Федеральный фонд кернового материала на базе апрелевского филиала ФГБУ «ВНИГНИ»: современное состояние, оснащение и достижения

Абстракт статьи, опубликованной в журнале «Геология и недропользование», № 1(5) февраль 2022

Авторы: Мельников П. Н., Соловьев А. В., Асташкин Д. А., Пайзанская И. Л., Борисенко С. А., Сержантов Р. Б., Виценовский М.Ю.

В мировой практике глубинного изучения строения земной коры керновый материал является основным и наиболее достоверным источником геологической информации, в развитых странах мира он является национальным достоянием и его хранение осуществляется в государственных кернохранилищах. В нашей стране государственное механизированное кернохранилище, способное обеспечить надлежащее хранение, не допускающее утраты геоинформационного потенциала керна, было построено в 1975 году в г. Апрелевка Московской области и функционирует уже более 45 лет.

В 2003 году кернохранилище вошло в состав ВНИГНИ в качестве филиала «Апрелевское отделение», а в 2016—2019 годах институт под руководством Федерального агентства по недропользованию провел его масштабную реконструкцию в рамках государственной программы Российской Федерации «Воспроизводство и использование природных ресурсов». К настоящему моменту уже достигнуты следующие проектные показатели:

• Увеличен объём хранения кернового материала более чем в 20 раз — до 2 000 000 погонных метров керна;
• Обеспечен стабильный сбор, систематизация, изучение, централизованное хранение и предоставление в пользование керна скважин, пробуренных за счёт госбюджета и средств недропользователей;
• Проводится комплексное литологическое, петрофизическое и геохимическое изучение кернового материала на базе научно-аналитического центра, в состав которого входит 4 лаборатории;
• Обеспечено регулярное пополнение, систематизация и изучение палеонтологических коллекций и литолого-петрографических шлифов, а также коллекций нефтей, входящих в состав Федерального фонда кернового материала.

На сегодня Федеральный фонд кернового материала (ФФКМ) представляет собой современный научно-технический кластер Роснедр, цель которого — не только собрать максимально представительный объем кернового и коллекционного материала, характеризующий все нефтегазовые провинции Российской Федерации и ближайшего зарубежья, но и аккумулировать и при необходимости оцифровать широкий спектр информации, полученной при исследовании керна: петрофизической, геохимической, литологической, палеонтологической, геофизической и пр.

Сразу после ввода в эксплуатацию модернизированного кернохранилища специалисты ВНИГНИ приступили к работам по передислокации и закладке на долговременное хранение керна скважин из региональных кернохранилищ в соответствии с порядком, определенным приказом Минприроды России. Керн добровольно и безвозмездно передается недропользователями в собственность Российской Федерации на постоянное хранение в ФФКМ. На текущий момент объем принятого керна составил уже более 80 тыс. погонных метров, а это — более 260 параметрических скважин по различным нефтегазоносным провинциям. В том числе порядка 60 скважин, характеризующих разрезы морей Северного Ледовитого океана.

ФФКМ предоставляет организациям возможность ответственного хранения керна на возмездной основе. В этом случае керновый материал остается в собственности недропользователя и может быть передан для ознакомления или изучения только владельцу керна или его доверенному лицу. Расценки на хранение керна рассчитываются ФГБУ «ВНИГНИ» по методике, согласованной с Федеральным агентством по недропользованию, и утверждаются генеральным директором.

В состав Апрелевского отделения входит Научно-аналитический центр, основная задача которого — комплексные литологические, петрофизические и геохимические исследования керна опорных скважин для повышения достоверности прогноза нефтегазоносности. Для этого в НАЦ функционируют следующие структурные подразделения:

• Лаборатория литологии;
• Лаборатория органической геохимии;
• Лаборатория потоковых исследований;
• Лаборатория петрофизики, куда входит группа «цифровой керн» и группа «геомеханика»;
• Шлифовальная мастерская.

На сегодняшний день здесь работают 75 специалистов высокой квалификации, из них 16 кандидатов наук. Сотрудники НАЦ проводят курсы повышения квалификации для различных отраслевых компаний в качестве ведущих экспертов, читают курсы лекций и проводят практические занятия со студентами МГУ им. М. В. Ломоносова, РГУ нефти и газа им. Губкина и РГГРУ им. С. Орджоникидзе.

Научно-аналитический центр оборудован самыми современными приборами, позволяющими проводить полный спектр исследований кернового материала от документации разреза и массовых исследований до специальных научно-практических работ. В настоящее время в рамках Государственного задания ФГБУ «ВНИГНИ» проводит работы по бурению и комплексным исследованиям керна параметрических скважин Новоякимовская и Заозерная.

Лаборатория литологии оборудована по последнему слову техники и имеет в своем распоряжении: бинокулярные стереоскопические микроскопы компании Olympus, в том числе и с флуоресцентной приставкой, а также смарт-микроскопы компании Zeiss с высоким качеством оптики, волновой рентгенофлуоресцентный спектрометр ARL Perform’X 4200 для определения количественного и качественного состава горных пород в комплекте с системой пробоподготовки, сканирующий электронный микроскоп TESCAN VEGA 3 LMH с энергодисперсионным детектором в комплекте с приставкой для получения поперечных срезов ионным пучком, лазерный дифракционный анализатор размеров частиц HORIBA, рентгеновский дифрактометр ARL X’TRA для определения количественного и качественного состава горных пород с международной базой минералов.

