А. М. Газалиев ректор, академик нан рк, д

Раздел «Геотехнологии. Безопасность жизнедеятельности» 
3  2015 
47 
 
полости гидроцилиндра 4 проходит в гидроцилиндр 5, 
что  вызывает  подготовку  гидрозажима  7  и  гидроци-
линдра 5 к следующему циклу работы по выбору схе-
мы отбойки угля. Так процесс переключения повторя-
ется,  и  происходит  непрерывная  подача  ВМФ  на  за-
бой. Скорость перемещения ВМФ зависит от произво-
дительности  рабочего  насоса  8,  а  также  от  нагрузки 
двигателя исполнительного органа 16. 
Одновременно от рабочего насоса 8 по магистрали 
24  через  распределитель  19  по  правому  положению 
жидкость  подается  в  поршневую  полость  гидроци-
линдра 3, что вызывает перемещение рабочего органа 
вниз.  При  достижении  рабочим  органом  крайнего 
нижнего  положения  с  помощью  датчиков  домкратов 
через блок управления переключается распределитель 
18,  что  вызывает  в  свою  очередь  переключение  рас-
пределителя 19. Жидкость от рабочего насоса 8 пода-
ется через распределитель 19 по левому положению в 
штоковую  полость  гидроцилиндра  3,  что  вызывает 
перемещение рабочего органа снизу вверх, затем цикл 
повторяется.  
Скорость перемещения рабочего органа также за-
висит  от  нагрузки  двигателя  16  исполнительного  ор-
гана, с пульта управления через регулятор нагрузки по 
кабелю 23 распределителя 15  и 17 включаются  одно-
временно в левое положение. От насоса управления 10 
жидкость  по  магистрали  25,  через  распределители  15 
и  17  по  левому  положению  по  магистралям  26  и  27, 
через гидрозамки 35 и 36 подается под цапфы 31 и 32, 
что  вызывает  одновременное  перемещение  статоров 
регулируемых  насосов  8  и  9.  Перемещение  статоров 
вызывает  задание  определенной  производительности 
насосов,  а  следовательно,  задание  скорости  подачи 
комбайна,  скорости  перемещения  стрелы  и  скорости 
вращения гидродвигателя рабочего органа, с сохране-
нием V
P 
/
 
V
п
 = const. 
При  технологических  перегрузках  или  для  под-
держания номинальной нагрузки электродвигателя 16 
рабочего  органа  с  помощью  датчиков  тока  сигнал 
подается  в  регулятор  нагрузки,  переработанный  сиг-
нал по кабелю 23 подается на распределитель 15 и 17. 
От  данного  сигнала  распределители  15  и  17  включа-
ются в правое положение П, следовательно, от насоса 
10  жидкость  по  магистрали  25  через  распределители 
15 и 17 по правому положению, по магистрали 28 и 29 
подается  в  поршневые  полости  гидрозамков  35  и  36, 
что  вызывает  их  открывание.  Благодаря  давлению 
жидкости от насоса 10, по магистрали 30 на цапфы 33 
и  34,  и  благодаря  кратковременному  сливу  жидкости 
из-под цапф 31 и 32 через гидрозамки 35 и 36, по ма-
гистралям  26  и  27  и  через  распределители  15  и  17 
происходит перемещение статоров насосов 8 и 9, что 
вызывает пропорциональное уменьшение их произво-
дительности,  что  в  свою  очередь  вызывает  уменьше-
ние скорости подачи ВМФ, скорости вращения гидро-
двигателя  рабочего  органа,  соответственно,  тока 
нагрузки  электродвигателя  16  с  сохранением  соотно-
шения V
p
/V
п
 = const. 
Таким образом, использование описанного устрой-
ства,  оформленного  как  изобретение,  обеспечивает 
работу комбайна в оптимальном режиме с учетом вы-
хода в случае отказа функционального элемента ВМФ 
АПУ через криволинейный участок конвейера. Общее 
количество  ВМФ  на  забойном  конвейере  может  быть 
до  8-10,  если  из-за  отказов  ВМФ  уходит  под  секции 
крепей  до  9  ВМФ,  что  обеспечивает  повышение  про-
изводительности в очистном забое за счет их надежно-
сти  и  надежности  самой  технологии  выемки  добычи 
угля. Рекомендуемая технология обеспечивает от 6 до 
12 тыс. т в сутки угля из одного очистного забоя. 
На рисунке 5 представлена блок-схема диагности-
ки  состояния  секции  крепи  и  системы  управления,  в 
которой  реализован  программно-аппаратный  способ 
управления.  
 
