the signal processing unit of the gamma radiation detector unit and the optical scanning is made with the ability to take into account the fact that the profiling of the same rock samples located on one movable conveyor platform is carried out by a gamma-radiation detector unit and an optical scanning unit with a time shift.
Технический результат достигается также за счет того, что обеспечивается возможность закрепления блока оптического сканирования как перед детектором гамма-излучения, так и позади детектора гамма-излучения по ходу движения конвейерной платформы с набором образцов пород и образцовых мер. The technical result is also achieved due to the fact that it is possible to secure the optical scanning unit both in front of the gamma radiation detector and behind the gamma radiation detector along the movement of the conveyor platform with a set of rock samples and exemplary measures.
Технический результат достигается также за счет того, что блок обработки сигналов блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования выполнен с возможностью определения генерационного потенциала пород нефтематеринских сланцевых толщ по результатам совокупности измерений, выполненных блоком детектора гамма-излучения и блоком оптического сканирования.The technical result is also achieved due to the fact that the signal processing unit of the gamma radiation detector unit and the optical scanning unit is configured to determine the generation potential of the oil source shale rocks based on the results of a set of measurements performed by the gamma radiation detector unit and the optical scanning unit.
Технический результат достигается также за счет того, что блок обработки сигналов блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования выполнен с возможностью выделения естественных коллекторов и интервалов разреза, перспективных для разработки с применением технологий стимуляции пласта, по результатам совокупности измерений, выполненных блоком детектора гамма-излучения и блоком оптического сканирования.The technical result is also achieved due to the fact that the signal processing unit of the gamma-radiation detector unit and the optical scanning unit is configured to select natural reservoirs and section intervals that are promising for development using reservoir stimulation technologies, based on the results of a set of measurements performed by the gamma-ray detector unit. radiation and optical scanning unit.
Технический результат достигается также за счет того, что блок детектора гамма-излучения дополнительно обеспечивает возможность регистрации концентраций тория и калия, а блок обработки сигналов блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования дополнительно обеспечивает возможность обработки результатов профилирования концентрации тория и калия, поступающих с блока детектора гамма-излучения, и обеспечивает возможность расчленения разреза по регистрируемым свойствам пород нефтематеринских сланцевых толщ по результатам совокупности измерений, выполненных блоком детектора гамма-излучения и блоком оптического сканирования.The technical result is also achieved due to the fact that the gamma radiation detector unit additionally provides the possibility of recording the concentrations of thorium and potassium, and the signal processing unit of the gamma radiation detector unit and the optical scanning unit additionally provides the ability to process the results of the thorium and potassium concentration profiling coming from the unit detector of gamma radiation, and provides the ability to dissect the section according to the recorded properties of the rocks of oil source shale strata according to the results of a set of measurements performed by the gamma radiation detector unit and the optical scanning unit.
Технический результат достигается также за счет того, что блок оптического сканирования выполнен с дополнительной возможностью профилирования температуропроводности и объемной теплоемкости, для чего в этом блоке размещают третий датчик температуры, который регистрирует профиль температуры нагрева образцов пород и образцовых мер в стороне от линии нагрева образцов пород и образцовых мер, на конвейерной платформе в одну линию с образцами пород размещены как минимум две образцовые меры с известными теплопроводностью и объемной теплоемкостью, а блок обработки сигналов блока детектора гамма-излучения и блока оптического сканирования выполнен с возможностью установления образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ, из числа изученных путем профилирования концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, достаточного размера для изготовления из установленных изученных образцов пород дополнительных образцов пород заранее заданного размера, отбираемых для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород, по результатам профилирования теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, а также с возможностью последующего установления участков достаточного размера в пределах установленных образцов пород по результатам профилирования концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, степени тепловой неоднородности и общего содержания органического углерода для изготовления дополнительных образцов пород заранее заданного размера, отбираемых для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород.The technical result is also achieved due to the fact that the optical scanning unit is made with the additional possibility of profiling the thermal diffusivity and volumetric heat capacity, for which a third temperature sensor is placed in this unit, which records the heating temperature profile of rock samples and exemplary measures away from the heating line of rock samples and exemplary measures, at least two exemplary measures with known thermal conductivity and volumetric heat capacity are placed on the conveyor platform in one line with the rock samples, and the signal processing unit of the gamma radiation detector unit and the optical scanning unit is configured to establish rock samples of oil source shale strata, from among studied by profiling the uranium concentration, thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, of sufficient size to make additional rock samples of a predetermined size from the established studied rock samples, selected for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties, based on the results of profiling of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, as well as with the possibility of subsequent establishment of areas of sufficient size within the established rock samples based on the results of profiling of uranium concentration, thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, degree of thermal heterogeneity, and the total content of organic carbon for the manufacture of additional rock samples of a predetermined size, selected for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
В соответствии с предложенным способом осуществляют профилирование концентрации урана на образцах (2) пород нефтематеринских сланцевых толщ, которые предварительно располагают в один ряд на конвейерной платформе (1), которая затем приводится в движение с постоянной скоростью для профилирования свойств образов пород. Образцы (2) располагают на конвейерной платформе (1) в направлении ее последующего движения. В современном уровне техники это может быть осуществлено, например, при помощи профильного спектрального гамма-регистратора производства Core Lab Instruments (поставщик в Росии ООО «Неолаб», sales@neolabllc.ru, URL: https://www.neolabllc.ru/printpdf/node/134 (дата обращения: 18.10.2020)). Блок (3) детектора гамма-излучения, защищенный от фонового излучения свинцовым экраном, регистрирует электрические импульсы с амплитудой, пропорциональной энергии заряженных частиц от расположенных напротив блока детектора (3) образцов (2) на конвейерной платформе (1). Зарегистрированное распределение по амплитуде электрических импульсов (спектр) раскладывается на три составляющие – урановую, ториевую и калиевую - с использованием опорных/калибровочных спектров, полученных при измерениях на образцовых мерах c известными концентрациями урана, тория и калия, приводя к системе уравнений с неизвестными коэффициентами – массовыми концентрациями урана, тория и калия - для каждого участка образцов пород вдоль линии профилирования с заранее заданной величиной дискретизации (на практике обычно выбирают величину дискретизации равную 100 мм). Массовая концентрация урана определяется в результате решения полученной системы уравнений для каждого участка образцов пород вдоль линии профилирования. Пространственная разрешающая способность профилирования концентрации урана составляет около 100 мм (см. [1]), скорость движения платформы (1) может быть выбрана до 14 мм/с. Дополнительно к профилированию концентрации урана в течение того же процесса движения конвейерной платформы (1) осуществляют профилирование теплопроводности образцов (2) пород вдоль того же набора образцов (2) пород, расположенных на конвейерной платформе (1), что на современном уровне техники при такой же скорости движения образцов пород на конвейерной платформе (1) может быть осуществлено методом оптического сканирования и с помощью блоком оптического сканирования (см. [2]). Метод оптического сканирования с использованием блока (5) оптического сканирования заключается в нагреве изучаемых образцов пород концентрированным источником тепловой энергии, например, лучом лазера или излучением электролампы с отражателем, фокусирующим излучение в пятно нагрева на поверхности образцов (2) пород. При использовании одной или двух образцовых мер (6) теплопроводности, которые размещают на конвейерной платформе (1) последовательно вдоль направления (4) движения конвейерной платформы (1) вместе с образцами (2) пород, движущимся пятном нагрева нагревают также образцовые меры (6) теплопроводности. Пятно нагрева перемещают по поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6) с постоянной скоростью. Избыточную температуру нагрева образцов (2) пород и образцовых мер регистрируют при помощи двух бесконтактных датчиков (8) температуры, например, инфракрасных радиометров. Поле зрения одного из инфракрасных радиометров располагают на поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6) впереди пятна нагрева для регистрации начальной температуры образцов (2) пород и образцовых мер (6) теплопроводности перед их нагревом пятном нагрева. Поле зрения второго инфракрасного радиометра располагают на поверхности образцов пород (2) и образцовых мер (6) на линии нагрева позади пятна нагрева для регистрации температуры образцов пород (2) и образцовых мер (6) теплопроводности после их нагрева пятном нагрева. Для каждого образца (2) пород теплопроводность на каждом участке образца породы при использовании, например, двух образцовых мер (6) теплопроводности, определяют по соотношению (см. [2])In accordance with the proposed method, profiling of uranium concentration is carried out on samples (2) of rocks of oil-source shale strata, which are preliminarily arranged in one row on a conveyor platform (1), which is then set in motion at a constant speed to profile the properties of rock samples. Samples (2) are placed on the conveyor platform (1) in the direction of its subsequent movement. In the modern state of the art, this can be done, for example, using a profile spectral gamma recorder manufactured by Core Lab Instruments (supplier in Russia, OOO Neolab, sales@neolabllc.ru, URL: https://www.neolabllc.ru/printpdf / node / 134 (date accessed: 18.10.2020)). The gamma-ray detector unit (3), protected from background radiation by a lead screen, registers electrical impulses with an amplitude proportional to the energy of charged particles from the samples (2) located opposite the detector unit (3) on the conveyor platform (1). The recorded distribution of the amplitude of electrical impulses (spectrum) is decomposed into three components - uranium, thorium and potassium - using the reference / calibration spectra obtained from measurements on standard measures with known concentrations of uranium, thorium and potassium, leading to a system of equations with unknown coefficients - mass concentrations of uranium, thorium and potassium - for each section of rock samples along the profiling line with a predetermined sampling rate (in practice, a sampling value of 100 mm is usually chosen). The mass concentration of uranium is determined by solving the resulting system of equations for each section of rock samples along the profiling line. The spatial resolution of the uranium concentration profiling is about 100 mm (see [1]), the speed of the platform (1) can be selected up to 14 mm / s. In addition to profiling the uranium concentration during the same process of movement of the conveyor platform (1), profiling of the thermal conductivity of rock samples (2) along the same set of rock samples (2) located on the conveyor platform (1) is carried out, which is at the current level of technology with the same the speed of movement of rock samples on the conveyor platform (1) can be carried out by the optical scanning method and using the optical scanning unit (see [2]). The optical scanning method using the optical scanning unit (5) consists in heating the studied rock samples with a concentrated source of thermal energy, for example, a laser beam or radiation from an electric lamp with a reflector that focuses the radiation into a heating spot on the surface of the rock samples (2). When using one or two exemplary measures (6) of thermal conductivity, which are placed on the conveyor platform (1) sequentially along the direction (4) of movement of the conveyor platform (1) together with samples (2) of rocks, exemplary measures (6) are also heated by a moving heating spot thermal conductivity. The heating spot is moved over the surface of rock samples (2) and model measures (6) at a constant speed. The excess heating temperature of rock samples (2) and reference measures is recorded using two non-contact temperature sensors (8), for example, infrared radiometers. The field of view of one of the infrared radiometers is placed on the surface of rock samples (2) and standard measures (6) in front of the heating spot to register the initial temperature of rock samples (2) and standard measures (6) of thermal conductivity before they are heated by the heating spot. The field of view of the second infrared radiometer is placed on the surface of the rock samples (2) and reference measures (6) on the heating line behind the heating spot to record the temperature of the rock samples (2) and reference measures (6) of thermal conductivity after they are heated by the heating spot. For each sample (2) of rocks, the thermal conductivity at each site of the rock sample using, for example, two exemplary measures (6) of thermal conductivity, is determined by the ratio (see [2])
где λR1 и λR2 – теплопроводность соответственно первой и второй образцовых мер теплопроводности, T1 – начальная температура образца породы, T2 – температура участка поверхности образца породы после его нагрева пятном нагрева, T1R1 - начальная температура первой образцовой меры теплопроводности R1, T1R2 – начальная температура второй образцовой меры теплопроводности R2, T2R1 - температура поверхности первой образцовой меры теплопроводности R1 после ее нагрева пятном нагрева, T2R2 – температура поверхности второй образцовой меры теплопроводности R2 после ее нагрева пятном нагрева. where λ R1 and λ R2 are the thermal conductivity, respectively, of the first and second exemplary thermal conductivity measures, T 1 is the initial temperature of the rock sample, T 2 is the temperature of a portion of the surface of the rock sample after it is heated by the heating spot, T 1R1 is the initial temperature of the first exemplary thermal conductivity measure R1, T 1R2 is the initial temperature of the second exemplary thermal conductivity measure R2, T 2R1 is the surface temperature of the first exemplary thermal conductivity measure R1 after it is heated by the heating spot, T 2R2 is the surface temperature of the second exemplary thermal conductivity measure R2 after it is heated by the heating spot.
Для осуществления профилирования образцов пород размещают блок (5) оптического сканирования, включающий в себя концентрированный оптический источник (7) тепловой энергии и бесконтактные инфракрасные датчики (8) температуры, регистрирующие распределение температуры, вдоль образцов (2) пород при их нагреве концентрированным оптическим источником (7) тепловой энергии, на профильном спектральном гамма-регистраторе неподвижно относительно блока (3) детектора гамма-излучения так, чтобы профилирование теплопроводности осуществлялось вдоль тех же образцов (2) пород, которые расположены на конвейерной платформе (1), вдоль той же линии профилирования, что и для концентрации урана, во время того же процесса движения платформы (1), при котором осуществляется профилирование концентрации урана (Фиг. 2). Профилирование теплопроводности может осуществляться как без установки на конвейерную платформу (1) образцовых мер (6) теплопроводности (см. [3]), так и с установкой на конвейерную платформу (1) одной или более образцовых мер (6) теплопроводности (см. [2, 3]) (Фиг. 2). Пространственная разрешающая способность, характеризующая детальность профилирования теплопроводности неоднородных образцов пород, может составлять от 0,2 мм и более (см. [2], см. также [4]). Далее по результатам профилирования теплопроводности пород определяют с такой же пространственной разрешающей способностью, что и для профилирования теплопроводности, профиль общего содержания органического углерода вдоль того же набора образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ, что осуществляется путем преобразования профиля теплопроводности в профиль общего содержания органического углерода одним из вариантов способа, описанного в (см. [5]). Преобразование профиля теплопроводности в профиль общего содержания органического углерода осуществляют, например, следующим образом. По результатам регистрации непрерывного распределения теплопроводности вдоль образцов пород проводят отбор коллекции проб вдоль линии регистрации непрерывного распределения теплопроводности из части образцов пород для определений общего содержания органического вещества при помощи метода пиролиза таким образом, чтобы теплопроводность для образцов отобранной коллекции проб равномерно охватывала весь диапазон своих вариаций для изучаемого интервала глубин скважины. После этого для образцов отобранной коллекции проб проводят определения общего содержания органического вещества при помощи метода пиролиза. Далее определяют теплопроводность для образцов отобранной коллекции проб по данным о непрерывном распределении теплопроводности вдоль всех образцов пород. Затем определяют теплопроводность минеральной матрицы пород сланцевой толщи. Далее по данным о теплопроводности для образцов отобранной коллекции проб, результатам определения общего содержания органического вещества для образцов отобранной коллекции проб, данным о теплопроводности минеральной матрицы пород и при помощи уравнения связи, взятого, например, в виде (см. [5]),To carry out the profiling of rock samples, an optical scanning unit (5) is placed, which includes a concentrated optical source (7) of thermal energy and non-contact infrared temperature sensors (8), recording the temperature distribution, along the rock samples (2) when they are heated by a concentrated optical source ( 7) thermal energy, on the profile spectral gamma recorder is stationary relative to the block (3) of the gamma-radiation detector so that the profiling of thermal conductivity is carried out along the same samples (2) rocks that are located on the conveyor platform (1), along the same profiling line , as for the concentration of uranium, during the same process of movement of the platform (1), in which the profiling of the uranium concentration is carried out (Fig. 2). Profiling of thermal conductivity can be carried out both without installing model measures (6) thermal conductivity on the conveyor platform (1) (see [3]), and with installing one or more model measures (6) thermal conductivity on the conveyor platform (1) (see [ 2, 3]) (Fig. 2). The spatial resolution, which characterizes the detail of the profiling of the thermal conductivity of inhomogeneous rock samples, can range from 0.2 mm or more (see [2], see also [4]). Further, according to the results of profiling the thermal conductivity of the rocks, with the same spatial resolution as for profiling the thermal conductivity, the profile of the total organic carbon content along the same set of rock samples of the oil source shale strata is determined, which is carried out by converting the thermal conductivity profile into the profile of the total organic carbon content by one of the options the method described in (see [5]). Conversion of the thermal conductivity profile to the profile of the total organic carbon content is carried out, for example, as follows. Based on the results of recording the continuous distribution of thermal conductivity along the rock samples, a collection of samples is taken along the registration line of the continuous distribution of thermal conductivity from some of the rock samples to determine the total content of organic matter using the pyrolysis method so that the thermal conductivity for the samples of the selected collection of samples evenly covers the entire range of its variations for of the studied interval of well depths. After that, for the samples of the selected collection of samples, the determination of the total content of organic matter is carried out using the pyrolysis method. Next, the thermal conductivity for the samples of the selected collection of samples is determined from the data on the continuous distribution of thermal conductivity along all the rock samples. Then determine the thermal conductivity of the mineral matrix of the rocks of the shale strata. Further, according to the data on thermal conductivity for the samples of the selected collection of samples, the results of determining the total content of organic matter for the samples of the selected collection of samples, data on the thermal conductivity of the mineral matrix of rocks and using the equation of communication, taken, for example, in the form (see [5]),
λ изм = λ матр ·e - k ·С орг (2) λ meas = λ mat e - k С org (2)
где λ изм – измеренная компонента теплопроводности вдоль напластования пород, λ матр - теплопроводность минеральной матрицы пород сланцевой толщи, k – коэффициент связи, Сорг – общее содержание органического вещества, устанавливают коэффициент связи, характерной для всех образцов пород сланцевой толщи. После этого по данным о непрерывном распределении теплопроводности вдоль образцов пород, измеренной теплопроводности минеральной матрицы пород, установленном коэффициенте связи между теплопроводностью пород и общим содержанием органического вещества пород определяют непрерывное распределение общего содержания органического вещества вдоль образцов пород при помощи соотношения, следующего из уравнения (2) (см. [5]): where λ meas is the measured component of thermal conductivity along the bedding of rocks, λ matr is the thermal conductivity of the mineral matrix of the rocks of the shale strata, k is the coupling coefficient, Corg is the total content of organic matter, and the coefficient of coupling characteristic of all rock samples of the shale strata is established. After that, according to the data on the continuous distribution of thermal conductivity along the rock samples, the measured thermal conductivity of the mineral matrix of the rocks, the established coefficient of connection between the thermal conductivity of the rocks and the total content of the organic matter of the rocks, the continuous distribution of the total content of organic matter along the rock samples is determined using the relation following from equation (2) (see [5]):
где λ изм – измеренная теплопроводность пород, λ матр - теплопроводность минеральной матрицы пород, k – коэффициент связи, Сорг – общее содержание органического вещества.where λ meas is the measured thermal conductivity of rocks, λ matr is the thermal conductivity of the mineral matrix of rocks, k is the coupling coefficient, Corg is the total content of organic matter.