Лаборатория органической геохимии. Для детального изучения состава органического вещества (ОВ) пород и нефтей на молекулярном уровне используются масс-спектрометры — тандемный, изотопный, хромато-масс-спектрометр, в т. ч. пиролитический газовый; газовый хроматограф. Эти приборы от ведущих компаний Agilent Technologies, Termo, Perkin Elmer, Frontier позволяют решать основные задачи лаборатории органической геохимии: идентификацию и характеристику нефтематеринских пород; установление путей и геологического времени основного периода миграции нефти из очагов генерации; прогноз продуктивности природных резервуаров; генетическую типизацию нафтидов и их корреляция с материнскими отложениями. В комплексе с другими видами геологических и геофизических исследований применение геохимических методов повышает достоверность прогноза нефтегазоносности изучаемых отложений.

Лаборатория потоковых исследований в целях изучения физики многофазного потока использует новейшие установки моделирования в пластовых условиях двух- и трехфазной фильтрации различных флюидов в различных агрегатных состояниях; вспомогательное оборудование: блок рекомбинации, блок оценки повреждений пласта.

Лаборатория петрофизики располагает более чем полусотней единиц исследовательских приборов, среди которых можно выделить установку AutoScan-II для изучения полноразмерного керна. Это комплексная измерительная платформа, разработанная компанией New England Research для оперативного определения в автоматическом режиме физических свойств колонок керна методом профильного сканирования. В конфигурацию прибора входят оптический сканер, модули для определения зондовой газопроницаемости, акустических свойств, прочностных характеристик (импульсно-ударным методом), инфракрасной спектроскопии на основе преобразования Фурье, рентгенофлуоресцентного анализа с программным пакетом для сбора данных, построения кривых и анализа результатов в интерактивном режиме.

В рамках тематических и опытно-методических работ проводятся различные исследования. Например, в 2021 году была разработана оригинальная методика анализа органического вещества методом пиролитической газовой хромато-масс-спектрометрии. Преимуществом данного метода является получение необходимого для характеристики ОВ набора биомаркерных показателей без необходимости специальной пробоподготовки (экстракции битумоида из породы и его дальнейшего разделения на фракции). В лаборатории потоковых исследований изучалась кинетика и процесс растворения терригенных пород в растворах на основе сухокислотных композиций. По результатам этих исследований выявлены сухокислотные композиции, способные увеличить коэффициент проницаемости низкопроницаемых заглинизированных коллекторов в 1,67−3 раза, подготовлена публикация в научном журнале и готовятся материалы для заявки на патент.

В 2022 году начаты работы по изучению влияния закачки СО2 на породы различного литологического состава с целью оценки эффективности заполнения ПХГ диоксидом углерода в различных агрегатных состояниях и определение изменения свойств горных пород после закачки диоксида углерода в коллектора различного литологического типа. По итогам работы будут разработаны рекомендации по выбору объектов под создание ПХГ диоксида углерода и условий его хранения.

Апрелевское отделение выполняет более 240 видов исследований кернового материала и активно сотрудничает с многими нефтегазовыми компаниями и научными центрами, среди которых различные дочерние компаний Новатэк, Роснефть, Татнефть, Газпромнефть. По результатам совместных исследований с сотрудниками Палеонтологического института РАН была опубликована работа о питании девонских плакодерм, основанная на морфофункциональном анализе челюстей пластинокожих рыб, который проводился на микротомографе в научно-аналитическом центре ВНИГНИ.

Научно-аналитический центр ФГБУ «ВНИГНИ» соответствует требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17 025 и критериям аккредитации, предъявляемым к деятельности испытательной лаборатории, что подтверждается аттестатом аккредитации RA.RU.21ПГ23 в национальной системе аккредитации.

Полный текст статьи размещен в журнале «Геология и недропользование», № 1(5) февраль 2022 и доступен по ссылке

Подробнее ознакомиться с деятельностью лабораторий Научно-аналитического центра: Научно-Аналитический центр (vnigni.ru)
Подробнее ознакомиться с информационными ресурсами ФФКМ:

1. Положение о ФФКМ (скачать)
2. Каталоги материалов ФФКМ:

• Каталог скважин (скачать)
• Перечень скважин ЯНАО, поступивших в 2014—2015 гг. из кернохранилищ ГКУ «Недра Ямала» (гг. Тарко-Сале и Лабытнанги) (скачать)
• Каталог шлифов (скачать)
• Каталоги палеонтологических коллекций (скачать)
• Перечень скважин в фонде каротажных диаграмм (скачать)

Посетить Апрелевское отделение с размещением в Гостинице ФГБУ «ВНИГНИ»:
Гостиница (vnigni.ru)

Контакты:
143 360, Московская область, г. Апрелевка, 1-я ул. Кетрица, 1
Телефон: +7 (499) 507-22-30 — многоканальный с автоответчиком;
Факс: (499) 507−22−30

E-mail: aprelevka@vnigni.ru; astashkin@vnigni.ru