 
Рисунок 5 – Блок-схема подпрограммы обработки 
информации прерывания при диагностике  
неисправности и состояния крепи 
 
Аппаратная часть состоит из датчиков – реле дав-
ления,  включенных  в  гидромагистрали  управления  и 
силовых  гидромагистралей  таким  образом,  что  гид-
роклапаны  управления  силовыми  гидрораспределите-
лями  имеют  по  I  датчику  на  вводе  жидкости  и  по  I 
датчику на выводящей стороне. Таким образом, появ-
ляется  возможность  оценивать  положение  электро-
гидро- и гидроклапанов в любой момент времени. 
Работоспособность  гидравлических  элементов 
управления  вычисляется  путем  сравнения  состояния 
золотников  по  показаниям  датчиков  реле  давления  с 
управляющим  воздействием  логически  полностью 
описывающему состояния секций крепи и хранящемся 
в  оперативной  памяти  ЭВМ.  При  совпадении  кодов 
показаний  датчиков  с  кодами  в  ОЗУ  секция  крепи 
работоспособна.  И  наоборот,  в  случаях  поломки  или 
выхода  из  строя  электрогидроклапана,  гидрораспре-
делителя,  магистралей,  гидродомкрата  или  механиче-

 
48 
Труды университета 
 
ских  элементов  конструкции  секции  крепи  в  зависи-
мости от результатов сравнения. 
Программная  часть  реализуется  по  блок-схеме. 
Блок-схема  описывает  подпрограмму  диагностики 
секции крепи. В блоке I производится опрос датчиков. 
В блоке 2 сравниваются показания датчиков из блока I 
с  величинами  показаний  датчиков,  которые  должны 
храниться в ОЗУ на данном этапе работы секции крепи. 
В  блоке  3  результат  сравнения  запоминается  в 
ОЗУ. В блоке 4 принимается решение об исправлении 
секции крепи. Если секция крепи исправна, то подпро-
грамма закончена, если нет, то производится передача 
сообщения  о  неисправности  на  штрековую  ЭВМ  бло-
ками 5 и 6 с последующим выходом из подпрограммы. 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
 
1.  Фронтальный  агрегат  /  Дрижд  Н.А.,  Сагинов  А.С.,  Квон  С.С.,  Ермеков  Т.Е.,  Исабеков  Т.К.  и  др.  –  А.с.  № 1234614 
(СССР). Бюлл. № 20, 1986. 
2.  Комплекс  роботизированный  селективный  /  Ермеков  Т.Е.,  Шоланов  К.С.,  Арпабеков  М.И.  –  Инновационный  патент 
№ 26096, заявка № 2010 /0307.1 от 17.03.2010. Опубл. 14.09.2012. бюллетень № 9. 
3.  Комплекс для селективной выемки роботизированный КРС / Техническое задание. – Караганда: МУП СССР, ПО «Кара-
гандауголь», 1986.  
4.  Горный очистной робототехнологический косплекс / Ермеков Т.Е., Кенжин Б.М., Исабек Т.К., Атанов С.К. Тулеов Ж.К., 
Исабеков Е.Т. – Заявление о выдаче патента РК на изобретение от 04.04.14 г. 
5.  Очистной горно-робототехнологический комплекс с адаптивно-программным управлением. Техническое задание / ЕНУ 
им Л.Н. Гумилева, КарГТУ, УД АО «АрселорМиттал Темиртау», ТОО «Карагандинский машиностроительный Консор-
циум», МЭ РК, 2 – Караганда, 2015. 
 