После этого приводят профиль общего содержания органического углерода к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана, путем, например, усреднения значений профиля теплопроводности в окне размером 100 мм с центром в участках пород на которых зарегистрирована концентрация урана. Затем вычисляют отношение U/TOC концентрации урана U и общего содержания органического углерода TOC, приведенного к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана, вдоль набора образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ. Окислительно-восстановительные условия осадконакопления определяют путем сопоставления заранее заданных граничных значений - U/TOClim и U/TOCmax - и значений U/TOC полученного профиля отношения концентрации урана к значениям общего содержания органического углерода: при U/TOC < U/TOCmin условия субокислительные, при U/TOCmin < U/TOC < U/TOCmax условия субвосстановительные, при U/TOCmax < U/TOC условия восстановительные (см. [6]). При этом граничные значения U/TOCmin и U/TOCmax определяют, например, с использованием опубликованных результатов исследований (см. [6]). В сланцевых толщах не встречаются интервалы с окислительными условиями осадконакопления, поэтому используют лишь два граничных значения, а не три.After that, the profile of the total organic carbon content is brought to the spatial resolution, which characterizes the detail of the profiling of the uranium concentration, by, for example, averaging the values of the thermal conductivity profile in a 100 mm window centered in the rock areas where the uranium concentration was recorded. Then, the ratio U / TOC of the uranium concentration U and the total organic carbon TOC, reduced to the spatial resolution, characterizing the detail of the uranium concentration profiling, along the set of rock samples of the oil source shale strata is calculated. Redox conditions of sedimentation are determined by comparing the predetermined boundary values - U / TOC lim and U / TOC max - and the U / TOC values of the obtained profile of the ratio of uranium concentration to the values of total organic carbon: at U / TOC <U / TOC min conditions suboxidative, at U / TOC min <U / TOC <U / TOC max, the conditions are sub-reducing, at U / TOC max <U / TOC, the conditions are reducing (see [6]). In this case, the boundary values U / TOC min and U / TOC max are determined, for example, using published research results (see [6]). In shale strata, there are no intervals with oxidizing conditions of sedimentation, therefore, only two boundary values are used, and not three.
Для определения окислительно-восстановительных условий, помимо анализа отношения U/TOC можно использовать совместный анализ распределения U и TOC по разрезу, например, с использованием точечной диаграммы (где по одной оси - концентрация урана, по другой – общее содержание органического углерода и приведены прямые, отвечающие граничным значениям U/TOCmin и U/TOCmax). Такой подход удобен при неравномерном распределении U и TOC по разрезу а также в случаях, когда содержание урана и органического углерода в горных породах нефтематеринских сланцевых толщ мало (например, в отдельных карбонатных интервалах баженовской свиты, в аномальном разрезе баженовской свиты, в случае сильной неоднородности свойств пород доманиковой формации, и т.п.). Совместный анализ ТОС и U позволяет также выделить интервалы глубин, в которых наблюдается значимая связь «TOC-U», что можно использовать для оценки содержания общего содержания органического углерода по данным гамма-каротажа в границах интервалов, характеризующихся близкими геохимическими, гидродинамическими и др. условиями (см. [7]). Кроме того, совместный анализ ТОС и U позволяет также выделить интервалы глубин, в которых связь «TOC-U» нарушается, что может быть связано, например, с наличием фосфатных отложений различного генезиса или с присутствием интервалов, подвергшихся воздействию гидротермальных флюидов (см. [7]). Соотношение U и TOC “можно использовать в качестве геохимического индикатора для оценки степени преобразования керогена” (см. [8]).To determine redox conditions, in addition to analyzing the U / TOC ratio, you can use a joint analysis of the distribution of U and TOC along the section, for example, using a dot plot (where one axis is the uranium concentration, the other is the total organic carbon content and straight lines, corresponding to the limit values U / TOC min and U / TOC max ). This approach is convenient when the distribution of U and TOC over the section is not uniform, as well as in cases where the content of uranium and organic carbon in the rocks of the oil source shale strata is low (for example, in individual carbonate intervals of the Bazhenov formation, in the anomalous section of the Bazhenov formation, in the case of strong heterogeneity of properties rocks of the Domanik formation, etc.). The joint analysis of TOC and U also allows one to identify depth intervals in which a significant "TOC-U" relationship is observed, which can be used to estimate the total organic carbon content according to gamma-ray logging data within the boundaries of intervals characterized by similar geochemical, hydrodynamic, and other conditions. (see [7]). In addition, the joint analysis of TOC and U also makes it possible to identify depth intervals in which the "TOC-U" relationship is disturbed, which may be due, for example, to the presence of phosphate deposits of various genesis or to the presence of intervals exposed to hydrothermal fluids (see [ 7]). The ratio of U and TOC “can be used as a geochemical indicator to assess the degree of kerogen transformation” (see [8]).
Для реализации способа профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ предложено дополнительно профиль концентрации урана, регистрируемого в прототипе с пространственной разрешающей способностью около 100 мм, детализировать до профиля концентрации урана с пространственной разрешающей способностью, равной пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности, путем, например, регресионного анализа. Для этого сначала приводят профиль теплопроводности к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана, путем, например, усреднения значений профиля теплопроводности в окне размером 100 мм с центром в участках пород на которых зарегистрирована концентрация урана. Затем на основе функции, раскрывающей взаимосвязь между концентрацией урана и теплопроводностью пород нефтематеринских сланцевых толщ, приведенной к пространственной разрешающей способности, определяют детальность профилирования концентрации урана (см. [9]):To implement the method of profiling the properties of rock samples of oil source shale strata, an additional profile of the concentration of uranium recorded in the prototype with a spatial resolution of about 100 mm is proposed, to be detailed to the profile of the concentration of uranium with a spatial resolution equal to the spatial resolution of profiling of thermal conductivity, by, for example, regression analysis ... To do this, first, the thermal conductivity profile is brought to the spatial resolution, which characterizes the detail of the uranium concentration profiling, by, for example, averaging the values of the thermal conductivity profile in a 100 mm window centered in the rock areas where the uranium concentration was recorded. Then, on the basis of the function that reveals the relationship between the uranium concentration and the thermal conductivity of the rocks of the oil source shale strata, reduced to the spatial resolution, the detail of the uranium concentration profiling is determined (see [9]):
U=f(λU), (4)U = f (λ U ), (4)
где U - концентрация урана, регистрируемая при помощи профильного спектрального гамма-регистратора,where U is the uranium concentration recorded using a profile spectral gamma recorder,
λU - теплопроводность пород нефтематеринских сланцевых толщ, зарегистрированная прибором оптического сканирования и приведенная к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана. После чего при помощи установленной взаимосвязи между концентрацией урана и теплопроводностью пород, а также при помощи профиля теплопроводности пород с пространственной разрешающей способностью от 0,2 мм осуществляют детализацию профиля концентрации урана с пространственной разрешающей способностью, равной пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности, осуществляя расчет на основе зависимости в виде функции:λ U - thermal conductivity of rocks of oil source shale strata, recorded by an optical scanning device and reduced to the spatial resolution, which characterizes the detail of the uranium concentration profiling. Then, using the established relationship between the concentration of uranium and the thermal conductivity of rocks, as well as using the profile of the thermal conductivity of rocks with a spatial resolution of 0.2 mm, the uranium concentration profile is detailed with a spatial resolution equal to the spatial resolution of the profiling of thermal conductivity, performing a calculation based on dependencies as a function:
Uλ=f(λ), (5)U λ = f (λ), (5)
где Uλ - концентрация урана с пространственной разрешающей способностью, равной пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности,where U λ is the concentration of uranium with a spatial resolution equal to the spatial resolution of the thermal conductivity profiling,
λ - теплопроводность пород нефтематеринских сланцевых толщ, зарегистрированная блоком оптического сканирования.λ - thermal conductivity of rocks of oil source shale strata, recorded by an optical scanning unit.
Для реализации способа предложено дополнительно заранее задавать пространственную разрешающую способность и глубину теплофизического зондирования для профилирования теплопроводности. Это осуществляется для задания требуемого объема породы вдоль линии профилирования теплопроводности, вовлекаемого в процесс нагрева образцов пород при профилировании теплопроводности и характеризуемого результатами измерений теплопроводности при ее профилировании, т.е. для задания необходимой детальности профилирования теплопроводности. Пространственная разрешающая способность профилирования теплопроводности однозначно определяет пространственную разрешающую способность профилирования общего содержания органического углерода и, при реализации способа, однозначно определяет и пространственную разрешающую способность профилирования концентрации урана и отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода. Вместе с тем пространственная разрешающая способность профилирования теплопроводности методом оптического сканирования связана с глубиной теплофизического зондирования при профилировании теплопроводности и оба этих параметра зависят от скорости профилирования теплопроводности и расстояния между пятном нагрева образцов (2) пород и полем зрения инфракрасного датчика (8) температуры, расположенного позади пятна нагрева по ходу движения пятна нагрева и поля зрения относительно образцов пород (см. [2, 4]). Повышение детальности результатов профилирования теплопроводности соответствует повышению пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности неоднородных образцов пород и уменьшению глубины теплофизического зондирования, т.е уменьшению толщины слоя образцов (2) пород, вовлеченного в процесс нагрева образцов пород и измерений теплопроводности и профилирования теплопроводности образцов пород. Например, пространственная разрешающая способность при профилировании теплопроводности методом оптического сканирования может достигать 0,2 мм, при этом расстояние между пятном нагрева образцов (2) пород и полем зрения инфракрасного датчика (8) температуры, расположенного позади пятна нагрева, должно составлять 5 мм при скорости профилирования 5 мм/с, при этом глубина теплофизического зондирования составляет около 5 мм. Увеличение расстояния между пятном нагрева образцов (2) пород и полем зрения инфракрасного датчика температуры до 50 мм при той же скорости профилирования теплопроводности приводит к ухудшению пространственной разрешающей способности до 1 мм и увеличению глубины теплофизического зондирования до 15 мм (см. [2, 4]). В зависимости от длины образцов (2) пород и образцовых мер (6) и в связи с необходимой пространственной разрешающей способностью профилирования теплопроводности устанавливают также расстояние между пятном нагрева и полем зрения инфракрасного датчика (8) температуры, следующего впереди пятна нагрева в направлении профилирования. Дальнейшее увеличение расстояния между пятном нагрева образцов (2) пород и полем зрения инфракрасного датчика (8) температуры и/или уменьшение скорости приводит к дальнейшему ухудшению пространственной разрешающей способности при профилировании телпопроводности. Чтобы обеспечить задаваемые заранее разрешающую способность и глубину теплофизического зондирования для профилирования теплопроводности, заранее путем вычислений или на основе эксперимента устанавливают необходимую скорость профилирования концентрации урана и теплопроводности пород нефтематеринских сланцевых толщ, расстояние между пятном нагрева образцов (2) пород и полем зрения инфракрасного датчика (8) температуры позади пятна нагрева, а также расстояние между пятном нагрева образцов (2) пород и полем зрения инфракрасного датчика (8) температуры впереди пятна нагрева. Поскольку профилирование концентрации урана и теплопроводности осуществляется одновременно для образцов (2) пород, расположенных на одной и той же конвейерной платформе (1), установленная скорость профилирования теплопроводности равна скорости профилирования концентрации урана. Повышение детализации результатов профилирования теплопроводности приводит к повышению детальности профилирования общего содержания органического углерода, а также к повышению детальности результатов профилирования концентрации урана в образцах (2) пород и к повышению детальности результатов профилирования отношения концентрации урана к общему содержанию углерода, так как повышение детальности результатов профилирования концентрации урана осуществляют на основе корреляционной связи между теплопроводностью пород и концентрацией урана с использованием установленного уравнения регрессии, связывающего теплопроводность и концентрацию урана (см. [9]). To implement the method, it is proposed to additionally preset the spatial resolution and the depth of thermophysical sounding for profiling of thermal conductivity. This is carried out to set the required volume of rock along the line of profiling of thermal conductivity, involved in the process of heating rock samples during profiling of thermal conductivity and characterized by the results of measurements of thermal conductivity during its profiling, i.e. to set the required detail for the profiling of thermal conductivity. The spatial resolution of profiling of thermal conductivity unambiguously determines the spatial resolution of profiling of the total content of organic carbon and, when implementing the method, unambiguously determines the spatial resolution of profiling of the concentration of uranium and the ratio of the concentration of uranium to the total content of organic carbon. At the same time, the spatial resolution of thermal conductivity profiling by the optical scanning method is related to the depth of thermophysical sounding during thermal conductivity profiling, and both of these parameters depend on the rate of thermal conductivity profiling and the distance between the heating spot of the rock samples (2) and the field of view of the infrared temperature sensor (8) located behind heating spots in the direction of motion of the heating spot and the field of view relative to rock samples (see [2, 4]). An increase in the detail of the results of thermal conductivity profiling corresponds to an increase in the spatial resolution of the thermal conductivity profiling of inhomogeneous rock samples and a decrease in the depth of thermophysical sounding, i.e. to a decrease in the thickness of the layer of rock samples (2) involved in the heating of rock samples and measurements of thermal conductivity and thermal conductivity profiling of rock samples. For example, the spatial resolution when profiling thermal conductivity by optical scanning can reach 0.2 mm, while the distance between the heating spot of the rock samples (2) and the field of view of the infrared temperature sensor (8) located behind the heating spot should be 5 mm at a
Для реализации способа предложено дополнительно заранее задавать допустимую максимальную температуру нагрева образцов (2) пород, которая не должна превышать известную заранее температуру, при которой возможно начало изменений органического веществ, для того, чтобы не допустить перегрева образцов (2) пород нефтематеринских сланцевых толщ, который может привести к недопустимым изменениям органического вещества в образцах пород. Далее, выбирают скорость профилирования концентрации урана и теплопроводности пород нефтематеринских сланцевых толщ в диапазоне 1-10 мм/с и для выбранной скорости профилирования расчетным или экспериментальным путем устанавливают такую мощность источника тепла из диапазона 0,2-3 Вт и такие форму и размеры пятна нагрева с его протяженностью в диапазоне 2…100 мм в направлении движения конвейерной платформы, а также такое расстояние между областью регистрации температуры на поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6) и пятном нагрева на поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6) из диапазона 5-200 мм, чтобы температура нагрева образцов (2) пород не превышала допустимую максимальную температуру нагрева пород и, в то же время, чтобы температура нагрева была бы достаточной для того, чтобы погрешность измерений теплопроводности не превышала заранее задаваемое ее значение в диапазоне 1-5%. To implement the method, it is proposed to additionally set in advance the permissible maximum heating temperature of the rock samples (2), which should not exceed the temperature known in advance, at which the beginning of changes in organic matter is possible, in order to prevent overheating of the samples (2) of the rocks of the oil source shale strata, which can lead to unacceptable changes in organic matter in rock samples. Further, the rate of profiling of the concentration of uranium and the thermal conductivity of the rocks of the oil-source shale strata is selected in the range of 1-10 mm / s, and for the selected rate of profiling, by calculation or experimentally, such a power of the heat source is set from the range of 0.2-3 W and such a shape and size of the heating spot with its length in the range of 2 ... 100 mm in the direction of movement of the conveyor platform, as well as such a distance between the temperature registration area on the surface of samples (2) rocks and exemplary measures (6) and a heating spot on the surface of samples (2) rocks and exemplary measures ( 6) from the range of 5-200 mm, so that the heating temperature of the rock samples (2) does not exceed the permissible maximum heating temperature of the rocks and, at the same time, that the heating temperature is sufficient so that the error in measuring the thermal conductivity does not exceed its predetermined value in the range of 1-5%.
Для реализации предложенного способа профилирования свойств образцов (2) пород нефтематеринских сланцевых толщ предложено дополнительно при установке образцов (2) пород нефтематеринских сланцевых толщ на конвейерную платформу (1) между соседними образцами (2) пород устанавливать теплоизолирующие прокладки, которые позволяют избежать нагрева боковых поверхностей образцов (2) пород излучением оптического источника тепла. Нагрев боковых поверхностей образцов пород излучением оптического источника тепла нарушает требуемый режим нагрева расположенных в один ряд поверхностей образцов пород сосредоточенным источником тепла (см. [2]) и создает искусственное повышение температуры на участках образцов пород, близких к краям образцов пород. В результате на этих участках образцов пород становится невозможным корректное измерений теплопроводности. Протяженность таких участков образцов пород, на которых становится невозможным корректное измерений теплопроводности, может составлять 5-10 мм. Это приводит к тому, что нарушается соответствие непрерывного профиля концентрации урана и профиля теплопроводности, а это, в свою очередь, приводит к невозможности решения поставленной задачи на определенной длине изучаемого интервала глубин горного массива. Для исключения влияния участков профиля температуры, соответствующих устанавливаемым теплозащитным прокладкам, контролируют толщину теплоизолирующих прокладок. В связи с этим заранее перед профилированием измеряют толщину теплоизолирующих прокладок. Далее, учитывают толщину теплоизолирующих прокладок при обработке результатов профилирования теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости образцов пород путем исключения участков профилей концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости образцов пород, соответствующих теплоизолирущим прокладкам, из общих профилей, которые получают при непрерывном профилировании концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости всего набора образцов пород и образцовых мер, устанавливаемых на конвейерной платформе. To implement the proposed method of profiling the properties of samples (2) of rocks of oil-source shale strata, it was additionally proposed when installing samples (2) of rocks of oil-source shale strata on a conveyor platform (1) between adjacent samples (2) of rocks, install heat-insulating gaskets, which allow avoiding heating of the side surfaces of the samples (2) rocks by radiation from an optical heat source. Heating the lateral surfaces of rock samples by radiation from an optical heat source violates the required heating mode of the surfaces of rock samples located in one row by a concentrated heat source (see [2]) and creates an artificial increase in temperature in areas of rock samples close to the edges of rock samples. As a result, in these areas of rock samples, it becomes impossible to correctly measure thermal conductivity. The length of such sections of rock samples, where it becomes impossible to correctly measure thermal conductivity, can be 5-10 mm. This leads to the fact that the correspondence of the continuous profile of uranium concentration and the profile of thermal conductivity is violated, and this, in turn, leads to the impossibility of solving the problem at a certain length of the studied depth interval of the rock mass. To exclude the influence of the sections of the temperature profile corresponding to the installed heat-insulating gaskets, the thickness of the heat-insulating gaskets is controlled. In this regard, in advance before profiling, measure the thickness of the heat-insulating gaskets. Further, the thickness of the heat-insulating gaskets is taken into account when processing the results of profiling of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity of rock samples by excluding sections of profiles of uranium concentration, thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity of rock samples corresponding to heat-insulating gaskets from general profiles that are obtained with continuous profiling of uranium concentration. thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity of the entire set of rock samples and exemplary measures installed on the conveyor platform.
