Сибирские учёные разработали новый способ измерения электрофизических характеристик горных пород на керне прямо в процессе бурения скважин, который позволяет заменить длительные лабораторные исследования.
Керном называют цилиндрические образцы горных пород, извлекаемые из подземных пластов при бурении скважин. Он необходим как первейший и достоверный источник геологической информации для разведки месторождений нефти и газа, угля и других полезных ископаемых.
Обычно образцы керна исследуются в специализированных лабораториях, и это имеет серьёзные недостатки. Во-первых, извлечение керна на поверхность может привести к изменению его свойств и деформации из-за воздействия атмосферного воздуха, изменения давления и температуры. Во-вторых, проведение лабораторных исследований может быть длительным и занимать до нескольких месяцев. Наконец, определённое влияние на сохранность керна оказывает выбранный способ доставки от скважины до лаборатории.
Российские учёные из Института нефтегазовой геологии и геофизики имени А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук разработали способ экспресс-анализа керна путём измерения электрофизических характеристик горных пород непосредственно в процессе бурения скважин. Для анализа используются специальные устройства — тороидальные катушки. Они представляют собой элементы электрической цепи, состоящие из провода, намотанного на кольцеобразный сердечник. Такие катушки способны сохранять энергию в форме магнитного поля, когда через них протекает электрический ток.
Скважинный прибор должен иметь как минимум две катушки: источник и приёмник. В процессе бурения катушка-источник непрерывно генерирует электромагнитные сигналы. Сигналы проходят через горные породы керноприёмной трубы и поступают в катушку-приёмник. Полученная информация об изменениях электромагнитных сигналов, характеризующих свойства горных пород, передаётся оператору на поверхности для анализа. Такой способ позволяет значительно повысить скорость измерений керна и достичь высокой достоверности результатов.
Ранее идея применения тороидальных катушек была реализована в скважинном зонде — совместной разработке Института нефтегазовой геологии и геофизики имени А.А. Трофимука СО РАН и Научно-производственного предприятия геофизической аппаратуры «Луч». Но оставался пробел в применении подобного принципа измерений для изучения керна. Сейчас учёные проверяют разработанный ими способ измерения электрофизических характеристик на керне в лабораторных условиях, для чего работают над созданием геофизической установки.