 
УДК 622.22 
 
Определение природы явления низкоомных 
нефтенасыщенных коллекторов 
 
А.А. РОМАНОВ
1
, технический директор, 
В.С. ПОРТНОВ
2
, д.т.н., профессор, 
Л.Я. ЕРОФЕЕВ
3
, д.г.-м.н., зав. кафедрой, 
К.И. САГИНДИКОВ
1
, геофизик-интерпретатор, магистрант, 
1
ТОО «Центрпромгеофизика», 
2
Карагандинский государственный технический университет, 
3
Томский
 
национальный исследовательский политехнический университет 
 
Ключевые слова: углеводород, терригенный коллектор, пористость, нефтенасыщенность, водонасыщен-
ность, газоносность, электрическое сопротивление, глинистость, пласт, мощность, каротаж. 
 
а кривых каротажа по  удельному электрическому 
сопротивлению  терригенные  коллекторы  нефти  и 
газа,  как  правило,  выделяются  повышенным  сопро-
тивлением по сравнению с вмещающими породами, а 
водонасыщенные  –  низким.  Исключением  являются 
коллекторы нефти и газа, которые  отнесены к классу 
низкоомных,  удельное  электрическое  сопротивление 
которых  ниже  во  вмещающих  породах.  В  качестве 
примера  рассмотрим  месторождение  углеводородов 
Арыскумского  прогиба  Южно-Торагайского  нефтега-
зоносного бассейна, который относится к Центрально-
Казахстанской  нефтегазоносной  провинции.  Бассейн 
расположен  на  территории  Кызылординской  и  Кара-
гандинской  областей  (Казахстан).  На  месторождении 
пробурено  9  скважин.  Схема  расположения  скважин 
(А-З)  и  тектонические  нарушения  приведены  на  ри-
сунке 1. По результатам оперативного  подсчета запа-
сов  выявлены  4  залежи,  которые  находятся  в  этапе 
пробной эксплуатации [1]. 
Продуктивные  залежи  Арыскумского  прогиба 
приурочены  к  верхнеюрским  (Ю-0,  Ю-I  и  Ю-II)  и 
нижнемеловым  отложениям  (Ю-II).  Общим  флюидо-
упором являются глинистые породы. 
Породы,  слагающие  продуктивные  горизонты, 
представлены  песчаниками,  алевролитами  и  аргилли-
тами. Коллекторы порового типа представлены песча-
но-алевролитовыми разностями. 
 