Для реализации способа предложено дополнительно при помощи результатов профилирования концентрации урана и общего содержания органического углерода определять генерационный потенциал пород нефтематеринских сланцевых толщ. Для этого сначала приводят профиль общего содержания органического углерода, полученный путем преобразования профиля теплопроводности одним из вариантов способа, описанного в [5], к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана, путем, например, усреднения значений профиля общего содержания органического углерода в окне заранее заданного размера с центром в участках пород, на которых зарегистрирована концентрация урана. Размер окна выбирают равным пространственной разрешающей способности регистрации концентрации урана. Затем сопоставляют значения концентрации урана с общим содержанием органического углерода (см. [10]). Сопоставление осуществляют визуально, сравнивая локальное изменение концентрации урана при изменении общего содержания органического углерода, с общей тенденцией изменения концентрации U урана при изменении общего содержания TOC органического углерода, характерной для рассматриваемых пород нефтематеринских сланцевых толщ, и выделяя интервалы, где локальное изменение концентрации урана при изменении общего содержания органического углерода отличается от общей тенденции изменения U при изменении TOC. Сопоставление может быть выполнено другими способами, например, при помощи корреляционного анализа, где устанавливают уравнение регрессии «U – TOC», рассчитывают доверительный интервал для отдельных пар значений (U, TOC) и выделяют такие интегралы глубин, для которых значения концентрации урана и общего содержания органического углерода не попадают в доверительный интервал. Выделенные таким образом интервалы глубин исключают из рассмотрения в связи с тем, что нарушение общей тенденции изменения U при изменении TOC свидетельствует о перемещении (оттоке или притоке) углеводородов внутри сланцевой толщи. После этого для определения генерационного потенциала любого из оставшихся интервалов нефтематеринской сланцевой толщи рассчитывают среднее значение TOCavg общего содержания органического углерода для данного интервала. Для определения генерационного потенциала всех оставшихся интервалов нефтематеринской сланцевой толщи в целом рассчитывают среднее значение TOCavg общего содержания органического углерода для всех оставшихся интервалов нефтематеринской сланцевой толщи в целом. Затем определяют принадлежность установленного TOCavg к одной из четырех групп согласно, например, градации Тиссо и Вельте (см. [11]) – бедный генерационный потенциал при TOCavg ≤ 1 %, средний генерационный потенциал при 1 % < TOCavg ≤ 2 %, высокий генерационный потенциал при 2 % < TOCavg ≤ 4 % и превосходный генерационный потенциал при TOCavg ≥ 4 %.To implement the method, it is additionally proposed to determine the generation potential of rocks of oil source shale strata using the results of profiling the concentration of uranium and the total content of organic carbon. To do this, first, the profile of the total organic carbon content, obtained by transforming the thermal conductivity profile by one of the variants of the method described in [5], is brought to the spatial resolution characterizing the detail of the uranium concentration profiling, by, for example, averaging the values of the profile of the total organic carbon in the window a predetermined size centered on rock areas where uranium concentration is recorded. The window size is chosen equal to the spatial resolution of the registration of the uranium concentration. Then, the values of the uranium concentration are compared with the total organic carbon content (see [10]). The comparison is carried out visually, comparing the local change in uranium concentration with a change in the total content of organic carbon, with the general trend of change in the U concentration of uranium with a change in the total TOC of organic carbon, which is characteristic of the considered rocks of the oil source shale strata, and highlighting the intervals where the local change in the concentration of uranium with a change TOC differs from the general trend in U with TOC. The comparison can be performed in other ways, for example, using correlation analysis, where the regression equation "U - TOC" is set, the confidence interval is calculated for individual pairs of values (U, TOC), and such depth integrals are isolated for which the values of uranium concentration and total content organic carbon does not fall within the confidence interval. The depth intervals identified in this way are excluded from consideration due to the fact that a violation of the general trend of U change with a change in TOC indicates the movement (outflow or inflow) of hydrocarbons within the shale strata. After that, to determine the generation potential of any of the remaining intervals of the oil source shale strata, the average TOC avg of the total organic carbon content for this interval is calculated. To determine the generation potential of all the remaining intervals of the source shale strata as a whole, the average TOC avg of the total organic carbon content is calculated for all the remaining intervals of the source shale strata as a whole. Then the assigned TOC avg belongs to one of four groups according to, for example, the Tissot and Welte gradations (see [11]) - poor generation potential at TOC avg ≤ 1%, average generation potential at 1% <TOC avg ≤ 2%, high generation potential at 2% <TOC avg ≤ 4% and excellent generation potential at TOC avg ≥ 4%.
Для реализации предложенного способа профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ предложено дополнительно при помощи результатов профилирования концентрации урана и теплопроводности и реконструкции окислительно-восстановительных условий осадконакопления пород нефтематеринских сланцевых толщ осуществлять выделение интервалов, соответствующих естественным коллекторам и участкам разреза, перспективным для разработки с применением технологий стимуляции пласта. Для выделения потенциальных естественных коллекторов анализируют абсолютные значения концентрации урана и общего содержания органического углерода и окислительно–восстановительные условия, определенные по отношению концентрации урана к общему содержанию органического углерода, и выделяют в интервалах, отвечающих субокислительным обстановкам осадконакопления, интервалы со значениями концентрации урана меньше заранее заданного граничного значения концентрации урана и со значениями общего содержания органического углерода меньше заранее заданного граничного значения общего содержания органического углерода. Для выделения участков разреза, перспективных для разработки с применением стимуляции пласта, выбирают интервалы с субвосстановительными и восстановительными условиями осадконакопления, устанавливают в выбранных интервалах взаимосвязь между результатами профилирования концентрации урана и общего содержания органического углерода при помощи, например, корреляционного анализа. После этого в выбранных интервалах с субвосстановительными и восстановительными условиями осадконакопления выделяют интервалы, в которых нарушается положительная корреляция результатов профилирования концентрации урана и общего содержания органического углерода.To implement the proposed method for profiling the properties of rock samples of oil source shale strata, it is additionally proposed, using the results of profiling of uranium concentration and thermal conductivity and reconstruction of the redox conditions of sedimentation of rocks of oil source shale strata, to identify intervals corresponding to natural reservoirs and sections of the section that are promising for development using stimulation technologies formation. To isolate potential natural reservoirs, the absolute values of uranium concentration and total organic carbon content and redox conditions are analyzed, determined by the ratio of uranium concentration to the total organic carbon content, and the intervals with uranium concentration values are less than a predetermined one. uranium concentration cut-off value and with TOC values less than a predetermined TOC cut-off value. To identify sections of the section that are promising for development using reservoir stimulation, intervals with sub-reduction and reduction conditions of sedimentation are selected, the relationship between the results of profiling the uranium concentration and the total organic carbon content is established in the selected intervals using, for example, correlation analysis. After that, in the selected intervals with sub-reduction and reduction conditions of sedimentation, intervals are distinguished in which the positive correlation of the results of profiling the uranium concentration and the total organic carbon content is violated.
Для реализации предложенного способа профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ предложено дополнительно осуществлять профилирование концентраций тория и калия. Для этого зарегистрированное блоком (3) детектора гамма-излучения распределение по амплитуде электрических импульсов (спектр) раскладывается на три составляющие – урановую, ториевую и калиевую - с использованием опорных/калибровочных спектров, полученных при измерениях на образцовых мерах c известными концентрациями урана, тория и калия, приводя к системе уравнений с неизвестными коэффициентами – массовыми концентрациями урана, тория и калия - для каждого участка образцов пород вдоль линии профилирования с заранее заданной величиной дискретизации (на практике обычно выбирают величину дискретизации равную 100 мм). Массовая концентрация тория и калия определяется в результате решения полученной системы уравнений для каждого участка образцов пород вдоль линии профилирования. Затем при помощи результатов профилирования концентраций урана, тория и калия и результатов профилирования теплопроводности осуществляют расчленение разреза по регистрируемым свойствам пород нефтематеринских сланцевых толщ, определяя границы интервалов глубин (подошву и кровлю) пластов с различными условиями седиментации - фоновой (нефелоидной) или гидродинамической морской седиментации. Для этого по результатам анализа профилей отношений Th/U, U/K, Th/K, расчитанных на основе результатов профилирования концентраций урана U, тория Th и калия K выделяют участки преобладания того или иного элемента и по профилям отношений Th/U, U/K, Th/K, производят расчленение разреза (выделение подошвы и кровли пластов) на интервалы с повышенным и пониженным содержанием глинистых минералов согласно подходу Фертла (см. [10]) с граничными значениями, принятыми по Фертлу, если для рассматриваемого разреза информация по граничным значениям отсутствует, либо с граничными значениями, скорректированными по имеющимся результатам исследований для рассматриваемого района работ (см. [12]). Установленные таким образом интервалы сопоставляют с интервалами, характеризующимися различными окислительно-восстановительными условиями осадконакопления, определенными по результатам профилирования концентраций урана и общего содержания органического углерода, полученного посредством преобразования профиля теплопроводности в профиль общего содержания органического углерода одним из вариантов способа, описанного в [5] (т.е. сравнивают глубины кровли и подошвы установленных интервалов с глубинами кровли и подошвы интервалов, характеризующихся различными окислительно-восстановительными условиями осадконакопления, и определяют наличие или отсутствие пересечений или совпадений интервалов). Для выделения интервалов глубин, образованных при фоновой морской седиментации, выбирают интервалы с субвосстановительными условиями осадконакопления и повышенными значениями концентраций глинистых минералов. Для выделения интервалов глубин, образованных при гидродинамической морской седиментации, выбирают интервалы с субокислительными и окислительными условиями осадконакопления и пониженными концентрациями урана. To implement the proposed method for profiling the properties of rock samples of oil source shale strata, it is proposed to additionally perform profiling of thorium and potassium concentrations. For this, the distribution of the amplitude of electrical pulses (spectrum) recorded by the unit (3) of the gamma-radiation detector is decomposed into three components - uranium, thorium and potassium - using the reference / calibration spectra obtained during measurements on standard measures with known concentrations of uranium, thorium and potassium, leading to a system of equations with unknown coefficients - mass concentrations of uranium, thorium and potassium - for each section of rock samples along the profiling line with a predetermined sampling rate (in practice, a sampling value of 100 mm is usually chosen). The mass concentration of thorium and potassium is determined by solving the resulting system of equations for each section of rock samples along the profiling line. Then, using the results of profiling the concentrations of uranium, thorium and potassium and the results of profiling of thermal conductivity, the section is subdivided according to the recorded properties of the rocks of the oil source shale strata, determining the boundaries of the depth intervals (base and top) of layers with different sedimentation conditions - background (nepheloid) or hydrodynamic marine sedimentation. For this, according to the results of the analysis of the profiles of the Th / U, U / K, Th / K ratios, calculated on the basis of the results of the profiling of the concentrations of uranium U, thorium Th, and potassium K, areas of predominance of one or another element are distinguished and according to the profiles of the Th / U, U / K, Th / K, the section is divided (separation of the bottom and top of the layers) into intervals with increased and decreased contents of clay minerals according to Firth's approach (see [10]) with boundary values adopted according to Firth, if information on boundary values are absent, or with boundary values adjusted according to the available research results for the considered area of work (see [12]). The intervals established in this way are compared with the intervals characterized by different redox conditions of sedimentation, determined from the results of profiling the uranium concentrations and the total organic carbon content obtained by converting the thermal conductivity profile to the profile of the total organic carbon content by one of the variants of the method described in [5] ( i.e., the depths of the top and bottom of the established intervals are compared with the depths of the top and bottom of the intervals characterized by different redox conditions of sedimentation, and the presence or absence of intersections or coincidences of intervals is determined. To distinguish the intervals of depths formed during background marine sedimentation, intervals with sub-reduction conditions of sedimentation and increased values of the concentrations of clay minerals are selected . To distinguish the intervals of depths formed during hydrodynamic marine sedimentation, intervals with suboxidative and oxidative conditions of sedimentation and low concentrations of uranium are selected .
Для реализации предложенного способа профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ предложено дополнительно осуществлять профилирование температуропроводности и объемной теплоемкости пород нефтематеринских сланцевых толщ. Результаты измерения температуропроводности при полученных данных о теплопроводности дают возможность определить объемную теплоемкость из известного соотношенияTo implement the proposed method for profiling the properties of rock samples of oil-source shale strata, it is proposed to additionally perform profiling of thermal diffusivity and volumetric heat capacity of rocks of oil-source shale strata. The results of measuring the thermal diffusivity with the obtained data on thermal conductivity make it possible to determine the volumetric heat capacity from the known relation
С=λ/а, (6) C = λ / a , (6)
где С – объемная теплоемкость, λ - теплопроводность, а – температуропроводность.where C is the volumetric heat capacity, λ is the thermal conductivity, and is the thermal diffusivity.
Для обеспечения возможности профилирования температуропроводности на конвейерной платформе (1) вместе с образцами (2) пород размещают две или более образцовых меры (6) с известными теплопроводностью, температуропроводностью и объемной теплоемкостью (Фиг. 2). Дополнительным, третьим, датчиком температуры осуществляют регистрацию температуры нагрева на поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6) позади пятна нагрева в стороне от линии нагрева на расстоянии в диапазоне 2…15 мм от линии нагрева (см. [4]). Определение температуропроводности по результатам регистрации начальной температуры образцов (2) пород и образцовых мер (6) и температуры нагретой поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6) позади пятна нагрева в стороне от линии нагрева третьим датчиком температуры датчиком температуры осуществляют при помощи соотношения (см. [2])To ensure the possibility of profiling the thermal diffusivity on the conveyor platform (1), together with the rock samples (2), two or more exemplary measures (6) with known thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity are placed (Fig. 2). An additional, third, temperature sensor records the heating temperature on the surface of samples (2) rocks and exemplary measures (6) behind the heating spot away from the heating line at a distance in the range of 2 ... 15 mm from the heating line (see [4]). Determination of thermal diffusivity based on the results of recording the initial temperature of samples (2) of rocks and exemplary measures (6) and the temperature of the heated surface of samples (2) of rocks and exemplary measures (6) behind the heating spot away from the heating line by the third temperature sensor by the temperature sensor is carried out using the relation (see [2])
где а R1 и а R2 – температуропроводность соответственно первой и второй образцовых мер теплопроводности, T1 – начальная температура образца породы, T3 – температура участка поверхности образца породы позади пятна нагрева в стороне от линии нагрева, T1R1 - начальная температура первой образцовой меры теплопроводности R1, T1R2 – начальная температура второй образцовой меры теплопроводности R2, T3R1 - температура поверхности первой образцовой меры тепловых свойств R1 позади пятна нагрева в стороне от линии нагрева, T3R2 – температура поверхности второй образцовой меры тепловых свойств R2 позади пятна нагрева в стороне от линии нагрева, λ - теплопроводность участка образца породы, измеренная при помощи соотношения (1). where a R1 and a R2 are the thermal diffusivity of the first and second exemplary thermal conductivity, respectively, T 1 is the initial temperature of the rock sample, T 3 is the temperature of the portion of the surface of the rock sample behind the heating spot away from the heating line, T 1R1 is the initial temperature of the first exemplary thermal conductivity R1, T 1R2 is the initial temperature of the second exemplary measure of thermal conductivity R2, T 3R1 is the surface temperature of the first exemplary measure of thermal properties R1 behind the heating spot away from the heating line, T 3R2 is the surface temperature of the second exemplary measure of thermal properties R2 behind the heating spot away from heating lines, λ is the thermal conductivity of the rock sample area, measured using relation (1).
Для каждого участка образцов пород по результатам профилирования теплопроводности и температуропроводности определяют объемную теплоемкость при помощи соотношения (6) и получают таким образом профиль объемной теплоемкости для образцов пород. For each section of rock samples, according to the results of profiling of thermal conductivity and thermal diffusivity, the volumetric heat capacity is determined using relation (6) and thus the volumetric heat capacity profile for rock samples is obtained.
Далее при помощи результатов профилирования концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, а также общего содержания органического углерода осуществляют выбор образцов (2) пород и участков выбранных образцов (2) пород в интервалах глубин, отвечающих разным условиям осадконакопления. Для этого задаются размером образцов (2), планируемых к отбору для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований, характерным для направления движения конвейерной платформы. Затем по длинам профилей теплопроводности, или температуропроводности, или объемной теплоемкости выделяют интервалы глубин, содержащие участки образцов (2) пород с зарегистрированным на этих участках непрерывным (т.е. с установленным шагом дискретизации без разрывов) профилем теплопроводности, или температуропроводности, или объемной теплоемкости длиной не менее заданного размера. Для каждого выделенного интервала глубин вычисляют степень β тепловой неоднородности, например, рассчитывая коэффициент тепловой неоднородности по профилю теплопроводности с использованием соотношения (см. [2], см. [13])Further, using the results of profiling the concentration of uranium, thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, as well as the total content of organic carbon, samples (2) of rocks and areas of selected samples (2) of rocks are selected in the depth intervals corresponding to different conditions of sedimentation. For this, the size of the samples (2), planned for selection for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies, is specified, which is characteristic of the direction of movement of the conveyor platform. Then, according to the lengths of the profiles of thermal conductivity, or thermal diffusivity, or volumetric heat capacity, the depth intervals are distinguished containing sections of rock samples (2) with a continuous (i.e., with a set sampling step without breaks) profile of thermal conductivity, or thermal diffusivity, or volumetric heat capacity length not less than the specified size. For each selected depth interval, the degree β of thermal inhomogeneity is calculated, for example, by calculating the coefficient of thermal inhomogeneity along the thermal conductivity profile using the relation (see [2], see [13])
β=(λmax-λmin)/λavg,β = (λ max -λ min ) / λ avg ,
где λmax, λmin, λavg – соответственно максимальное, минимальное и среднее значения теплопроводности заданного размера участка образца для профиля теплопроводности вдоль линии сканирования. Вычисляют средние значения теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода путем усреднения значений профилей теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода в выделенных интервалах глубин, а также определяют окислительно-восстановительные условия осадконакопления по отношению U/TOC концентрации U урана к общему содержанию TOC органического углерода. Определение окислительно-восстановительных условий осадконакопления осуществляют путем сопоставления заранее заданных граничных значений - U/TOClim и U/TOCmax - и значений U/TOC: при U/TOC < U/TOCmin условия субокислительные, при U/TOCmin < U/TOC < U/TOCmax условия субвосстановительные, при U/TOCmax < U/TOC условия восстановительные (см. [6]). После чего по наименьшим значениям степени β тепловой неоднородности выбирают наименее неоднородные участки для выпиливания образцов заданного размера из интервалов глубин, отвечающих разным окислительно-восстановительным условиям осадконакопления и характеризующихся значениями теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода, распределенными по всему интервалу изменения теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода соответственно, установленному в процессе профилирования образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ. Затем на выбранных участках выбранных образцов пород изготавливают дополнительные образцы пород заранее заданного размера для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород. where λ max , λ min , λ avg are respectively the maximum, minimum and average values of the thermal conductivity of a given size of the sample area for the thermal conductivity profile along the scanning line. Calculate the average values of thermal conductivity, volumetric heat capacity and total organic carbon by averaging the values of the profiles of thermal conductivity, volumetric heat capacity and total organic carbon in the selected depth intervals, and also determine the redox conditions of sedimentation in relation to the ratio U / TOC of the concentration of uranium to the total content of TOC organic carbon. Determination of the redox conditions of sedimentation is carried out by comparing the predetermined boundary values - U / TOC lim and U / TOC max - and the U / TOC values: at U / TOC <U / TOC min, the conditions are suboxidizing, at U / TOC min <U / TOC <U / TOC max conditions are sub-reducing, at U / TOC max <U / TOC conditions are reducing (see [6]). Then, according to the smallest values of the degree β of thermal inhomogeneity, the least inhomogeneous areas are selected for cutting out specimens of a given size from the depth intervals corresponding to different redox conditions of sedimentation and characterized by the values of thermal conductivity, volumetric heat capacity and total organic carbon content distributed over the entire range of changes in thermal conductivity, volumetric heat capacity and total organic carbon content, respectively, established in the process of profiling rock samples of oil-source shale strata. Then, at the selected areas of the selected rock samples, additional rock samples of a predetermined size are made for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties.
Техническим результатом заявленного изобретения в части устройства для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ является обеспечение возможности профилирования теплопроводности, температуропроводности объемной теплоемкости, общего содержания органического углерода, отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода с пространственной разрешающей способностью около 1мм вдоль набора образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ. Техническим результатом также является повышение производительности измерений за счет исключения необходимости неоднократного укладывания образцов пород на конвейерной платформе и возвращения их в ящики, в которых образцы пород хранятся, повышение сохранности керна за счет исключения частичного или полного разрушения образцов слабоконсолидированных и/или трещиноватых пород при неоднократном укладывании образцов пород на конвейерной платформе и возвращении их в ящики, в которых образцы пород хранятся, а также повышение точности привязки профилей урана, тория, калия с одной стороны и профилей теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости вдоль скважины с другой стороны к керну и, как следствие, точности увязки профилей между собой за счет исключения нарушения взаимного расположения образцов пород на платформе при разных видах профилирования.The technical result of the claimed invention in terms of a device for profiling the properties of rock samples of oil-source shale strata is to provide the possibility of profiling thermal conductivity, thermal diffusivity of volumetric heat capacity, total organic carbon, the ratio of uranium concentration to total organic carbon with a spatial resolution of about 1 mm along a set of rock samples of oil-source shale thick. The technical result is also an increase in the measurement performance by eliminating the need for repeated stacking of rock samples on the conveyor platform and returning them to the boxes in which the rock samples are stored, increasing the safety of the core due to the elimination of partial or complete destruction of samples of weakly consolidated and / or fractured rocks during repeated stacking rock samples on a conveyor platform and returning them to boxes in which rock samples are stored, as well as increasing the accuracy of binding the profiles of uranium, thorium, potassium on the one hand and the profiles of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity along the well on the other side to the core and, as a consequence , the accuracy of linking the profiles to each other by eliminating the violation of the relative position of the rock samples on the platform with different types of profiling.