 
Рисунок 1 – Структурная карта по кровле  
отражающего горизонта М-II 
Н
 

Раздел «Геотехнологии. Безопасность жизнедеятельности» 
3  2015 
49 
 
Горизонты  Ю-I  и  Ю-II  развиты  в  Кумкольской 
свите (J
3
km). По данным макроописания керна песча-
ники  зеленовато-серые,  серые,  среднесцементирован-
ные, мелко-, средне- и крупнозернистые. Они содержат 
большое  количество  зерен  полевого  шпата,  прозрач-
ных и полупрозрачных зерен кварца. Аргиллиты зеле-
новато-серые, серые, мягкие, изредка известковистые.  
Горизонт  Ю-0  приурочен  к  акшабулакской  свите 
(J
3
аk).  Он  представлен  зеленовато-серыми,  серо-
белыми, прозрачно и  полупрозрачными песчаниками, 
со  средней  сцементированностью,  мелко-  и  средне-
зернистого кварца, полевых шпатов, средней сортиро-
ванности.  Аргиллиты  красно-коричневые,  светло-
коричневые, пятнистые, от мягких до средних и твѐр-
дых,  частично  известковые.  Алевролиты  серо-зеле-
ные, среднесцементированные. 
Горизонт  М-II  приурочен  к  арыскумскому  гори-
зонту нижнего неокома (K
1
nc
1
ar). Представлен  серы-
ми,  серо-зелеными,  полупрозрачными,  песчаниками, 
крупно-  и  среднезернистыми,  сортированность  сред-
няя. Аргиллиты коричневато-красные, серо-зеленые и 
серо-белые, средней твѐрдости и твѐрдые. 
Основными причинами снижения удельного элек-
трического  сопротивления нефтенасыщенных коллек-
торов могут быть: 
– тонкое  переслаивание  песчаных  и  глинистых 
пород, в том числе дисперсных глин; 
– наличие в них электронопроводящих минералов. 
Для  выяснения  причины  заниженных  значений 
удельного  электрического  сопротивления  проанали-
зируем  результаты  исследований  кернового  материа-
ла, выполненные Ежовой А.В. [2]. 
Из разведочных скважин (В, Г, Д, Е) были отобра-
ны  образцы, на которых выполнены исследования по 
определению:  пористости,  плотности,  карбонатности, 
гранулометрического  состава,  проницаемости  и  гли-
нистости [2].  
Результаты  изучения  20  шлифов  верхнеюрских  и 
нижнемеловых  отложений,  представляющих  породы 
покрышек  и  коллекторы,  показали  наличие  в  коллек-
торах-песчаниках минералов: сульфиды железа (пирит 
и марказит) и минералы титана (лейкоксен). 
Установлено,  что  песчаники  мелко-,  средне-  и 
крупнозернистые,  преимущественно,  состоят  из  кла-
стического  материала,  в  котором:  кварц  (30-50%), 
полевой шпат (25-30%), обломки эффузивов (30-35%), 
листочки  слюды  (до  2%),  каолинит,  хлорит,  цемент 
глинистый и глинисто-кальцитовый. Пирит развивает-
ся  по  обломкам  пород  разного  состава,  образуя  тон-
кую  сыпь в цементе. Он присутствует в виде  скопле-
ний в порах размером от 0,03 до 0,23 мм на обломках 
кварцитов  и  эффузивов.  Калиевые  палевые  шпаты 
пелитизированы.  Из  титанистых  минералов  присут-
ствует  лейкоксен,  который  пропитывает  обломки 
эффузивов.  Лейкоксен  развит  по  эффузивам  в  каче-
стве  вторичного  минерала  размером  зерна  до  0,1 мм. 
Скопления лейкоксена выделяются в цементе. Марка-
зит  встречается  в  виде  округлых  образований  разме-
ром 0,02-0,06 мм. В обломках эффузивов фиксируют-
ся  пустоты,  межзерновые  поры  распределены  нерав-
номерно.  Видимая  пористость  составляет  15-25%  от 
площади  шлифа.  Таким  образом,  остаточная  вода  и 
пирит  окружают  нефтепроявления  и,  возможно,  со-
здают электрическую цепь. 
Изучение шлифов 

3

 показало, что одной из при-
чин  низкого  удельного  сопротивления  нефтенасы-
щенных  верхнеюрских  и  нижнемеловых  коллекторов 
является  присутствие  в  них  проводящих  сульфидных 
минералов железа и оксидов титана. 
Для  выделения  коллекторов  и  оценки  их  эффек-
тивной мощности привлекался весь комплекс геолого-
геофизических  исследований  в  разведочных  скважи-
нах, состоящий из метода кажущегося сопротивления 
и  поляризации  скважины  (КС  и  ПС),  бокового  (БК), 
микробокового  (МБК),  индукционного  (ИК),  высоко-
частотного индукционного каротажа (ВИКИЗ) и мик-
рокаротажного зондирования (МКЗ). 
В качестве базовых признаков выделения в разре-
зе  скважин  терригенных  поровых  коллекторов  было 
принято:  
– уменьшение  естественной  радиоактивности  от-
носительно вмещающих пород; 
– отрицательная аномалия ПС; 
– сохранение или  уменьшение номинального диа-
метра скважины по кавернограмме;  
– наличие зоны проникновения фильтрата бурово-
го  раствора  в  пласт,  отмечающегося  на  разноглубин-
ных зондах (БК-МБК, ВИКИЗ, ИК).  
При оценке эффективных толщин из общей мощ-
ности  выделенных  коллекторов  исключаются  глини-
стые,  плотные  прослои,  выделяемые  методами  ГК, 
НГК, АК, ГГКП, МКЗ, МБК. 
Характерный  для  терригенных  коллекторов  при-
знак выделения коллекторов по изменению их  удель-
ного  сопротивления,  при  насыщении  их  различными 
флюидами на рассматриваемом месторождении неэф-
фективен.  Поэтому  при  разработке  методики  опреде-
ления  коэффициента  нефтенасыщенности  таких  низ-
коомных  коллекторов  характер  насыщения  опреде-
лялся по газовому каротажу. 
При  интерпретации  материалов  ГИС  вначале  вы-
деляются  глинистые  и  неглинистые  породы,  послед-
ние  разделяются  на  коллекторы  и  неколлекторы,  ис-
ходя из базовых признаков, а коллекторы разделяются 
на  продуктивные  и  непродуктивные  с  последующим 
определением  фильтрационно-емкостных  свойств. 
Определение  коэффициента  объемной  глинистости 
осуществлялось по гамма-каротажу. 
Расчет пористости проводился по данным методов 
акустического,  гамма-гамма  плотностного  и  нейтрон-
ного методов. 
Коэффициент  нефтенасыщенности  коллекторов 
определяется  по  параметру  пористости  и  его  связи  с 
удельным  электрическим  сопротивлением  по  уравне-
нию Дахнова-Арчи: 
 
m
a
Рп
Кп

 и 
,
n
b
Рн
Кв

 
(1) 
где Рп и Рн – параметры пористости и насыщенности, 
соответственно;  
Кп и Кв – коэффициенты пористости и водонасы-
щенности, соответственно;  
a и b – структурные коэффициенты;  
n и m – степень цементации. 

 
50 
Труды университета 
 
Низкоомные  коллекторы  в  скважинах  «А»  и  «В» 
ранее не рассматривались в качестве перспективных и 
были отнесены к водонасыщенным и не были опробо-
ваны. Перспективность их на нефтегазонасыщенности 
выявлена  геолого-технологическими  методами  иссле-
дований с отбором шлама, которые выполнены в сква-
жине «В» (рисунок 2). По данным газового каротажа в 
интервалах  коллекторов  низкого  сопротивления  отме-
чены повышенные газопоказания компонентов углево-
дородов  (УВ).  При  вскрытии  пласта  получен  приток 
нефти дебитом 35,4 м
3
/сут, с содержанием воды 5%.  
На  рисунке  2  приведены  результаты  геофизиче-
ских исследований разреза скважины «В», из которых 
видно,  что  УЭС  против  нефтенасыщенных  коллекто-
ров не отмечается дифференциацией. Комплекс мето-
дов:  ВИКИЗ,  МК,  АК  и  ГГК-П  позволяет  выделить 
коллекторы  без  однозначного  определения  состава 
флюида.  Эту  задачу  решает  газовый  каротаж,  что  и 
отмечается на рисунке 2 (колонка газопоказаний). 
Электрическая  характеристика  коллекторов  и  по-
род покрышек представлена в таблице.  
Удельное  электрическое  сопротивление  нефтена-
сыщенного коллектора изменяется от 2,0 Ом*м до 3,0 
Ом*м, а водонасыщенного от 0,6 Ом*м до 2,5 Ом*м. 
Зона  неоднозначности  характера  насыщения  по  со-
противлению лежит в интервале 2,0÷2,5 Ом*м. 
 