Для реализациии предложенного способа профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ предложено устройство для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ, которое включает в себя блок (2) детектора гамма-излучения, обеспечивающего возможность регистрировать концентрацию урана, и конвейерную платформу (1) для размещения в один ряд набора образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ, которая может перемещаться с постоянной скоростью относительно блока (2) детектора гамма-излучения. Кроме этого, устройство включает в себя блок (5) оптического сканирования и узел крепления (9), который закрепляют на блоке (2) детектора гамма-излучения (Фиг. 3). Узел крепления (9) предназначен для крепления на нем блока (5) оптического сканирования. Блок (5) оптического сканирования включает в себя электрический блок питания. Блок (5) оптического сканирования включает в себя также оптический источник тепловой энергии, который предназначен для нагрева образцов (2) пород и образцовых мер (6) путем перемещения формируемого им пятна нагрева с заранее задаваемыми формой, например формой круга, и размерами, например диаметром 5 мм (Фиг. 3). Источник тепловой энергии выполнен с возможностью регулировки полезной мощности в пятне нагрева образцов (2) пород и образцовых мер (6). Блок (5) оптического сканирования включает в себя также узел (10) регулировки формы и размеров пятна нагрева образцов (2) пород (Фиг. 3). Помимо этого, блок (5) оптического сканирования включает в себя два датчика (8) температуры, выполненные таким образом, что они регистрируют температуру нагрева образцов (2) пород и образцовых мер (6) по линии нагрева образцов (2) пород и образцовых мер (6) на участках до и после пятна нагрева (Фиг. 3). В качестве датчиков (8) температуры используют, например, инфракрасные радиометры. Датчики (8) температуры выполнены так, что обеспечивается возможность регулировки положения участков поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6), для которых регистрируется температура их поверхности, относительно друг друга. Кроме того, обеспечивается возможность регулировки положения каждого участка поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6) с регистрируемой температурой относительно пятна нагрева. Для выбора линии профилирования теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости на поверхности образцов (2) пород устройство включает в себя узел (11) регулировки положения блока (5) оптического сканирования относительно набора образцов (2) пород в каждом из трех взаимно перпендикулярных направлений, ориентированных как вдоль направления (4) движения конвейерной платформы (1), так и поперек него (Фиг. 3). При помощи данного узла (11) сначала осуществляют контроль высоты расположения блока (5) оптического сканирования относительно поверхностей образцов (2) пород и образцовых мер (6) с известными теплопроводностью и объемной теплоемкостью. Затем по результатам контроля высоты расположения блока (5) оптического сканирования относительно поверхностей образцов (2) пород и образцовых мер (6) с известными теплопроводностью и объемной теплоемкостью при помощи данного узла (11) осуществляют регулировку высоты расположения блока (5) оптического сканирования относительно поверхностей образцов (2) пород и образцовых мер (6) с известными теплопроводностью и объемной теплоемкостью, расположенных на конвейерной платформе (1). Это необходимо для исключения ошибки в измерениях теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости образцов пород, которая возникает в связи с тем, что при разной высоте расположения блока (5) оптического сканирования относительно поверхностей образцов (2) пород и образцовых мер (6) имеет место разная фокусировка оптического источника (7) тепловой энергии, приводящая к разным параметрам пятна нагрева на поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6), а также разная фокусировка инфракрасных датчиков (8) температуры, приводящая к неконтролируемым изменениям чувствительности инфракрасных датчиков (8) температуры. Помимо этого, для регулировки пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости устройство включает в себя блок (12) регулировки постоянной времени датчиков (8) температуры (Фиг. 3). Устройство включает в себя также блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования, при этом данный блок (14) обработки сигналов выполнен с возможностью обработки результатов профилирования концентрации урана, поступающих с блока (3) детектора гамма-излучения, результатов профилирования теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, поступающих с блока оптического сканирования, а также преобразования результатов профилирования теплопроводности в профили общего содержания органического углерода вдоль набора образцов пород (Фиг. 3). Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен также так, что он обеспечивает реконструкцию окислительно-восстановительных условий осадконакопления по результатам совокупности измерений, выполненных блоком (3) детектора гамма-излучения и блоком (5) оптического сканирования. Для взаимной привязки профилей концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости вдоль направления профилирования блок (14) обработки сигналов блока детектора (3) гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен с возможностью учета того, что профилирование одних и тех же образцов (2) пород, расположенных на одной подвижной конвейерной платформе (1), осуществляется блоком (3) детектора гамма-излучения и блоком (5) оптического сканирования со сдвигом по времени, так как блок оптического (5) сканирования располагают перед или после блока (3) детектора гамма-излучения по направлению (4) движения конвейерной платформы. Помимо этого, устройство включает в себя блок (13) синхронизации (Фиг. 3), выполненный с возможностью синхронизации включения движения конвейерной платформы (1), блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования, а также с возможностью регулировки скорости перемещения конвейерной платформы (1) с образцами (2) пород одновременно относительно блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования. Блок (14) обработки сигналов связан с блоком (3) детектора гамма-излучения и с блоком (5) оптического сканирования при помощи канала (18) связи, например, при помощи беспроводной связи. Блок (13) связан с блоком (3) детектора гамма-излучения и с блоком (5) оптического сканирования при помощи канала (17) связи, например, при помощи беспроводной связи. Блок (12) регулировки постоянной времени связан с блоком (5) оптического сканирования при помощи канала (16) связи, например, при помощи беспроводной связи. Узел (11) регулировки связан с блоком (5) оптического сканирования при помощи механического средства (15) связи, например, кронштейна, жестко закрепленного одним своим концом с узлом (11) регулировки, а другим своим концом жестко закрепленного на блоке (5) оптического сканирования.To implement the proposed method for profiling the properties of rock samples of oil-source shale strata, a device is proposed for profiling the properties of rock samples of oil-source shale strata, which includes a block (2) of a gamma-radiation detector, which provides the ability to register the concentration of uranium, and a conveyor platform (1) for placing in one row a set of rock samples of oil-source shale strata, which can move from constant speed relative to the unit (2) of the gamma-radiation detector. In addition, the device includes an optical scanning unit (5) and an attachment unit (9), which is fixed on the gamma-radiation detector unit (2) (Fig. 3). The attachment point (9) is designed to attach the optical scanning unit (5) to it. The optical scanning unit (5) includes an electrical power supply. The optical scanning unit (5) also includes an optical source of thermal energy, which is designed to heat samples (2) of rocks and exemplary measures (6) by moving the heating spot formed by it with a predetermined shape, for example, a circle shape, and dimensions, for example,
В заявленном устройстве для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ блок (5) оптического сканирования может быть закреплен как перед блоком (3) детектора гамма-излучения, так и позади блока (3) детектора гамма-излучения по ходу движения конвейерной платформы (1) с набором образцов пород (2) и образцовых мер (6).In the claimed device for profiling the properties of rock samples of oil source shale strata, the optical scanning unit (5) can be fixed both in front of the gamma-radiation detector unit (3) and behind the gamma-radiation detector unit (3) along the movement of the conveyor platform (1) with a set of rock samples (2) and exemplary measures (6).
В заявленном устройстве для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (6) оптического сканирования выполнен с возможностью определения генерационного потенциала пород нефтематеринских сланцевых толщ по результатам совокупности измерений, выполненных блоком (3) детектора гамма-излучения и блоком (5) оптического сканирования. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен с возможностью автоматического приведения профиля общего содержания органического углерода к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана, путем, например, усреднения значений профиля общего содержания органического углерода в окне заранее заданного размера с центром в участках пород, на которых зарегистрирована концентрация урана. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен также с возможностью автоматического осуществления корреляционного анализа значений общего содержания органического углерода, имеющих детальность, характерную для профилирования концентрации урана, и значений концентрации урана, определения интервалов глубин, в которых корреляция концентрации урана с общим содержанием органического углерода положительна, и расчета среднего значения TOCavg общего содержания органического углерода для каждого интервала глубин, характеризующегося положительной корреляцией концентрации урана и общего содержания органического углерода. Определение генерационного потенциала каждого интервала, характеризующегося положительной корреляцией концентрации урана и общего содержания органического углерода, и генерационного потенциала всех таких интервалов в целом автоматически осуществляется блоком (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования согласно градации Тиссо и Вельте (см. [11]) путем определения принадлежности установленного среднего значения TOCavg общего содержания органического углерода к одной из четырех групп пород: при TOCavg < 1 % - к породам с бедным генерационным потенциалом, при 1 % < TOCavg < 2 % - к породам со средним генерационным потенциалом, при 2 % < TOCavg < 4 % - к породам с высоким генерационным потенциалом и при TOCavg > 4 % - к породам с превосходным генерационным потенциалом.In the claimed device for profiling the properties of rock samples of oil source shale strata, the signal processing unit (3) of the gamma radiation detector and the optical scanning unit (6) is configured to determine the generation potential of the rocks of the source shale strata based on the results of a set of measurements performed by the unit ( 3) a gamma radiation detector and an optical scanning unit (5). The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of the optical scanning is configured to automatically bring the profile of the total organic carbon content to the spatial resolution characterizing the detail of the uranium concentration profiling, by, for example, averaging the values of the profile of the total the content of organic carbon in a window of a predetermined size centered on the rock areas where the uranium concentration was recorded. The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma radiation detector and the unit (5) of the optical scanning is also configured to automatically carry out the correlation analysis of the values of the total organic carbon content, which have a detail characteristic for profiling the concentration of uranium and the values of the concentration of uranium, determining depth intervals in which the correlation of uranium concentration with the total organic carbon is positive, and calculating the average TOC avg of the total organic carbon for each depth interval characterized by a positive correlation between the uranium concentration and the total organic carbon. The determination of the generation potential of each interval, characterized by a positive correlation between the uranium concentration and the total organic carbon content, and the generation potential of all such intervals as a whole, is automatically performed by the signal processing unit (3) of the gamma radiation detector and the optical scanning unit (5) according to the gradation Tissot and Welte (see [11]) by determining whether the established average TOC avg of the total organic carbon content belongs to one of four rock groups: at TOC avg <1% - to rocks with poor generation potential, at 1% <TOC avg < 2% - to rocks with an average generation potential, at 2% <TOC avg <4% - to rocks with a high generation potential and at TOC avg > 4% - to rocks with excellent generative potential.
В заявленном устройстве для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ блок обработки (14) сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования, который выполнен с возможностью выделения естественных коллекторов и интервалов разреза, перспективных для разработки с применением технологий стимуляции пласта, по результатам совокупности измерений, выполненных блоком детектора (3) гамма-излучения и блоком (5) оптического сканирования. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен с возможностью автоматического выделения потенциальных естественных коллекторов путем поиска в интервалах, отвечающих субокислительным обстановкам осадконакопления, интервалов со значениями концентрации урана меньше заранее заданного граничного значения концентрации урана и со значениями общего содержания органического углерода меньше заранее заданного граничного значения общего содержания органического углерода. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен также с возможностью автоматического выделения участков разреза, перспективных для разработки с применением стимуляции пласта, путем поиска в интервалах, отвечающих субвосстановительным и восстановительным условиям осадконакопления, интервалов с нарушением положительной корреляции концентрации урана и общего содержания органического углерода.In the claimed device for profiling the properties of rock samples of oil-source shale strata, the processing unit (14) of the signals of the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of the optical scanning, which is configured to identify natural reservoirs and intervals of the section, promising for development using technologies stimulation of the formation, according to the results of a set of measurements performed by the gamma-radiation detector unit (3) and the optical scanning unit (5). The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma radiation detector and the unit (5) of the optical scanning is configured to automatically identify potential natural reservoirs by searching in intervals corresponding to suboxidative conditions of sedimentation, intervals with uranium concentration values less than a predetermined concentration boundary value uranium and with TOC values less than a predetermined TOC cutoff. The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of the optical scanning is also made with the ability to automatically select sections of the section that are promising for development using reservoir stimulation, by searching in the intervals corresponding to the sub-reduction and reduction conditions of sedimentation, intervals with violation of the positive correlation of uranium concentration and total organic carbon content.
В заявленном устройстве для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ блок (3) детектора гамма-излучения выполнен с возможностью регистрации концентраций тория и калия. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен при этом таким образом, что по результатам совокупности измерений, выполненных блоком (3) детектора гамма-излучения и блоком (5) оптического сканирования, он дополнительно обеспечивает возможность обработки результатов профилирования концентрации тория и калия, поступающих с блока (3) детектора гамма-излучения, вместе с результатами профилирования концентрации урана, теплопроводности и объемного содержания органического углерода и обеспечивает возможность расчленения разреза по регистрируемым свойствам пород нефтематеринских сланцевых толщ. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен с возможностью автоматического расчета отношений Th/U, U/K, Th/K на основе результатов профилирования концентраций урана U, тория Th и калия K, сопоставления рассчитанных отношений с заранее заданными граничными значениями по результатам которого автоматически определяются интервалы глубин с фоновой (нефелоидной) или гидродинамической морской седиментацией. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен также с возможностью автоматического выделения интервалов глубин с субвосстановительными условиями осадконакопления и повышенными значениями концентраций глинистых минералов для определения интервалов глубин, образованных при фоновой морской седиментации, и с возможностью автоматического выделения интервалов глубин с субокислительными и окислительными условиями осадконакопления и пониженными концентрациями урана для определения прослоев, образованных процессами гидродинамической седиментации с повышенным влиянием склоновых и подводных глинистых потоков. In the claimed device for profiling the properties of rock samples of oil source shale strata, the block (3) of the gamma-radiation detector is configured to register the concentrations of thorium and potassium. The signal processing unit (14) of the gamma-radiation detector unit (3) and the optical scanning unit (5) is made in such a way that according to the results of a set of measurements performed by the gamma-radiation detector unit (3) and the optical scanning unit (5), It additionally provides the ability to process the results of profiling the concentration of thorium and potassium coming from the unit (3) of the gamma-radiation detector, together with the results of profiling the concentration of uranium, thermal conductivity and the volumetric content of organic carbon and provides the possibility of dividing the section according to the recorded properties of the rocks of oil source shale strata. The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma radiation detector and the unit (5) of optical scanning is configured to automatically calculate the Th / U, U / K, Th / K ratios based on the results of profiling the concentrations of uranium U, thorium Th and potassium K, comparing the calculated ratios with predetermined boundary values based on the results of which the depth intervals with background (nepheloid) or hydrodynamic marine sedimentation are automatically determined. The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of the optical scanning is also made with the possibility of automatically identifying depth intervals with sub-reduction conditions of sedimentation and increased values of the concentrations of clay minerals to determine the depth intervals formed during background sea sedimentation, and with the possibility of automatic identification of depth intervals with suboxidative and oxidative conditions of sedimentation and low concentrations of uranium to determine the interlayers formed by the processes of hydrodynamic sedimentation with an increased influence of slope and underwater clay flows .
В заявленном устройстве для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ блок (5) оптического сканирования выполнен с возможностью профилирования температуропроводности. Результаты определения температуропроводности вместе с имеющимися результатами измерений теплопроводности дают возможность определять объемную теплоемкость для каждого участка профилирования образцов пород. Для определения температуропроводности в блоке (5) оптического сканирования размещают третий датчик температуры, который регистрирует профиль температуры нагрева образцов пород и образцовых мер в стороне от линии нагрева образцов пород и образцовых мер. Для обеспечения возможности профилирования температуропроводности и объемной теплоемкости на конвейерной платформе (1) в одну линию с образцами пород размещают как минимум две образцовые меры с известными теплопроводностью и температуропроводностью (Фиг. 3). Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (3) оптического сканирования (Фиг. 3) выполнен с возможностью установления образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ, из числа изученных путем профилирования концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, достаточного размера для изготовления из установленных изученных образцов пород дополнительных образцов пород заранее заданного размера, отбираемых для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород, по результатам профилирования теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, а также с возможностью последующего установления участков достаточного размера в пределах установленных образцов пород по результатам профилирования концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости, степени тепловой неоднородности и общего содержания органического углерода для изготовления дополнительных образцов пород заранее заданного размера, отбираемых для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен так, чтобы по длинам профилей теплопроводности или объемной теплоемкости автоматически выделять интервалы глубин, содержащие участки образцов пород длиной не менее заданного размера. Для каждого выделенного интервала глубин блоком (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования автоматически рассчитывается степень тепловой неоднородности, например, вычислением коэффициента тепловой неоднородности по профилю теплопроводности (см. [2, 13], автоматически вычисляются средние значения теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода путем усреднения значений профилей теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода в выделенных интервалах глубин, а также автоматически определяется характеристика окислительно-восстановительных условий осадконакопления путем сопоставления рассчитанных значений отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода с предварительно выделенными зональными интервалами отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода, характерными для субокислительных, субвосстановительных и восстановительных условий (см. [6]). Выделенные интервалы глубин, ранжированные по степени увеличения тепловой неоднородности для разных окислительно-восстановительных условий, и характеризующая каждый такой интервал информация - степень тепловой неоднородности, средние значения теплопроводности, объемной теплоемкости, общего содержания органического углерода, а также характеристика окислительно-восстановительных условий - представляются в графическом виде и/или в виде таблицы с указанием порядкового номера образца и местоположения на образце участка отбора, отвечающего выделенному интервалу глубин. Полученной информации достаточно для установления участков для отбора образцов для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород нефтематеринских сланцевых толщ из-за наличия связи между вариациями теплопроводности, объемной теплоемкости и вариациями других свойств таких пород, обусловленной высоким контрастом свойств органического вещества и матрицы нефтематеринских пород (см. [14]). Регулируемая пространственная разрешающая способность и глубина теплофизического зондирования для профилирования теплопроводности и объемной теплоемкости позволяет обеспечить для образцов пород любых нефтематеринских сланцевых толщ достаточную представительность данных по средним значениям теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода с учетом того, что породы нефтематеринских свит имеют преимущественно слоистую структуру, и поэтому неоднородны в основном вдоль оси керна (см. [13, 14])In the claimed device for profiling the properties of rock samples of oil source shale strata, the optical scanning unit (5) is configured to profiling the thermal diffusivity. The results of determining the thermal diffusivity, together with the available results of measuring the thermal conductivity, make it possible to determine the volumetric heat capacity for each section of the profiling of rock samples. To determine the thermal diffusivity, a third temperature sensor is placed in the optical scanning unit (5), which records the temperature profile of the heating of rock samples and standard measures away from the heating line of rock samples and standard measures. To ensure the possibility of profiling the thermal diffusivity and volumetric heat capacity on the conveyor platform (1), at least two exemplary measures with known thermal conductivity and thermal diffusivity are placed in line with the rock samples (Fig. 3). The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (3) of optical scanning (Fig. 3) is made with the possibility of establishing samples of rocks of oil-source shale strata, from among those studied by profiling the concentration of uranium, thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity , of sufficient size for the manufacture of additional rock samples of a predetermined size from the established studied rock samples, selected for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties, based on the results of profiling of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, as well as with the possibility of subsequent establishment of areas of sufficient size within the established rock samples based on the results of profiling uranium concentration, thermal conductivity, thermal diffusivity, volumetric heat capacity, degree of thermal heterogeneity and total organic carbon content for the manufacture of additional samples Samples of rocks of a predetermined size, selected for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties. The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of the optical scanning is designed so that the lengths of the profiles of thermal conductivity or volumetric heat capacity automatically select the depth intervals containing sections of rock samples with a length of at least a given size. For each selected depth interval, the signal processing unit (14) of the gamma-radiation detector unit (3) and the optical scanning unit (5) automatically calculates the degree of thermal inhomogeneity, for example, by calculating the thermal inhomogeneity coefficient from the thermal conductivity profile (see [2, 13], the average values of thermal conductivity, volumetric heat capacity and total organic carbon are automatically calculated by averaging the values of the profiles of thermal conductivity, volumetric heat capacity and total organic carbon in the selected depth intervals, and also the characteristic of the redox conditions of sedimentation is automatically determined by comparing the calculated values of the ratio of the concentration of uranium to the total content of organic carbon with pre-defined zonal intervals of the ratio of uranium concentration to the total content of organic carbon, typical for suboxidative, subreductive and reducing agents conditions (see. [6]). The selected depth intervals, ranked according to the degree of increase in thermal heterogeneity for different redox conditions, and information characterizing each such interval - the degree of thermal heterogeneity, average values of thermal conductivity, volumetric heat capacity, total organic carbon content, as well as the characteristic of redox conditions - are presented in graphically and / or in the form of a table indicating the serial number of the sample and the location on the sample of the sampling site corresponding to the selected interval of depths. The information obtained is sufficient to establish areas for sampling for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of the properties of rocks of oil-source shale strata due to the presence of a relationship between variations in thermal conductivity, volumetric heat capacity and variations in other properties of such rocks, due to the high contrast of the properties of organic matter and the matrix of oil-source rocks ( see [14]). Adjustable spatial resolution and thermophysical sounding depth for profiling thermal conductivity and volumetric heat capacity allows to ensure sufficient representativeness of data on average values of thermal conductivity, volumetric heat capacity and total organic carbon content for rock samples of any oil source shale strata, taking into account that the rocks of oil source formations have a predominantly layered structure , and therefore are inhomogeneous mainly along the core axis (see [13, 14])
Пример реализации способа и устройстваAn example of the implementation of the method and device
Пример реализации предлагаемого способа представляет собой следующее. An example of the implementation of the proposed method is as follows.
Объектом исследований являются породы нефтематеринских сланцевых толщ сланцевой толщи одного из месторождений углеводородов в отложениях баженовской свиты Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции на территории Российской Федерации. Для непрерывного профилирования концентрации урана и теплопроводности в породах сланцевой толщи исследуют 257 образцов полноразмерного керна, поднятого из вертикальной скважины, пробуренной на месторождении, в интервале глубин залегания нефтематеринской сланцевой толщи 3331,8 – 3355,0 м. The object of research is the rocks of the source shale strata of the shale strata of one of the hydrocarbon fields in the sediments of the Bazhenov formation of the West Siberian oil and gas province in the territory of the Russian Federation. For continuous profiling of uranium concentration and thermal conductivity in the rocks of the shale strata, 257 samples of full-size core are examined, raised from a vertical well drilled in the field, in the depth interval of the source shale strata of 3331.8 - 3355.0 m.
Для проведения профилирования на подвижную платформу (1) спектрального профильного гамма-регистратора производителя Core Lab Instruments (см. [1]) укладывают первую партию образцов (2) из 5 образцов керна из интервала 3331,8 – 3332,9 м, отвечающего верхней части нефтематеринской сланцевой толщи, ориентируя их один за одним в направлении (4) предстоящего движения конвейерной платформы (1). Дополнительно к партии образцов (1) пород на конвейерную платформу (1) помещают одну или несколько образцовых мер (6) теплопроводности. В случае помещения двух или более образцовых мер (6) на конвейерную платформу (1) выбирают все эти меры с разными значениями теплопроводности для учета возможных вариаций полезной мощности источника тепло в пятне нагрева и снижения возможной систематической погрешности измерений (см. [2, 15]). Для профилирования теплопроводности над конвейерной платформой (1) позади блока (3) детектора гамма-излучения помещают блок (5) оптического сканирования так, чтобы излучение от оптического источника (7) тепловой энергии, используемое для нагрева образцов (2) пород и образцовых мер (6), падало вниз на обращенные вверх поверхности образцов (2) пород и образцовых мер (6). В таком случае, согласно принципу действия блоков (5) оптического сканирования, инфракрасные датчики (8) температуры при движении конвейерной платформы (1) будут регистрировать профили температуры на нагреваемых поверхностях образцов (2) пород и образцовых мер (6), находящихся внизу под инфракрасными датчиками (8) температуры и обращенных вверх по направлению к источнику (7) тепловой энергии и инфракрасным датчикам (8) температуры (см. [2, 4]). To carry out profiling, the first batch of samples (2) of 5 core samples from the interval 3331.8 - 3332.9 m, corresponding to the upper part, is placed on the movable platform (1) of the spectral profile gamma recorder manufactured by Core Lab Instruments (see [1]). oil source shale strata, orienting them one by one in the direction (4) of the forthcoming movement of the conveyor platform (1). In addition to the batch of rock samples (1), one or more exemplary thermal conductivity measures (6) are placed on the conveyor platform (1). In the case of placing two or more exemplary measures (6) on the conveyor platform (1), all these measures with different values of thermal conductivity are selected to take into account possible variations in the useful power of the heat source in the heating spot and reduce the possible systematic measurement error (see [2, 15] ). For profiling of thermal conductivity above the conveyor platform (1), behind the block (3) of the gamma radiation detector, an optical scanning unit (5) is placed so that the radiation from the optical source (7) of thermal energy used to heat the samples (2) rocks and model measures ( 6), fell down on the upward-facing surfaces of samples (2) rocks and exemplary measures (6). In this case, according to the principle of operation of the optical scanning units (5), infrared temperature sensors (8) during the movement of the conveyor platform (1) will record temperature profiles on the heated surfaces of rock samples (2) and exemplary measures (6) located below the infrared temperature sensors (8) and facing upwards towards the source (7) of thermal energy and infrared temperature sensors (8) (see [2, 4]).
Перед началом профилирования концентрации урана и теплопроводности устанавливают скорость движения конвейерной платформы (1) относительно неподвижных блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования, равную 5 мм/с, которая при постоянной времени регистратора температуры 0,2 с и расстоянии 45 мм между пятном оптического нагрева образцов и полем зрения инфракрасного радиометра, регистрирующего избыточную температуру нагрева поверхности образцов керна, обеспечивает пространственную разрешающую способность 1 мм при регистрации непрерывного распределения теплопроводности образцов пород. Значения теплопроводности определяют на основе уравнения (1).Before the start of profiling the concentration of uranium and thermal conductivity, the speed of movement of the conveyor platform (1) relative to the stationary unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of optical scanning is set equal to 5 mm / s, which at a time constant of the temperature recorder is 0.2 s and A distance of 45 mm between the optical heating spot of the samples and the field of view of an infrared radiometer, which registers the excess heating temperature of the surface of the core samples, provides a spatial resolution of 1 mm when registering a continuous distribution of thermal conductivity of rock samples. Thermal conductivity values are determined based on equation (1).
Используемый спектральный профильный гамма-регистратор позволяет одновременно регистрировать концентрации урана, тория и калия с заданной величиной дискретизации, равной 100 мм. При включении движения конвейерной платформы (1) начинается непрерывное профилирование концентрации урана в образцах пород (Фиг. 4а, круглые маркеры – профиль концентрации урана U, зарегистрированный спектральным профильным гамма-регистратором) по следующей процедуре. В блоке (3) детектора гамма-излучения, защищенном от фонового излучения свинцовым экраном, йод-натриевый (NaI) монокристалл реагирует на прохождение заряженных частиц вспышками света, которые при помощи фотоэлектронного умножителя преобразуются в электрические импульсы с амплитудой, пропорциональной энергии заряженных частиц, вызвавших вспышки. Зарегистрированное распределение по амплитуде электрических импульсов (спектр) раскладывается на три составляющие – урановую, ториевую и калиевую - с использованием опорных/калибровочных спектров, полученных при измерениях на образцовых мерах c известными концентрациями урана, тория и калия, приводя к системе уравнений с неизвестными коэффициентами – массовыми концентрациями урана, тория и калия - для каждого участка образцов пород вдоль линии профилирования с заданной величиной дискретизации 100 мм. Массовая концентрация урана определяется в результате решения полученной системы уравнений для каждого участка образцов пород вдоль линии профилирования. Вслед за непрерывным профилированием концентрации урана сразу, но с некоторой задержкой, вызванной смещением блока (5) оптического сканирования относительно блока (3) детектора гамма-излучения, происходит и непрерывное профилирование теплопроводности вдоль всех образцов пород, расположенных на конвейерной платформе (Фиг. 4а, кривая 1 – профиль теплопроводности λ с пространственным разрешением 1 мм). Задержка в профилировании теплопроводности относительно профилирования концентрации урана обусловлена тем, что блок (5) оптического сканирования в описываемом случае расположен хотя и вплотную к блоку (3) детектора гамма-излучения, но позади блока (3) детектора гамма-излучения. The spectral profile gamma recorder used makes it possible to simultaneously register the concentrations of uranium, thorium and potassium with a given sampling rate of 100 mm. When the movement of the conveyor platform (1) is switched on, continuous profiling of the uranium concentration in the rock samples begins (Fig. 4a, round markers - the profile of the uranium concentration U recorded by the spectral profile gamma recorder) according to the following procedure. In the block (3) of the gamma radiation detector, protected from background radiation by a lead screen, sodium iodine (NaI) monocrystal reacts to the passage of charged particles by flashes of light, which are converted by a photomultiplier tube into electrical pulses with an amplitude proportional to the energy of charged particles that caused flash. The recorded distribution of the amplitude of electrical impulses (spectrum) is decomposed into three components - uranium, thorium and potassium - using the reference / calibration spectra obtained from measurements on standard measures with known concentrations of uranium, thorium and potassium, leading to a system of equations with unknown coefficients - mass concentrations of uranium, thorium and potassium - for each section of rock samples along the profiling line with a given sampling rate of 100 mm. The mass concentration of uranium is determined by solving the resulting system of equations for each section of rock samples along the profiling line. Following the continuous profiling of the uranium concentration immediately, but with a certain delay caused by the displacement of the optical scanning unit (5) relative to the gamma-radiation detector unit (3), continuous profiling of thermal conductivity occurs along all rock samples located on the conveyor platform (Fig.4a, curve 1 - profile of thermal conductivity λ with a spatial resolution of 1 mm). The delay in the profiling of thermal conductivity relative to the profiling of the uranium concentration is due to the fact that the optical scanning unit (5) in the described case is located, although close to the unit (3) of the gamma radiation detector, but behind the unit (3) of the gamma radiation detector.
После завершения профилирования теплопроводности вдоль всех образцов пород преобразуют профиль теплопроводности (используя уравнение 3) в профиль общего содержания органического углерода, что осуществляется при помощи известного технического решения (см. [5]). Полученный профиль общего содержания органического углерода характеризуется такой же пространственной разрешающей способностью, в данном случае 1 мм, что и профиль теплопроводности (Фиг. 4б, черная кривая – профиль общего содержания органического углерода ТОС с пространственным разрешением 1 мм). Впоследствии полученный профиль TOC был подтвержден результатами независимых пиролитических исследований (Фиг. 4б, треугольные маркеры).After completing the profiling of thermal conductivity along all rock samples, the thermal conductivity profile (using equation 3) is converted into a profile of the total organic carbon content, which is carried out using a well-known technical solution (see [5]). The resulting profile of the total organic carbon content is characterized by the same spatial resolution, in this
Далее, при помощи полученных профилей концентраций урана и общего содержания органического углерода определяют профиль отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода вдоль набора образцов пород, при этом каждый раз при определении отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода используют значения концентрации урана и общего содержания органического углерода, соответствующие одному и тому же участку образцов пород вдоль линии профилирования (Фиг. 4в, серые треугольники – результаты определения отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода участков образцов размером около 100 мм).Further, using the obtained profiles of uranium concentration and total organic carbon content, the profile of the ratio of uranium concentration to the total organic carbon content along a set of rock samples is determined, while each time determining the ratio of uranium concentration to the total organic carbon content, the values of uranium concentration and total organic carbon content are used. carbon corresponding to the same area of rock samples along the profiling line (Fig. 4c, gray triangles - the results of determining the ratio of uranium concentration to the total organic carbon content of sample areas about 100 mm in size).
Затем при помощи полученного профиля отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода вдоль набора образцов пород осуществляют определение окислительно-восстановительных условий осадконакопления. Для этого задают два граничных значения - 2 усл.ед и 5 усл.ед, - определяющие зональные интервалы отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода, характерные для субокислительных, субвосстановительных и восстановительных условий (см. [6]). Окислительно-восстановительные условия осадконакопления определяют путем сопоставления граничных значений и значений U/TOC полученного профиля отношения концентрации урана к значениям общего содержания органического углерода: при U/TOC < 2 условия субокислительные, при 2 < U/TOC < 5 условия субвосстановительные, при 5 < U/TOC условия восстановительные. На Фиг. 4в интервалы глубин, отвечающие субвосстановительным условиям осадконакопления, расположены выше граничной линии U/TOC=2 и закрашены серым цветом, а интервалы глубин, отвечающие субокислительным обстановкам осадконакопления, расположены ниже граничной линии U/TOC=2 и заштрихованы горизонтально.Then, using the obtained profile of the ratio of the concentration of uranium to the total content of organic carbon along the set of rock samples, the redox conditions of sedimentation are determined. For this, two boundary values are set - 2 conventional units and 5 conventional units, which determine the zonal intervals of the ratio of the uranium concentration to the total organic carbon content, which are characteristic of suboxidative, subreductive and reductive conditions (see [6]). Redox conditions of sedimentation are determined by comparing the boundary values and U / TOC values of the obtained profile of the ratio of uranium concentration to the values of total organic carbon: at U / TOC <2, the conditions are suboxidative, at 2 <U / TOC <5, the conditions are sub-reduction, at 5 < U / TOC conditions are restorative. FIG. 4c, the depth intervals corresponding to sub-reduction conditions of sedimentation are located above the boundary line U / TOC = 2 and shaded in gray, and the depth intervals corresponding to suboxidative conditions of sedimentation are located below the boundary line U / TOC = 2 and are shaded horizontally.
Поскольку пространственная разрешающая способность профилирования концентрации урана, составляющая около 100 мм (см. [1]), значительно хуже пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности (см. [2, 4, 15]), а следовательно, и значительно хуже пространственной разрешающей способности профилирования общего содержания органического углерода (см. [5]), для повышения пространственной разрешающей способности профилирования отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода вдоль набора образцов пород принимают меры для повышения пространственной разрешающей способности профилирования концентрации урана. С этой целью при помощи полученных профилей концентрации урана и теплопроводности пород нефтематеринских сланцевых толщ устанавливают взаимосвязь между концентрацией урана и теплопроводностью пород. Для этого приводят профиль теплопроводности к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана, путем усреднения значений профиля теплопроводности в окне размером 100 мм с центром в участках пород на которых зарегистрирована концентрация урана. Затем устанавливают уравнение регрессии (см. [9]), связывающее концентрацию урана с теплопроводностью λU пород нефтематеринских сланцевых толщ, приведенной к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации U урана:Since the spatial resolution of the profiling of the uranium concentration, which is about 100 mm (see [1]), is much worse than the spatial resolution of the profiling of thermal conductivity (see [2, 4, 15]), and, consequently, is much worse than the spatial resolution of the general organic carbon content (see [5]), in order to increase the spatial resolution of profiling the ratio of uranium concentration to the total organic carbon content along a set of rock samples, measures are taken to increase the spatial resolution of uranium concentration profiling. For this purpose, using the obtained profiles of uranium concentration and thermal conductivity of rocks of oil-source shale strata, a relationship is established between the concentration of uranium and thermal conductivity of rocks. To do this, the thermal conductivity profile is brought to the spatial resolution, which characterizes the detail of the uranium concentration profiling, by averaging the values of the thermal conductivity profile in a 100 mm window centered in the rock areas where the uranium concentration was recorded. Then, a regression equation is established (see [9]), linking the concentration of uranium with the thermal conductivity λ U of the rocks of the oil source shale strata, reduced to the spatial resolution, which characterizes the detail of the profiling of the U concentration of uranium:
U = 97 - 43⋅λU,U = 97 - 43⋅λ U ,
где концентрация U урана дана в ppm, теплопроводность λU пород нефтематеринских сланцевых толщ, зарегистрированная блоком (5) оптического сканирования и приведенная к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана, дана в Вт/(м⋅К), U=0 при значениях теплопроводности больше 2,25 Вт/(м⋅К). Установленная взаимосвязь между концентрацией урана и теплопроводностью пород характеризуется коэффициентом корреляции R=0,87, то есть является статистически значимой. Далее, при помощи установленной взаимосвязи между концентрацией урана и теплопроводностью пород, а также при помощи профиля теплопроводности пород осуществляют детализацию профиля концентрации урана с пространственной разрешающей способностью, равной пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности (Фиг. 4г, черная кривая – профиль концентрации урана U с пространственным разрешением 1 мм), осуществляя расчет по формуле:where the uranium concentration U is given in ppm, the thermal conductivity λ U of the rocks of the oil source shale strata recorded by the optical scanning unit (5) and reduced to the spatial resolution characterizing the detail of the uranium concentration profiling is given in W / (m⋅K), U = 0 at values of thermal conductivity more than 2.25 W / (m⋅K). The established relationship between the uranium concentration and the thermal conductivity of rocks is characterized by a correlation coefficient R = 0.87, that is, it is statistically significant. Further, using the established relationship between the concentration of uranium and thermal conductivity of rocks, as well as using the profile of thermal conductivity of rocks, the profile of the concentration of uranium is detailed with a spatial resolution equal to the spatial resolution of profiling of thermal conductivity (Fig.4d, black curve - the profile of uranium concentration U with
Uλ = 97 - 43⋅λU λ = 97 - 43⋅λ
где Uλ - концентрация урана с пространственной разрешающей способностью, равной пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности,where U λ is the concentration of uranium with a spatial resolution equal to the spatial resolution of the thermal conductivity profiling,
λ - теплопроводность пород нефтематеринских сланцевых толщ, зарегистрированная блоком (5) оптического сканирования.λ is the thermal conductivity of the rocks of the oil source shale strata recorded by the optical scanning unit (5).
Для получения профиля общего содержания органического углерода с необходимой пространственной разрешающей способностью 1 мм заранее задают пространственную разрешающую способность профилирования теплопроводности 1 мм, которая однозначно определяет пространственную разрешающую способность профилирования общего содержания органического углерода и однозначно определяет пространственную разрешающую способность профилирования концентрации урана и отношения концентрации урана к общему содержанию органического углерода. Для обеспечения такой пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности заранее устанавливают скорость профилирования 5 мм/с и расстояние между пятном нагрева и полем зрения инфракрасного датчика (8) температуры, следующего позади пятна нагрева, 50 мм. Глубина теплофизического зондирования при этом составляет 10 - 15 мм в зависимости от тепловых свойств образцов пород.To obtain a profile of the total content of organic carbon with the necessary spatial resolution of 1 mm, the spatial resolution of profiling of thermal conductivity of 1 mm is set in advance, which uniquely determines the spatial resolution of profiling of the total content of organic carbon and unambiguously determines the spatial resolution of profiling of the concentration of uranium and the ratio of the concentration of uranium to the total organic carbon content. To ensure such a spatial resolution of the thermal conductivity profiling, the profiling speed of 5 mm / s and the distance between the heating spot and the field of view of the infrared temperature sensor (8) following the heating spot, 50 mm, are set in advance. The depth of thermophysical sounding in this case is 10 - 15 mm, depending on the thermal properties of the rock samples.
Перед началом профилирования концентрации урана и теплопроводности заранее задают допустимую максимальную температуру нагрева образцов нефтенасыщенных сланцев 50°С, что исключает необратимые изменения органического вещества, и допустимую полную погрешность измерений ±4% (при доверительной вероятности 0,95). Для достижения такого режима нагрева образцов пород и такого метрологического уровня измерений при выбранной скорости профилирования 5 мм и при выбранном расстоянии между пятном нагрева и полем зрения инфракрасного датчика температуры, следующего позади пятна нагрева, в 30 мм, при выбранном расстоянии между пятном нагрева и полем зрения инфракрасного датчика температуры, следующего впереди пятна нагрева, в 20 мм устанавливают эллиптическую форму пятна нагрева с длинной осью эллипса, направленной вдоль линии профилирования, 15 мм и короткой осью эллипса 5 мм и полезную мощность в пятне нагрева 1 Вт (см. [15]).Before profiling the uranium concentration and thermal conductivity, the permissible maximum heating temperature of the oil-saturated shale samples is set in advance at 50 ° C, which excludes irreversible changes in organic matter, and the permissible total measurement error is ± 4% (with a confidence level of 0.95). To achieve such a heating mode of rock samples and such a metrological level of measurements at a selected profiling rate of 5 mm and at a selected distance between the heating spot and the field of view of the infrared temperature sensor following the heating spot, 30 mm, at a selected distance between the heating spot and the field of view infrared temperature sensor, next to the front of the heating spot, an elliptical shape of the heating spot with a long ellipse axis directed along the profiling line of 15 mm and a short ellipse axis of 5 mm and a useful power in the heating spot of 1 W is set in 20 mm (see [15]) ...
Определяют генерационный потенциал пород нефтематеринских сланцевых толщ при помощи результатов профилирования концентрации урана и общего содержания органического углерода. Для этого сначала приводят профиль общего содержания органического углерода (черная кривая на Фиг. 4б), определенного путем преобразования профиля теплопроводности, к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана, путем усреднения значений профиля общего содержания органического углерода в окне размером 100 мм с центром в участках пород, на которых зарегистрирована концентрация урана. Затем сопоставляют значения концентрации урана (круглые маркеры на Фиг. 4а) с полученными значениями общего содержания органического углерода (квадратные маркеры на Фиг. 4б) и определяют интервалы глубин, в которых связь концентрации урана с общим содержанием органического углерода нарушается. Под нарушением связи подразумевают такое локальное изменение концентрации урана при изменении общего содержания органического углерода, которое отличается от общей тенденции изменения концентрации U урана при изменении общего содержания TOC органического углерода, характерной для рассматриваемых пород нефтематеринских сланцевых толщ. На Фиг. 4а и б связь концентрации урана с общим содержанием органического углерода визуально нарушается в интервале 3332,25-3332,45 м. Данный интервал хорошо выделяется также при совместном анализе концентрации урана и теплопроводности (см. расхождение между круглыми маркерами и черной кривой на Фиг. 4г). Исключают найденный интервал из рассмотрения, рассчитывая среднее значение TOCavg общего содержания органического углерода в остальных интервалах по отдельности для каждого интервала и в совокупности. Верхний интервал (3331,8-3332,25 м) характеризуется значением TOCavg=2,7 %, т.е. попадает в интервал от 2% до 4% общего содержания органического углерода и обладает высоким генерационным потенциалом согласно градации Тиссо и Вельте (см. [11]). Нижний интервал (3332,45-3332,9 м) характеризуется значением TOCavg=4,9 %, т.е. попадает в интервал более 4 % общего содержания органического углерода и обладает превосходным генерационным потенциалов согласно градации Тиссо и Вельте (см. [11]). Оба рассмотренных интервала (3331,8-3332,25 м и 3332,45-3332,9 м) характеризуются средним значением TOCavg=3,8 %, т.е. рассмотренный участок разреза обладает высоким генерационным потенциалов согласно градации Тиссо и Вельте (см. [11]).The generation potential of the rocks of the oil source shale strata is determined using the results of profiling the uranium concentration and the total organic carbon content. To do this, first, the profile of the total organic carbon content (black curve in Fig.4b), determined by transforming the thermal conductivity profile, is reduced to the spatial resolution, characterizing the detail of the uranium concentration profiling, by averaging the values of the profile of the total organic carbon in a 100 mm window with a center in areas of rocks where uranium concentration is recorded. Then, the values of the uranium concentration (round markers in Fig. 4a) are compared with the obtained values of the total organic carbon content (square markers in Fig. 4b) and the depth intervals in which the relationship of the uranium concentration with the total organic carbon is violated is determined. Disruption of the connection means such a local change in the concentration of uranium with a change in the total content of organic carbon, which differs from the general trend of change in the concentration of U of uranium with a change in the total content of TOC of organic carbon, which is characteristic of the rocks of the oil source shale strata under consideration. FIG. 4a and 4b, the relationship between the uranium concentration and the total organic carbon content is visually disturbed in the interval 3332.25-3332.45 m.This interval is also well distinguished in the joint analysis of the uranium concentration and thermal conductivity (see the discrepancy between the round markers and the black curve in Fig.4d ). The found interval is excluded from consideration by calculating the average TOC avg of the total organic carbon in the remaining intervals separately for each interval and in total. The upper interval (3331.8-3332.25 m) is characterized by a TOC avg = 2.7%, i.e. falls in the range from 2% to 4% of the total organic carbon content and has a high generation potential according to the Tissot and Welte gradation (see [11]). The lower interval (3332.45-3332.9 m) is characterized by TOC avg = 4.9%, i.e. falls within the range of more than 4% of the total organic carbon content and has excellent generation potentials according to the Tissot and Welte gradation (see [11]). Both considered intervals (3331.8-3332.25 m and 3332.45-3332.9 m) are characterized by an average TOC avg = 3.8%, i.e. the considered section of the section has high generation potentials according to the Tissot and Welte gradation (see [11]).
Осуществляют выделение интервалов, соответствующих естественным коллекторам и участкам разреза, перспективным для разработки с применением технологий стимуляции пласта, при помощи результатов профилирования концентрации урана и теплопроводности и реконструкции окислительно-восстановительных условий осадконакопления пород нефтематеринских сланцевых толщ. В нефтематеринской сланцевой толще потенциальный естественный коллектор содержит минимальное количество органического вещества, способного удерживать образованные им углеводороды, и обладает повышенными фильтрационно-емкостными свойствами по сравнению с остальными прослоями. Потенциальные естественные коллектора характеризуется минимальными значениями концентрации урана и минимальными значениями общего содержания органического углерода, а также находятся в интервале глубин, отвечающих субокислительным обстановкам осадконакопления. На графике (Фиг. 4в) интервалам естественных коллекторов соответствуют участки, заштрихованные горизонтально и соответствующие по реконструкции субокислительным обстановкам осадконакопления в интервалах 3331,84÷3331,95 м, 3331,98÷3332,03 м и 3332,1÷3332,15 м. Участки разреза, перспективные для разработки с применением стимуляции пласта должны содержать защемленную (неподвижную) нефть или тяжелые углеводороды, и могут быть выделены на основе анализа взаимосвязи концентрации урана и общего содержания органического углерода. Интервалы в участках разреза с субвосстановительными и восстановительными условиями осадконакопления в которых наблюдается пониженная концентрация урана или повышенное общее содержание органического углерода относительно общего тренда изменения концентрации урана при изменении общего содержания органического углерода являются перспективными для разработки с применением стимуляции пласта. В интервале 3332,25÷3332,45 м локальное изменение концентрации урана при изменении общего содержания органического углерода отличается от общей тенденции изменения концентрации U урана при изменении общего содержания TOC органического углерода, характерной для рассматриваемых пород нефтематеринских сланцевых толщ (см. круглые маркеры на Фиг. 4а и квадратные маркеры на Фиг. 4б), что хорошо видно при сопоставлении профиля концентрации урана, детализированного с использованием профиля теплопроводности, и менее детального профиля концентрации урана, полученного в результате гамма-спектрометрии (Фиг. 4г). При этом в интервале 3332,25÷3332,45 м наблюдается повышение общего содержания органического углерода относительно общего тренда изменения концентрации урана при изменении общего содержания органического углерода, что свидетельствует о привносе органического углерода в породу в виде углеводородов, иными словами, о перемещении в этот интервал углеводородов, образованных в другом интервале. Следовательно, интервал 3332,25÷3332,45 м, отвечающий субвосстановительным условиям осадконакопления как было установлено выше, является перспективным для разработки с применением стимуляции пласта.The identification of intervals corresponding to natural reservoirs and sections of the section, promising for development using reservoir stimulation technologies, using the results of profiling of uranium concentration and thermal conductivity and reconstruction of the redox conditions of sedimentation of rocks of oil source shale strata. In the oil source shale strata, the potential natural reservoir contains a minimum amount of organic matter capable of retaining the hydrocarbons formed by it, and has increased filtration and volumetric properties in comparison with the rest of the layers. Potential natural reservoirs are characterized by the minimum values of the uranium concentration and the minimum values of the total organic carbon content, and are also located in the depth interval corresponding to the suoxidative environments of sedimentation. On the graph (Fig.4c), the intervals of natural reservoirs correspond to areas shaded horizontally and corresponding to the reconstruction of suboxidative sedimentation conditions in the intervals 3331.84 ÷ 3331.95 m, 3331.98 ÷ 3332.03 m and 3332.1 ÷ 3332.15 m The sections of the section, promising for development using reservoir stimulation, should contain trapped (stationary) oil or heavy hydrocarbons, and can be distinguished on the basis of an analysis of the relationship between uranium concentration and total organic carbon content. The intervals in the sections of the section with sub-reduction and reduction conditions of sedimentation in which there is a reduced concentration of uranium or an increased total organic carbon content relative to the general trend of changes in the concentration of uranium with a change in the total content of organic carbon are promising for development with the use of reservoir stimulation. In the range of 3332.25 ÷ 3332.45 m, the local change in uranium concentration with a change in the total content of organic carbon differs from the general trend of change in the concentration of uranium U with a change in the total content of TOC of organic carbon, which is characteristic of the rocks of the oil source shale strata under consideration (see round markers in Fig. 4a and square markers in Fig. 4b), which is clearly seen when comparing the uranium concentration profile detailed using the thermal conductivity profile and the less detailed uranium concentration profile obtained as a result of gamma spectrometry (Fig. 4d). At the same time, in the interval 3332.25 ÷ 3332.45 m, there is an increase in the total content of organic carbon relative to the general trend of change in the concentration of uranium with a change in the total content of organic carbon, which indicates the introduction of organic carbon into the rock in the form of hydrocarbons, in other words, about the movement into this an interval of hydrocarbons formed in another interval. Consequently, the interval 3332.25 ÷ 3332.45 m, corresponding to the sub-reduction conditions of sedimentation, as stated above, is promising for development with the use of reservoir stimulation.
Осуществляют расчленение разреза по регистрируемым свойствам пород нефтематеринских сланцевых толщ на основе дополнительных результатов профилирования концентраций тория и калия. Для определения концентраций тория и калия в блоке (3) гамма-регистраторе зарегистрированное распределение по амплитуде электрических импульсов (спектр) раскладывается на три составляющие – урановую, ториевую и калиевую - с использованием опорных/калибровочных спектров, полученных при измерениях на образцовых мерах c известными массовыми концентрациями урана, тория и калия, приводя к системе уравнений с неизвестными коэффициентами – массовыми концентрациями урана, тория и калия для каждого участка образцов пород вдоль линии профилирования с заданной величиной дискретизации 100 мм. Массовые концентрации тория и калия определяются в результате решения полученной системы уравнений для каждого участка образцов пород вдоль линии профилирования. Сопоставление результатов профилирования теплопроводности с результатами профилирования тория и калия, часто используемого при геологической интерпретации и расчленении разрезов нефтяных сланцевых толщ (см. [10]), позволяет разделить породы нефтематеринской сланцевой толщи, содержащие глинистые минералы, на породы, образованные при фоновой или гидродинамической морской седиментации. Для этого выбирают интервалы с повышенным содержанием глинистых минералов, т.е. интервалы с граничным значением Th/U > 1 усл.ед. (см. [10, 12]). Затем выбранные интервалы сопоставляют с интервалами, характеризующимися различными окислительно-восстановительными условиями осадконакопления, определенными по результатам профилирования концентраций урана и общего содержания органического углерода. Обстановки, соответствующие субвосстановительным условиям осадконакопления, отражают фоновую морскую седиментацию глин. Повышенные значения количества тория и калия, наблюдающиеся в интервалах глубин, характеризующихся субокислительными (или даже окислительными) условиями осадконакопления, отражают седиментацию с повышенным влиянием склоновых процессов и подводных потоков (гидродинамическую). По отношению концентраций Th/U, U/K, Th/K, рассчитанных по результатам профилирования концентраций урана, тория и калия (Фиг. 5а), выделяется два интервала. Нижний интервал 3332,3÷3332,9 м соответствует типичным нефтяным сланцам с повышенным содержанием органического вещества и отношением Th/U<1 усл.ед. Верхний интервал 3331,8÷3332,3 м содержит глинистые прослои, где, на фоне нефелоидной морской седиментации, наблюдаются прослои на уровнях 3331,9 и 3332,2 м, отложенные подводными потоками, судя по увеличенным значениям Th/U>5 и данным по реконструкции обстановок осадконакопления (заштрихованные горизонтально интервалы, Фиг. 4в).The section is subdivided according to the recorded properties of the rocks of the oil source shale strata on the basis of additional results of profiling the concentrations of thorium and potassium. To determine the concentrations of thorium and potassium in the unit (3) of the gamma recorder, the recorded distribution of the amplitude of electrical impulses (spectrum) is decomposed into three components - uranium, thorium and potassium - using the reference / calibration spectra obtained by measurements on standard measures with known mass concentrations of uranium, thorium and potassium, leading to a system of equations with unknown coefficients - mass concentrations of uranium, thorium and potassium for each section of rock samples along the profiling line with a given sampling rate of 100 mm. The mass concentrations of thorium and potassium are determined by solving the resulting system of equations for each section of rock samples along the profiling line. Comparison of the results of profiling of thermal conductivity with the results of profiling of thorium and potassium, which is often used in geological interpretation and dismemberment of sections of oil shale strata (see [10]), makes it possible to divide the rocks of the oil source shale strata containing clay minerals into rocks formed during the background or hydrodynamic marine sedimentation. For this, intervals with a high content of clay minerals are selected, i.e. intervals with the boundary value Th / U> 1 conventional units (see [10, 12]). Then the selected intervals are compared with the intervals characterized by different redox conditions of sedimentation, determined from the results of profiling of uranium concentrations and total organic carbon content. The settings corresponding to the sub-reduction conditions of sedimentation reflect the background marine sedimentation of clays. The increased values of the amount of thorium and potassium, observed in the depth intervals, characterized by suboxidative (or even oxidative) conditions of sedimentation, reflect sedimentation with an increased influence of slope processes and underwater flows (hydrodynamic). In relation to the concentration ratio Th / U, U / K, Th / K, calculated from the results of profiling the concentrations of uranium, thorium and potassium (Fig. 5a), two intervals are distinguished. The lower interval 3332.3 ÷ 3332.9 m corresponds to typical oil shale with a high organic matter content and Th / U ratio <1 conventional units. The upper interval 3331.8 ÷ 3332.3 m contains clayey interlayers, where, against the background of nepheloid marine sedimentation, there are interlayers at 3331.9 and 3332.2 m levels, deposited by underwater flows, judging by the increased values of Th / U> 5 and data on the reconstruction of sedimentation environments (horizontally shaded intervals, Fig. 4c).
Для дополнительного профилирования температуропроводности и обемной теплоемкости пород нефтематеринских сланцевых толщ, которые определяют по формулам (6) и (7), соответсвенно, на конвейерной платформе (1) вместе с образцами (2) пород размещают две образцовых меры (6) с известными теплопроводностью и температуропроводностью, например, образец кварцевого стекла КВ с теплопроводностью 1,35 Вт/(м⋅К) и температуропроводностью 0,827 мм2/с и образец белого мрамора с теплопроводностью 3,15 Вт/(м⋅К) и температуропроводностью 1,31 мм2/с. Далее, при помощи результатов профилирования концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, а также общего содержания органического углерода и с учетом длины образцов керна, которая регистрируется блоком (5) оптического сканирования при профилировании теплопроводности, осуществляют выбор образцов пород, которые являются типичными для интервалов глубин, отвечающих разным окислительно-восстановительным условиям осадконакопления, и длина которых позволяет изготовить из них дополнительные образцы пород заранее заданного размера для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород. По полученным для выбранных образцов профилям теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости на каждом образце выбирают участки для изготовления дополнительных образцов пород заранее заданного размера для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород. Для этого задаются размером образцов в 6 см, планируемых к отбору для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований, характерным для направления движения конвейерной платформы. Для геохимических исследований длина в 6 см на первый взгляд кажется избыточной, но для последующего комплексирования результатов петрофизических и геохимических исследований важно отбирать образцы на геохимические исследования, во-первых, с тех же интервалов глубин, что и образцы на петрофизические исследования. Во-вторых, обоснованность отбора на геохимические исследования на 6 см участке повышается, если учитывать среднее значение общего содержания органического углерода участка и осуществлять отбор на пиролиз из интервала глубин данного участка характеризующегося близким значением ТОС с детального профиля. Затем по длинам профилей теплопроводности выделяют интервалы глубин, содержащие участки образцов пород длиной не менее 6 см. Для каждого выделенного интервала глубин вычисляют средние значения теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода (Фиг. 5б, кривая 1 - средние значения теплопроводности λ, кривая 2 - средние значения объемной теплоемкости С и кривая 3 - средние значения концентрации U урана выделенных участков длиной 6 см; средние значения показаны на глубинах, соответствующих середине участка с размерами достаточными для отбора шестисантиметрового образца) путем усреднения значений профилей теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода в выделенных шестисантиметровых интервалах глубин. Кроме того, для каждого выделенного шестисантиметрового интервала глубин вычисляют коэффициент тепловой неоднородности β (см. [13, 15]), характеризующий степень вариаций теплопроводности вдоль линии профилирования теплопроводности, по соотношению For additional profiling of thermal diffusivity and volumetric heat capacity of rocks of oil source shale strata, which are determined by formulas (6) and (7), respectively, on the conveyor platform (1), together with rock samples (2), two exemplary measures (6) with known thermal conductivity and thermal diffusivity, for example, a sample of KV quartz glass with a thermal conductivity of 1.35 W / (m⋅K) and a thermal diffusivity of 0.827 mm 2 / s and a sample of white marble with a thermal conductivity of 3.15 W / (m⋅K) and a thermal diffusivity of 1.31 mm 2 /with. Further, using the results of profiling the concentration of uranium, thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, as well as the total content of organic carbon and taking into account the length of the core samples, which is recorded by the optical scanning unit (5) during the profiling of thermal conductivity, the selection of rock samples that are typical for depth intervals corresponding to different redox conditions of sedimentation, and the length of which makes it possible to make additional rock samples of a predetermined size for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties. According to the profiles of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity obtained for the selected samples, areas are selected on each sample for the production of additional rock samples of a predetermined size for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties. To do this, the size of the samples of 6 cm, planned for selection for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies, characteristic of the direction of movement of the conveyor platform, is set. For geochemical studies, a length of 6 cm at first glance seems excessive, but for the subsequent integration of the results of petrophysical and geochemical studies, it is important to take samples for geochemical studies, firstly, from the same depth intervals as samples for petrophysical studies. Secondly, the validity of sampling for geochemical studies at a 6 cm site increases if we take into account the average value of the total organic carbon content of the site and carry out sampling for pyrolysis from the depth interval of this site, characterized by a close TOC value from the detailed profile. Then, according to the lengths of the thermal conductivity profiles, the intervals of depths are distinguished containing sections of rock samples with a length of at least 6 cm.For each selected interval of depths, the average values of thermal conductivity, volumetric heat capacity and total content of organic carbon are calculated (Fig.5b, curve 1 - average values of thermal conductivity λ, curve 2 - average values of the volumetric heat capacity C and curve 3 - average values of the concentration U of uranium of the selected
β=(λmax-λmin)/λavg,β = (λ max -λ min ) / λ avg ,
где λmax, λmin, λavg – соответственно максимальное, минимальное и среднее значения теплопроводности шестисантиметрового участка образца для профиля теплопроводности вдоль линии сканирования. Результаты вычислений показаны на Фиг. 5б, где значение β каждого шестисантиметрового участка показаны на глубинах, соответствующих его середине. Анализируя информацию на Фиг. 4, 5 выбирают по значениям β коэффициента тепловой неоднородности (Фиг. 5б) наименее неоднородные (с наименьшими значениями β) участки для выпиливания образцов заданного размера (6 см) из интервалов глубин, отвечающих разным окислительно-восстановительным условиям осадконакопления и характеризующихся значениями теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода распределенными по всему интервалу изменения теплопроводности, объемной теплоемкости и общего содержания органического углерода соответственно, установленному в процессе профилирования образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ. Например, шестисантиметровые образцы при отборе на участках с центрами на глубине 3331,85 м и 3332,1 будут характеризоваться приблизительно одинаковыми средними значениями теплопроводности (2,31 и 2,35 Вт/(м⋅К)), причем сформированы соответствующие участки пород в одинаковых окислительно-восстановительных условиях. При этом второй из образцов не будет представительным для рассматриваемого разреза из-за значительной неоднородности (коэффициент его неоднородности 1,0 почти в два раза выше, чем коэффициент неоднородности 0,53 первого образца). Из-за высокой неоднородности непредставительными будут также шестисантиметровые образцы при отборе вблизи глубин 3332,65 м и 3332,85 м. Шестисантиметровые образцы при отборе на участках с центрами на глубине 3332,4 м и 3332,77 будут характеризоваться приблизительно одинаковыми средними значениями теплопроводности (1,59 и 1,61 Вт/(м⋅К)) и значениями коэффициента тепловой неоднородности (0,11), причем соответствующие породы сформированы в одинаковых окислительно-восстановительных условиях. Тем не менее, оба образца необходимо отбирать, так как соответствующие участки пород существенно различаются по объемной теплоемкости (1,92 и 2,15 МДж/(м3⋅К)). where λ max , λ min , λ avg are respectively the maximum, minimum and average values of the thermal conductivity of a six-centimeter section of the sample for the thermal conductivity profile along the scanning line. The calculation results are shown in FIG. 5b, where the β values of each 6-centimeter section are shown at depths corresponding to its middle. Analyzing the information in FIG. 4, 5, according to the β values of the thermal heterogeneity coefficient (Fig.5b), the least heterogeneous (with the smallest β values) areas for cutting out specimens of a given size (6 cm) from the depth intervals corresponding to different redox conditions of sedimentation and characterized by the values of thermal conductivity, volumetric heat capacity and total organic carbon content distributed over the entire range of changes in thermal conductivity, volumetric heat capacity and total organic carbon content, respectively, established in the process of profiling rock samples of oil-source shale strata. For example, 6-centimeter samples, when selected in areas with centers at a depth of 3331.85 m and 3332.1, will be characterized by approximately the same average values of thermal conductivity (2.31 and 2.35 W / (m⋅K)), and the corresponding sections of rocks are formed in the same redox conditions. In this case, the second of the samples will not be representative for the section under consideration due to significant heterogeneity (the coefficient of heterogeneity of 1.0 is almost two times higher than the coefficient of heterogeneity of 0.53 of the first sample). Due to the high heterogeneity, 6-centimeter samples will also be unrepresentative when taken near the depths of 3332.65 m and 3332.85 m. Six-centimeter samples when taken in areas with centers at a depth of 3332.4 m and 3332.77 will be characterized by approximately the same average values of thermal conductivity ( 1.59 and 1.61 W / (m⋅K)) and values of the coefficient of thermal heterogeneity (0.11), and the corresponding rocks were formed under the same redox conditions. Nevertheless, both samples must be taken, since the corresponding rock areas differ significantly in terms of volumetric heat capacity (1.92 and 2.15 MJ / (m 3 ⋅K)).
При установке образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ на конвейерную платформу (1) между соседними образцами (2) пород и образцовыми мерами (6) устанавливают теплоизолирующие прокладки. В качестве материала для теплоизолирующих прокладок выбирают асбестовую ткань, теплопроводность которой имеет низкое значение – 0,15 Вт/(м⋅К). Асбестовая ткань благодаря своей малой толщине (около 2 мм) и гибкости прижимать практически вплотную образцы пород на конвейерной платформе. После установки теплоизолирующих прокладок измеряют толщину теплоизолирующих прокладок, которая составила в приводимом примере 2 мм. Измеренную толщину 2 мм учитывают далее при обработке результатов профилирования концентрации урана, тория, калия, теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости, общего содержания органического углерода образцов пород, чтобы точно совместить профили концентрации урана, тория, калия, теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости, общего содержания органического углерода по длине образцов пород для совместной обработки профилей. Учет толщины теплоизолирующих прокладок осуществляют, исключая участки профилей теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, соответствующие участкам теплоизолирующих прокладок, из общих профилей теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости образцов пород.When installing rock samples of oil source shale strata on the conveyor platform (1), heat-insulating gaskets are installed between adjacent rock samples (2) and exemplary measures (6). As a material for heat-insulating gaskets, an asbestos fabric is chosen, the thermal conductivity of which has a low value - 0.15 W / (m⋅K). Asbestos fabric, due to its low thickness (about 2 mm) and flexibility, press rock samples almost tightly on the conveyor platform. After installing the heat-insulating gaskets, the thickness of the heat-insulating gaskets is measured, which in the given example was 2 mm. The measured thickness of 2 mm is taken into account further when processing the results of profiling the concentration of uranium, thorium, potassium, thermal conductivity, thermal diffusivity, volumetric heat capacity, total organic carbon content of rock samples in order to accurately combine the concentration profiles of uranium, thorium, potassium, thermal conductivity, thermal diffusivity, volumetric heat capacity, total organic carbon content along the length of rock samples for joint processing of profiles. The thickness of the heat-insulating gaskets is taken into account, excluding the sections of the profiles of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, corresponding to the sections of the heat-insulating gaskets, from the general profiles of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity of rock samples.
Для реализации устройства для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ используют спектральный профильный гамма-регистратор производителя Core Lab Instruments (см. [1]), в состав которого входят блок (3) детектора гамма-излучения, обеспечивающий возможность регистрировать концентрацию урана в образцах пород, и конвейерную платформу (1) для размещения на ней в один ряд набора образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ, которая может перемещаться с постоянной скоростью относительно блока (3) детектора гамма-излучения. Дополнительно на блоке (3) детектора гамма-излучения позади него по ходу движения платформы размещают узел (9), на котором закрепляют блок ((3)) оптического сканирования. Блок (5) оптического сканирования располагают и ориентируют на блоке (3) детектора гамма-излучения так, что он находится над конвейерной платформой (1) с расположенными на ней образцами (2) пород. Блок (5) оптического сканирования включает в себя оптический источник (7) тепловой энергии – полупроводниковый лазер непрерывного действия PUMA-970-10 с длиной волны 0,97 мкм. Дополнительно блок (5) оптического сканирования содержит узел (10) регулировки формы и размеров пятна нагрева образцов (2) пород, представляющий собой градан с определенным законом распределения коэффициентом преломления излучения лазера и диафрагму, при помощи которых формируют на поверхности образцов пород пятно нагрева в форме эллипса с длинной осью 15 мм, ориентированной вдоль движения конвейерной платформы (1) с образцами пород (2), и с короткой осью 5 мм, ориентированной перпендикулярно направлению (4) движения конвейерной платформы (1) с образцами (2) пород. Пятно нагрева неподвижно относительно блока (3) детектора гамма-излучения, блока (5) оптического сканирования и полей зрения инфракрасных датчиков (8) температуры, но перемещается при включении конвейерной платформы (1) по поверхности образцов пород вдоль них по прямой. Для источника (7) тепловой энергии имеется возможность регулировки полезной мощности в пятне нагрева на поверхности образцов (2) пород. Кроме этого в состав блока (5) оптического сканирования включены блок питания и два инфракрасных датчика (8) температуры, использующие пироэлектрические приемники инфракрасного излучения с фильтром и работающие в диапазоне длин волн 1-15 мкм. Один датчик температуры (8) выполнен так, что он регистрирует температуру образцов пород на линии нагрева до нагрева образцов, для чего поле зрения этого датчика (8) температуры прямоугольной формы с размерами 3х3 мм располагают на линии нагрева в 20 мм впереди пятна нагрева по ходу движения пятна нагрева по поверхности (2) образцов. Второй датчик (8) температуры расположен так, что он регистрирует температуру нагретых образцов (2) пород на линии движения пятна нагрева по поверхности образцов (2) пород, для чего поле зрения этого датчика (8) температуры расположено на линии нагрева в 50 мм позади пятна нагрева по ходу движения пятна нагрева по поверхности образцов (2). Таким образом, при движении конвейерной платформы (1) относительно неподвижных блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования обеспечивается одновременная регистрирация профиля концентрации урана и профиля теплопроводности для образцов (2) пород, расположенных на конвейерной платформе (1) и движущихся вместе с конвейерной платформой (1) с постоянной скоростью относительно блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования. Профиль теплопроводности для каждого образца (2) пород регистрируется с некоторой задержкой по времени относительно регистрации профиля концентрации урана, так как образцы (2) пород на конвейерной платформе (1) во время своего непрерывного движения проходят мимо блока (3) детектора раньше, чем мимо блока (3) оптического сканирования. После установки образцов (2) на конвейерную платформу (1) при помощи узла (11) регулировки положения блока (5) оптического сканирования относительно набора образцов (2) пород в каждом из трех взаимно перпендикулярных направлений, ориентированных как вдоль направления (4) движения конвейерной платформы (1), так и поперек него, устанавливают положение блока (5) оптического сканирования так, что как пятно нагрева, так и поля зрения инфракрасных датчиков (8) температуры сфокусированы одинаково на поверхности всех образцов (2) пород, размещенных на конвейерной платформе (1). Для обеспечения пространственной разрешающей способности профилирования теплопроводности в 1 мм и для обеспечения полной погрешности измерений теплопроводности не хуже ±4% при помощи блока (12) регулировки постоянной времени датчиков (8) температуры устанавливают постоянную времени для регистрации профиля теплопроводности 0,2 с. Перед включением движения конвейерной платформы (1) с образцами (2) пород включают блок (13) синхронизации, который обеспечивает синхронизацию включения движения конвейерной платформы (1), блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования. При помощи блока (13) синхронизации задают скорость перемещения конвейерной платформы (1) с образцами пород 5 мм/с одновременно относительно блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования. Перед включением движения конвейерной платформы (1) с образцами (2) пород включают также блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования, который обеспечивает обработку результатов профилирования концентрации урана, поступающих с блока детектора (3) гамма-излучения, результатов профилирования теплопроводности, поступающих с блока (5) оптического сканирования, и преобразование результатов профилирования теплопроводности в профили общего содержания органического углерода вдоль набора образцов пород, реконструкции окислительно-восстановительных условий осадконакопления по результатам совокупности измерений, выполненных блоком детектора гамма-излучения и блоком оптического сканирования. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (3) оптического сканирования выполнен с возможностью учета того, что профилирование одних и тех же образцов пород, расположенных на одной подвижной конвейерной платформе (1), осуществляется блоком (3) детектора гамма-излучения и блоком (3) оптического сканирования со сдвигом по времени.To implement a device for profiling the properties of rock samples of oil source shale strata, a spectral profile gamma recorder manufactured by Core Lab Instruments is used (see [1]), which includes a gamma radiation detector unit (3), which provides the ability to register the concentration of uranium in rock samples , and a conveyor platform (1) for placing on it in one row a set of rock samples of oil-source shale strata, which can move at a constant speed relative to the block (3) of the gamma-radiation detector. Additionally, on the block (3) of the gamma radiation detector behind it in the direction of the platform movement, a unit (9) is placed, on which the optical scanning unit ((3)) is fixed. The optical scanning unit (5) is located and oriented on the gamma-radiation detector unit (3) so that it is located above the conveyor platform (1) with rock samples (2) located on it. The optical scanning unit (5) includes an optical source (7) of thermal energy - a continuous semiconductor laser PUMA-970-10 with a wavelength of 0.97 μm. Additionally, the optical scanning unit (5) contains a unit (10) for adjusting the shape and size of the heating spot of rock samples (2), which is a hailstone with a certain distribution law of the refractive index of laser radiation and a diaphragm, with which a heating spot is formed on the surface of rock samples in the form an ellipse with a long axis of 15 mm, oriented along the movement of the conveyor platform (1) with rock samples (2), and with a short axis of 5 mm, oriented perpendicular to the direction (4) of movement of the conveyor platform (1) with rock samples (2). The heating spot is stationary relative to the gamma-radiation detector unit (3), the optical scanning unit (5) and the fields of view of infrared temperature sensors (8), but moves when the conveyor platform (1) is turned on along the surface of the rock samples along them in a straight line. For the source (7) of thermal energy, it is possible to adjust the useful power in the heating spot on the surface of the samples (2) rocks. In addition, the optical scanning unit (5) includes a power supply and two infrared temperature sensors (8), using pyroelectric infrared receivers with a filter and operating in the wavelength range of 1-15 microns. One temperature sensor (8) is made so that it registers the temperature of the rock samples on the heating line before the samples are heated, for which the field of view of this sensor (8) of rectangular temperature with dimensions of 3x3 mm is placed on the
Для возможности закрепления блока (5) оптического сканирования как позади, так и впереди блока (3) детектора гамма-излучения, детектор (3) гамма-излучения снабжают двумя узлами (9) крепления блока (5) оптического сканирования на блоке (3) детектора гамма-излучения. Один узел (9) крепления представляет собой кронштейн, который одним своим концом прикрепляется к блоку (3) детектора гамма-излучения со стороны, удаленной от начала конвейерной платформы (1), а другим концом прикрепляется к блоку (5) оптического сканирования, и который предназначен для крепления блока (6) оптического сканирования позади блока (3) детектора гамма-излучения по ходу движения конвейерной платформы (1) с набором образцов пород и образцовых мер. Другой узел (9) крепления представляет собой кронштейн, который одним своим концом прикрепляется к блоку (3) детектора гамма-излучения со стороны начала конвейерной платформы (1), а другим концом прикрепляется к блоку (5) оптического сканирования и предназначен для крепления блока (5) оптического сканирования впереди блока (3) детектора гамма-излучения по ходу движения конвейерной платформы с набором образцов пород и образцовых мер. For the possibility of fixing the optical scanning unit (5) both behind and in front of the gamma radiation detector unit (3), the gamma radiation detector (3) is equipped with two nodes (9) for fastening the optical scanning unit (5) to the detector unit (3) gamma radiation. One attachment unit (9) is a bracket that is attached at one end to the gamma-radiation detector unit (3) from the side remote from the beginning of the conveyor platform (1), and at the other end is attached to the optical scanning unit (5), and which is intended for mounting the optical scanning unit (6) behind the gamma-radiation detector unit (3) along the movement of the conveyor platform (1) with a set of rock samples and exemplary measures. Another attachment unit (9) is a bracket, which is attached at one end to the gamma-radiation detector unit (3) from the side of the beginning of the conveyor platform (1), and at the other end is attached to the optical scanning unit (5) and is intended for fixing the unit ( 5) optical scanning in front of the unit (3) of the gamma-radiation detector in the direction of movement of the conveyor platform with a set of rock samples and exemplary measures.
Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполняют с возможностью определения генерационного потенциала пород нефтематеринских сланцевых толщ по результатам совокупности измерений, выполненных блоком (3) детектора гамма-излучения и блоком (5) оптического сканирования. В блоке (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования осуществлена возможность автоматического приведения профиля общего содержания органического углерода к пространственной разрешающей способности, характеризующей детальность профилирования концентрации урана, которую реализовывают путем усреднения значений профиля общего содержания органического углерода в окне 100 мм с центром в участках пород, на которых зарегистрирована концентрация урана. Для автоматического осуществления корреляционного анализа задают доверительную вероятность 0,95. При определении генерационного потенциала используют граничные значения общего содержания органического углерода равные 1%, 2% и 4% согласно градации Тиссо и Вельте (см. [11])The signal processing unit (14) of the unit (3) of the gamma radiation detector and the unit (5) of the optical scanning is performed with the possibility of determining the generation potential of the rocks of the oil source shale strata according to the results of the set of measurements performed by the unit (3) of the gamma radiation detector and the unit (5) optical scanning. In the block (14) processing the signals of the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of the optical scanning, it is possible to automatically bring the profile of the total content of organic carbon to the spatial resolution, which characterizes the detail of the profiling of the concentration of uranium, which is realized by averaging the values of the profile of the total content organic carbon in a 100 mm window centered on rock areas where uranium concentration was recorded. For the automatic implementation of the correlation analysis, a confidence level of 0.95 is set. When determining the generation potential, the boundary values of the total organic carbon content are used equal to 1%, 2% and 4% according to the Tissot and Welte gradation (see [11])
Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполняют с возможностью выделения естественных коллекторов и интервалов разреза, перспективных для разработки с применением технологий стимуляции пласта, по результатам совокупности измерений, выполненных блоком детектора гамма-излучения и блоком оптического сканирования. Для автоматического выделения потенциальных естественных коллекторов задают граничное значение концентрации урана в 25 ppm и граничное значение общего содержания органического углерода в 4% (массовых). Для автоматического осуществления корреляционного анализа при выделении участков разреза, перспективных для разработки с применением стимуляции пласта, задают доверительную вероятность 0,95.The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma radiation detector and the unit (5) of the optical scanning is performed with the possibility of identifying natural reservoirs and intervals of the section that are promising for development using reservoir stimulation technologies, based on the results of a set of measurements performed by the gamma detector unit. radiation and optical scanning unit. To automatically identify potential natural reservoirs, a limit value for the uranium concentration of 25 ppm and a limit value for the total organic carbon content of 4% (mass) are set. For the automatic implementation of the correlation analysis when identifying sections of the section that are promising for development with the use of reservoir stimulation, a confidence level of 0.95 is set.
В одном из вариантов предложенного технического решения устройство для профилирования свойств образцов пород нефтематеринских сланцевых толщ выполняют так, что блок (3) детектора гамма-излучения дополнительно обеспечивает возможность регистрации концентраций тория и калия. При этом блок (14) обработки сигналов блока детектора (3) гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен так, что дополнительно обеспечивает возможность обработки результатов профилирования концентрации тория и калия, поступающих с блока (3) детектора гамма-излучения, и обеспечивает возможность расчленения разреза по регистрируемым свойствам пород нефтематеринских сланцевых толщ по результатам совокупности измерений, выполненных блоком (3) детектора гамма-излучения и блоком (5) оптического сканирования. При этом для расчленение разреза на интервалы с повышенным и пониженным содержанием глинистых минералов согласно подходу Фертла применяют граничные значения отношений отношений Th/U, U/K, Th/K, на основе имеющихся результатов исследований для рассматриваемого района работ: граничное значение для отношения Th/U принимается равным 1 усл. ед.(см. [12]), U/K – 1,5 усл.ед, Th/K – 3 усл.ед.In one of the variants of the proposed technical solution, the device for profiling the properties of rock samples of oil-source shale strata is made in such a way that the gamma-radiation detector unit (3) additionally provides the possibility of recording the concentrations of thorium and potassium. In this case, the unit (14) for processing signals from the gamma-radiation detector unit (3) and the optical scanning unit (5) is designed in such a way that it additionally makes it possible to process the results of profiling the concentration of thorium and potassium coming from the unit (3) of the gamma-radiation detector, and provides the possibility of dismembering the section according to the recorded properties of the rocks of the oil source shale strata according to the results of a set of measurements performed by the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of the optical scanning. At the same time, for dividing the section into intervals with increased and decreased contents of clay minerals, according to Firth's approach, the boundary values of the Th / U, U / K, Th / K ratios are used, based on the available research results for the considered area of work: the boundary value for the Th / U is taken equal to 1 conv. units (see [12]), U / K - 1.5 conventional units, Th / K - 3 conventional units.
Для обеспечения дополнительной возможности профилирования температуропроводности и объемной теплоемкости устройство изотавливают так, что блок оптического сканирования выполнен с дополнительной возможностью профилирования температуропроводности и объемной теплоемкости. В таком варианте устройства в блоке (5) оптического сканирования размещают третий датчик температуры, который предназначен для регистрации профиля температуры нагрева образцов (2) пород и образцовых мер (6) в стороне от линии нагрева образцов (2) пород и образцовых мер (6). Для бесконтактной регистрации данного профиля температуры может быть использован пироэлектрический приемник инфракрасного излучения, работающий в диапазоне длин волн 1-10 мкм. Поле зрения третьего датчика температуры прямоугольной формы с размерами 3×3 мм располагают вдоль линии нагрева в 50 мм позади пятна нагрева по ходу движения пятна нагрева по поверхности образцов (2) и в 6 мм в стороне от линии нагрева. На конвейерную платформу (1) в одну линию с образцами (2) пород размещают две образцовые меры (6) с известными разными теплопроводностью и объемной теплоемкостью: образец кварцевого стекла КВ с теплопроводностью 1,35 Вт/(м⋅К) и температуропроводностью 0,827 мм2/с и образец белого мрамора с теплопроводностью 3,15 Вт/(м⋅К) и температуропроводностью 1,31 мм2/с. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования создают так, что он использует результаты определения линий профилирования теплопроводности вдоль каждого образца (2) породы из размещаемых на конвейерной платформе (1). В результате блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования выполнен так, что имеет возможность установления образцов (2) пород нефтематеринских сланцевых толщ, из числа изученных путем профилирования концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, с достаточной длиной для изготовления из установленных изученных образцов пород дополнительных образцов пород заранее заданного размера, отбираемых для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород, по результатам профилирования теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости. Блок (14) обработки сигналов блока (3) детектора гамма-излучения и блока (5) оптического сканирования обеспечивается также возможностью последующего установления участков достаточного размера в пределах установленных образцов пород, отобранных по результатам профилирования концентрации урана, теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости, степени тепловой неоднородности и общего содержания органического углерода для изготовления дополнительных образцов пород, отбираемых для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород, для изготовления дополнительных образцов пород заранее заданного размера, отбираемых для последующих лабораторных петрофизических и геохимических исследований свойств пород.To provide an additional possibility of profiling the thermal diffusivity and volumetric heat capacity, the device is isolated so that the optical scanning unit is made with the additional possibility of profiling the thermal diffusivity and volumetric heat capacity. In this version of the device, a third temperature sensor is placed in the optical scanning unit (5), which is designed to record the heating temperature profile of rock samples (2) and exemplary measures (6) away from the heating line of rock samples (2) and exemplary measures (6) ... For contactless registration of this temperature profile, a pyroelectric infrared detector operating in the wavelength range of 1-10 microns can be used. The field of view of the third temperature sensor of a rectangular shape with dimensions of 3 × 3 mm is placed along the heating line 50 mm behind the heating spot in the direction of the heating spot along the surface of the samples (2) and 6 mm away from the heating line. Two exemplary measures (6) with known different thermal conductivity and volumetric heat capacity are placed on the conveyor platform (1) in one line with the rock samples (2): a sample of KV quartz glass with a thermal conductivity of 1.35 W / (m⋅K) and a thermal diffusivity of 0.827 mm 2 / s and a sample of white marble with a thermal conductivity of 3.15 W / (m⋅K) and a thermal diffusivity of 1.31 mm 2 / s. The signal processing unit (14) of the gamma-radiation detector unit (3) and the optical scanning unit (5) is created so that it uses the results of determining the lines of thermal conductivity profiling along each rock sample (2) from those placed on the conveyor platform (1). As a result, the unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of optical scanning is designed so that it has the ability to identify samples (2) of rocks of oil-source shale strata, from among those studied by profiling the concentration of uranium, thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, with sufficient length for making additional rock samples of a predetermined size from the established studied rock samples, selected for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties, based on the results of profiling of thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity. The unit (14) for processing signals from the unit (3) of the gamma-radiation detector and the unit (5) of optical scanning is also provided with the possibility of subsequent establishment of areas of sufficient size within the established rock samples, selected based on the results of profiling the uranium concentration, thermal conductivity, thermal diffusivity and volumetric heat capacity, degree thermal heterogeneity and total organic carbon content for the manufacture of additional rock samples taken for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties, for the manufacture of additional rock samples of a predetermined size, selected for subsequent laboratory petrophysical and geochemical studies of rock properties.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY
[1] Spectral Core Gamma System, производитель Core Lab Instruments, URL: https://www.corelab.com/cli/routine-rock/spectral-core-gamma-system (дата обращения: 18.10.2020). Поставщик в Росии ООО «Неолаб», sales@neolabllc.ru, URL: https://www.neolabllc.ru/printpdf/node/134 (дата обращения: 18.10.2020).[1] Spectral Core Gamma System, manufactured by Core Lab Instruments, URL: https://www.corelab.com/cli/routine-rock/spectral-core-gamma-system (date accessed: 18.10.2020). The supplier in Russia is Neolab LLC, sales@neolabllc.ru, URL: https://www.neolabllc.ru/printpdf/node/134 (date of access: 18.10.2020).
[2] Popov Y., Beardsmore G., Clauser C., Roy S. ISRM Suggested methods for determining thermal properties of rocks from laboratory tests at atmospheric pressure // Rock Mechanics and Rock Engineering. – 2016. – Vol. 49, № 10. – P. 4179–4207. – https://doi.org/10.1007/s00603-016-1070-5[2] Popov Y., Beardsmore G., Clauser C., Roy S. ISRM Suggested methods for determining thermal properties of rocks from laboratory tests at atmospheric pressure // Rock Mechanics and Rock Engineering. - 2016. - Vol. 49, No. 10. - P. 4179-4207. - https://doi.org/10.1007/s00603-016-1070-5
[3] Патент № 2153664 Российская Федерация, МПК G01N 25/18. Способ экспрессного определения теплопроводности твердых материалов и устройство для его осуществления: №99104768/28 : заявл. 04.03.1999 : опубл. 27.07.2000 / Попов Ю.А. - 27 с. [3] Patent No. 2153664 Russian Federation, IPC G01N 25/18. Method for express determination of thermal conductivity of solid materials and device for its implementation: No. 99104768/28: Appl. 03/04/1999: publ. 07/27/2000 / Popov Yu.A. - 27 p.
[4] Popov Yu., Parshin A., Chekhonin E., Gorobtsov D., Miklashevskiy D., Korobkov D., Suarez-Rivera R., Green S. Rock heterogeneity from thermal profiles using an optical scanning technique. 46th US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium, Chicago, Illinois, USA, 24-27 June, 2012. – Vol. 2. – P. 1186-1193.[4] Popov Yu., Parshin A., Chekhonin E., Gorobtsov D., Miklashevskiy D., Korobkov D., Suarez-Rivera R., Green S. Rock heterogeneity from thermal profiles using an optical scanning technique. 46th US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium, Chicago, Illinois, USA, June 24-27, 2012. - Vol. 2. - P. 1186-1193.
[5] Патент № 2720582 Российская Фекдерация, МПК G01N 33/24 (2006.01), E21B 49/00 (2006.01), G01V 9/00 (2006.01). Способ определения общего содержания органического вещества в породах сланцевых толщ, обогащенных углеводородами (варианты) : № 2019134305 : заявл. 25.10.2019 : опубл. 12.05.2020 / Попов Е.Ю., Карамов Т.И., Попов Ю.А., Спасенных М.Ю., Козлова Е.В. - 51 с. [5] Patent No. 2720582 Russian Federation, IPC G01N 33/24 (2006.01), E21B 49/00 (2006.01),
[6] Хаустова Н.А., Тихомирова Ю.И., Спасенных М.Ю., Попов Ю.А., Козлова Е.В., Воропаев А.В. U/Сорг отношение в нетрадиционных коллекторах: источник информации о процессах нефтеобразования и критерий продуктивности зональных интервалов разреза (на примере баженовской свиты) // Тр. научно-практического EAGE-SPE семинара «Наука о сланцах: теория и практика» / г. Москва, (апрель 2019 г.). – 4 с. – https://doi.org/10.3997/2214-4609.201900476[6] Khaustova N.A., Tikhomirova Yu.I., Spasennykh M.Yu., Popov Yu.A., Kozlova E.V., Voropaev A.V. U / Corg ratio in unconventional reservoirs: a source of information on the processes of oil formation and a criterion for the productivity of zonal intervals of the section (on the example of the Bazhenov formation) // Tr. scientific-practical EAGE-SPE seminar "Science of oil shale: theory and practice" / Moscow, (April 2019). - 4 p. - https://doi.org/10.3997/2214-4609.201900476
[7] Зубков М.Ю. Особенности распределения урана в битуминозных отложениях баженовской свиты (Западная Сибирь) // Каротажник. – 2015. – № 5 (251). – С. 3-32.[7] Zubkov M.Yu. Peculiarities of uranium distribution in bituminous deposits of the Bazhenov formation (Western Siberia) // Karotazhnik. - 2015. - No. 5 (251). - S. 3-32.
[8] Бычков А.Ю., Калмыков Г.А., Бугаев И.А., Балушкина Н.С., Калмыков А.Г. Геохимические особенности пород баженовской и абалакской свит (Западная Сибирь) // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 4. Геология. – 2016. – № 6. – С. 86-93.[8] Bychkov A.Yu., Kalmykov G.A., Bugaev I.A., Balushkina N.S., Kalmykov A.G. Geochemical features of rocks of the Bazhenov and Abalak formations (Western Siberia) // Vestn. Moscow University. Ser. 4. Geology. - 2016. - No. 6. - P. 86-93.
[9] Попов E.Ю., Габова А.В., Карпов И.А., Заграновская Д.Е., Ромушкевич Р.А., Спасенных М.Ю., Чехонин Е.М., Попов Ю.А. Связь теплопроводности и естественной радиоактивности пород баженовской свиты по результатам измерений в скважинах и на керне // Тр. 18-й научно-практической конференции по вопросам геологоразведки и разработки месторождений нефти и газа «Геомодель-2016» / г. Геленджик, (сентябрь 2016 г.). – 4 с. – https://doi.org/10.3997/2214-4609.201602271 [9] Popov E.Yu., Gabova AV, Karpov IA, Zagranovskaya DE, Romushkevich RA, Spasennykh M.Yu., Chekhonin EM, Popov Yu.A. Relationship between thermal conductivity and natural radioactivity of the rocks of the Bazhenov formation according to the results of measurements in wells and on the core // Tr. 18th scientific and practical conference on geological exploration and development of oil and gas fields "Geomodel-2016" / Gelendzhik, (September 2016). - 4 p. - https://doi.org/10.3997/2214-4609.201602271
[10] Фертл В.Х. Спектрометрия естественного гамма-излучения в скважине // Нефть, газ и нефтехимия. –1983. – № 3. – С. 23-29.[10] Firth V.Kh. Spectrometry of natural gamma radiation in a well // Oil, Gas and Petrochemistry. –1983. - No. 3. - S. 23-29.
[11] Тиссо Б., Вельте Д. Образование и распространение нефти : [Пер. с англ.] / Редактор(ы): Вассоевич Н.Б., Сейфуль-Мулюков Р.Б. - М. : Мир., 1981. - 501 с.[11] Tissot B., Welte D. Formation and distribution of oil: [Per. from English] / Editor (s): Vassoevich N.B., Seiful-Mulyukov R.B. - M.: Mir., 1981 .-- 501 p.
[12] Занин Ю.Н., Замирайлова А.Г., Эдер В.Г. Уран, торий и калий в черных сланцах баженовской свиты Западно-Сибирского морского бассейна // Литология и полезные ископаемые. – 2016. – № 1. – С. 82-94.[12] Zanin Yu.N., Zamirailova A.G., Eder V.G. Uranium, thorium and potassium in black shales of the Bazhenov formation of the West Siberian sea basin // Lithology and mineral resources. - 2016. - No. 1. - P. 82-94.
[13] Чехонин Е.М., Шакиров А.Б., Попов Е.Ю., Ромушкевич Р.А., Попов Ю.А., Богданович Н.Н., Рудаковская С.Ю. Роль теплофизического профилирования при отборе образцов керна нефтематеринских пород на лабораторные исследования // Тр. научно-практического EAGE-SPE семинара «Наука о сланцах: теория и практика» / г. Москва, (апрель 2019 г.). – 4 с. – https://doi.org/10.3997/2214-4609.201900478[13] Chekhonin E.M., Shakirov A.B., Popov E.Yu., Romushkevich R.A., Popov Yu.A., Bogdanovich N.N., Rudakovskaya S.Yu. The role of thermophysical profiling in the selection of core samples of oil source rocks for laboratory research // Tr. scientific-practical EAGE-SPE seminar "Science of oil shale: theory and practice" / Moscow, (April 2019). - 4 p. - https://doi.org/10.3997/2214-4609.201900478
[14] Попов Ю.А., Попов E.Ю., Чехонин Е.М., Габова А.В., Ромушкевич Р.А., Спасенных М.Ю., Заграновская Д.Е. Исследования баженовской свиты с применением непрерывного профилирования теплофизических характеристик на керне // Нефтяное Хозяйство. – 2017. – № 3. – С. 22-27. – https://doi.org/10.24887/0028-2448-2017-3-22-27[14] Popov Yu.A., Popov E.Yu., Chekhonin E.M., Gabova A.V., Romushkevich R.A., Spasnykh M.Yu., Zagranovskaya D.Ye. Investigations of the Bazhenov formation using continuous profiling of thermophysical characteristics on the core // Neftyanoye Khozyaistvo. - 2017. - No. 3. - S. 22-27. - https://doi.org/10.24887/0028-2448-2017-3-22-27
[15] Попов Е.Ю. Развитие экспериментальной базы тепловой петрофизики для изучения пород месторождений c трудноизвлекаемыми и нетрадиционными запасами углеводородов: специальность 25.00.10 «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Попов Евгений Юрьевич ; [Место защиты: Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта]. – Москва, 2019. – 256 с.[15] Popov E.Yu. Development of an experimental base of thermal petrophysics for studying rocks of deposits with hard-to-recover and unconventional hydrocarbon reserves: specialty 25.00.10 "Geophysics, geophysical methods of prospecting for minerals": dissertation for the degree of candidate of technical sciences / Popov Evgeny Yurievich; [Place of defense: Institute of Physics of the Earth named after O. Yu. Schmidt]. - Moscow, 2019 .-- 256 p.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021100117A RU2752306C1 (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Method and device for profiling properties of rock samples of oil shale thickness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021100117A RU2752306C1 (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Method and device for profiling properties of rock samples of oil shale thickness |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2752306C1 true RU2752306C1 (en) | 2021-07-26 |
Family
ID=76989491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021100117A RU2752306C1 (en) | 2021-01-11 | 2021-01-11 | Method and device for profiling properties of rock samples of oil shale thickness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2752306C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0633467A2 (en) * | 1993-07-09 | 1995-01-11 | Gamma-Metrics | Enhancement of measurment accuracy in bulk material analyzer |
| RU2330311C1 (en) * | 2006-10-18 | 2008-07-27 | Георгий Александрович Калмыков | Method of detection of productive collectors and determination of porosity thereof in deposits of bazhenov formation |
| EP1864126A4 (en) * | 2005-03-01 | 2011-09-14 | Scantech Int Pty Ltd | On-belt analyser system |
| RU2541721C1 (en) * | 2013-09-19 | 2015-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт" ФГУП "ВНИГРИ" | Method for determination of hydrocarbon kitchens in domanicoid and shale-bearing deposits in sections of deep wells |
| RU2684670C1 (en) * | 2018-08-01 | 2019-04-11 | Николай Николаевич Лаптев | Method of detecting improved reservoir properties of high-carbon rocks |
-
2021
- 2021-01-11 RU RU2021100117A patent/RU2752306C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0633467A2 (en) * | 1993-07-09 | 1995-01-11 | Gamma-Metrics | Enhancement of measurment accuracy in bulk material analyzer |
| EP1864126A4 (en) * | 2005-03-01 | 2011-09-14 | Scantech Int Pty Ltd | On-belt analyser system |
| RU2330311C1 (en) * | 2006-10-18 | 2008-07-27 | Георгий Александрович Калмыков | Method of detection of productive collectors and determination of porosity thereof in deposits of bazhenov formation |
| RU2541721C1 (en) * | 2013-09-19 | 2015-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт" ФГУП "ВНИГРИ" | Method for determination of hydrocarbon kitchens in domanicoid and shale-bearing deposits in sections of deep wells |
| RU2684670C1 (en) * | 2018-08-01 | 2019-04-11 | Николай Николаевич Лаптев | Method of detecting improved reservoir properties of high-carbon rocks |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Spectral Core Gamma System, производитель Core Lab Instruments, URL: https://www.corelab.com/cli/routine-rock/spectral-core-gamma-system, дата обращения: 18.10.2020. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Russell et al. | Rock types and permeability prediction from dipmeter and image logs: Shuaiba reservoir (Aptian), Abu Dhabi | |
| Liu | Principles and applications of well logging | |
| US9057795B2 (en) | Azimuthal cement density image measurements | |
| Deming et al. | Thermal histories and hydrocarbon generation: Example from Utah-Wyoming thrust belt | |
| Mondol | Well logging: Principles, applications and uncertainties | |
| Blackwell et al. | 14. Experimental Methods in Continental Heat Flow | |
| Hornby et al. | Comparison of fracture apertures computed from electrical borehole scans and reflected Stoneley waves: an integrated interpretation | |
| Niculescu et al. | Application of electrical resistivity tomography for imaging seawater intrusion in a coastal aquifer | |
| WO1996021872A1 (en) | Geophysical methods and apparatus for determining the hydraulic conductivity of porous materials | |
| Di et al. | A new approach for permeability prediction with NMR measurements in tight formations | |
| Chamberlain | Surface gamma-ray logs: a correlation tool for frontier areas | |
| Mohamed et al. | Using formation-tester measurements to estimate depth of invasion and water saturation in deeply-invaded tight-gas sandstones | |
| RU2752306C1 (en) | Method and device for profiling properties of rock samples of oil shale thickness | |
| Worthington | Reservoir characterization at the mesoscopic scale | |
| Chitale et al. | Reservoir characterization challenges due to the multiscale spatial heterogeneity in the presalt carbonate sag formation, North Campos Basin, Brazil | |
| Obiora et al. | Reservoir characterization and formation evaluation of a “Royal onshore field”, Southern Niger Delta using geophysical well log data | |
| Bennis | New methods for the interpretation of borehole geophysical measurements and core data acquired in spatially complex rocks | |
| Nooh et al. | Comparison of quantitative analysis of image logs for shale volume and net to gross calculation of a thinly laminated reservoir between VNG-NERGE and LAGIA-EGYPT | |
| Benjumea et al. | Petrophysical characterization of carbonates (SE of Spain) through full wave sonic data | |
| Vij et al. | LWD as the absolute formation evaluation technology: present-day capabilities, limitations, and future developments of LWD technology | |
| Paillet | Application of borehole geophysics in the characterization of flow in fractured rocks | |
| Abd Karim et al. | Improved Total Organic Carbon (TOC) Prediction For Vaca Muerta Shale | |
| Opuwari | Petrophysical evaluation of the Albian age gas bearing sandstone reservoirs of the OM field, Orange basin, South Africa | |
| Timur | Advances in well logging | |
| Anderson et al. | Which Resistivity Should Be Used To Evaluate Thinly Bedded Reservoirs In High-Angle Wells? |