 
Рисунок 2 – Геолого-геофизическая характеристика низкоомных коллекторов верхнеюрских отложений 
 
Среднее значение удельного электрического сопротивления в глинах и коллекторах 
Пласт 
Наименование 
БК, Ом*м 
ВИКИЗ, Ом*м 
ИК, Ом*м 
ИК, мСм/м 
Глина 
Среднее значение 
3,2 
3,0 
2,9 
120 
Интервал изменения 
2,8-3,4 
2,6-3,3 
2,5-3,3 
100-135 
Нефтенасыщенный песчаник  Среднее значение 
2,8 
2,6 
2,7 
150 
Интервал изменения 
2,0-3,0 
2,2-2,8 
2,1-2,9 
100-170 
Водонасыщенный песчаник 
Среднее значение 
1,6 
1,4 
1,5 
240 
Интервал изменения 
0,8-2,5 
0,7-2,3 
0,8-2,4 
170-300 
 

Раздел «Геотехнологии. Безопасность жизнедеятельности» 
3  2015 
51 
 
 
Рисунок 3 – Изменение сопротивления от характера 
насыщения коллекторов 
 
Анализ  материалов  изучения  удельного  электри-
ческого  сопротивления  и  пористости  коллекторов 
свидетельствует о том, что их УЭС не зависит от по-
ристости для нефтенасыщенных коллекторов (рисунок 
3)  и  слабо  зависит  –  для  водонасыщенных.  Причем 
полнота  заполнения  пор  минерализованными  водами 
снижает  УЭС  коллектора  до  1,8  Ом*м.  Этот  факт 
может  быть  истолкован  как  влияние  водонасыщения 
коллекторов  на  их  удельное  электрическое  сопротив-
ление.  Границей  однозначного  определения  нефтена-
сыщенных  коллекторов  является  УЭС  равное  2,5 
Ом*м и выше; для водонасыщенных 2,0 Ом*м и ниже. 
Если  сопротивление  пласта  попадает  в  зону  неодно-
значности  (2,0÷2,5  Ом*м),  то  характер  насыщения 
определяется положением относительно ВНК и коли-
чественным значением Кн. 
Для подтверждения природы низкого сопротивле-
ния  продуктивных  коллекторов  выполнено  сопостав-
ление эффективной мощности нефтенасыщенных кол-
лекторов,  коэффициента  глинистости  (Кгл)  с  сопро-
тивлением коллекторов по данным ГИС (рисунок 3).  
Как видно из рисунков 4 а и 4 б, изменение глини-
стости от 6,0 до 4,8% не отражается на удельном элек-
трическом  сопротивлении  коллекторов.  Изменение 
мощности  коллекторов  0,7  до  4,2 м  так  же  не  приво-
дит к изменению удельного электрического сопротив-
ления.  
Таким  образом,  можно  считать  одной  из  причин 
низкого  электрического  сопротивления  нефтенасы-
щенных  коллекторов  присутствие  в  них  электронно-
проводящих  минералов:  пирита,  марказита,  гидрооки-
слов железа и минералов, титана, которые представле-
ны как отдельными минеральными видами, так и раз-
ными генерациями. Наличие в коллекторах пластовой 
воды с высокой минерализацией и глинистого минера-
ла  гидрослюды  (иллита  и  гидромусковита)  создали 
проводящую среду нефтенасыщенных коллекторов. 
Перспективность  нефтенасыщенных  коллекторов 
с низким сопротивлением должна устанавливаться по 
результатам  газового  каротажа  с  последующими  гео-
физическими  исследованиями  для  выявления  в  них 
петрофизических  особенностей  и  содержания  углево-
дородов. 
Работа выполнена в ТОО «Центрпромгеофизика», 
Карагандинском  государственном  техническом  уни-
верситете  и  Национальном  исследовательском  Том-
ском политехническом университете. 
 
 
Рисунок 4 – Сопоставление: а) мощности и сопротивления коллекторов,  
б) коэффициента глинистости и сопротивления коллекторов 

жүктеу/скачать 6,19 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: