ФГБОУ ВПО «ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
На правах рукописи
УДК 658.562.001.5 (043)
ББК 30.607я031 Утверждаю
зав. кафедрой СС
д. х.н. профессор
________
«_____»________2014 г.
РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ЦЕНТРЕ ПО ГЕОФИЗИЧЕСКИМ РАБОТАМ «ТВЕРЬГЕОФИЗИКА»
Направление: 221700. 68 – Стандартизация и метрология
Магистерская программа Управление качеством
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание степени магистра
по направлению «Стандартизация и метрология»
Научный руководитель:
доц., к. х.н.
Тверь 2014
Оглавление
Сокращения 3
Введение 4
1 Литературный обзор 7
1.1 Петрофизические исследования, как основа для интерпретации геологических методов исследования скважин 7
1.2 Метрологическое обеспечение и его организационно-нормативная основа 10
1.2.1 Понятие о единстве измерений 11
1.3 Формы метрологического обеспечения в петрофизической лаборатории 12
1.3.1 Аккредитация как форма метрологического обеспечения петрофизической лаборатории. 12
1.3.2 Аттестация методик (методов) измерений как форма метрологического обеспечения петрофизической лаборатории 17
1.3.3 Поверка средств измерений, как форма метрологического обеспечения петрофизической лаборатории. 21
1.4 Формы подтверждения достоверности результатов испытаний 25
1.4.1 Межлабораторные сравнительные испытания 25
1.4.2 Внутрилабораторный контроль 26
1.5 Метрологическое обеспечение петрофизических исследований 27
1.5.1 Состояние метрологического обеспечения в петрофизической отрасли: основные проблемы и перспективы развития 30
1.5.2 Метрологическая служба в области геологического изучения и использования недр: функции и структура 32
1.6 Объекты метрологического обеспечения петрофизических исследований 36
1.6.1 Методики измерений как объект метрологического обеспечения петрофизических исследований 36
1.6.2 Оборудование для петрофизических исследований как объект метрологического обеспечения 40
1.6.3 Стандартные образцы как объект метрологического обеспечения 41
1.6.2 Петрофизические данные как объект метрологического обеспечения 43
2 Практическая часть 44
2.1 Разработка и аттестация методика выполнения измерений коэффициента относительной фазовой проницаемости для нефти, воды и газа при их совместной стационарной фильтрации в лабораторных условиях 44
1.2 Разработка нормативно-методического обеспечения для метрологической аттестации оборудования «Тверьгеофизика» 52
1.2.1 Разработка программы и методики и проведение первичной аттестации установки «Дарсиметр 30/80/100» 52
2.2.2 Разработка программы и методики и проведение первичной аттестации установки для насыщения образцов горных пород 57
2.3 Разработка комплекта документов для аккредитации Отделения петрофизических исследований «Тверьгеофизика» 60
Заключение 78
Список использованных источников 79
3 Федеральный закон № 000-2009 «О техническом регулировании» 79
ПРИЛОЖЕНИЕ А 83
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 85
ПРИЛОЖЕНИЕ В 94
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 98
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 115
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 129
ПРИЛОЖЕНИЕ И 138
ПРИЛОЖЕНИЕ К 139
ПРИЛОЖЕНИЕ Л 140
ЛИСТ ОЗНАКОМЛЕНИЯ 151
ПРИЛОЖЕНИЕ Н 152
ПРИЛОЖЕНИЕ П 153
Сокращения
В настоящей работе использованы следующие сокращения:
ГИС – геологические исследования в скважине
ГСИ – Государственная система обеспечения единства измерений
ИО – Испытательное оборудование
МВИ - Методики выполнения испытаний
МО Ї Метрологическое обеспечение
МС ЮЛ Ї Метрологическая служба юридических лиц
МСИ – Межлабораторные сравнительные испытания
НД Ї Нормативный документ
НПЦ Ї Научно-производственный центр
ОФП Ї Относительные фазовые проницаемости
ПФИЇ Петрофизические исследования
СИ — Средство измерения
СМК — Система менеджмента качества
СО — Стандартный образец
УЭС — Удельное электрическое сопротивление
ЯМР – Ядерно-магнитный резонанс
Введение
Актуальность проблемы и общая характеристика работы. Геофизические исследования являются наиболее информативными измерительными технологиями при геологическом изучении и использовании недр.
В процессе проведения геофизических исследований осуществляются измерения параметров геофизических полей различной физической природы с целью использования их для последующего определения пространственных неоднородностей геологической среды, локализации скоплений полезных ископаемых и, в отдельных случаях, количественной оценки значений физических свойств и вещественного состава горных пород. [1] В зависимости от требуемой детальности изучения физических полей, при проведении различных геофизических исследований используются соответствующие методики выполнения измерений (МВИ) на разных уровнях наблюдений (зондирования):
- космический (космическая съемка);
- воздушный (аэрогеофизические методы);
- наземный (полевые и морские геофизические методы);
- скважинный (методы геофизических исследований скважин);
- лабораторный (петрофизические методы).
Петрофизические исследования (физика камня) входят в область геологического изучения, использования и охраны недр наряду с геоэлектрическими, сейсмическими, геофизическими и другими видами исследований и их результаты используются для подсчетов запасов месторождений нефти и газа. [2] Это предъявляет высокие требование к качеству и точности петрофизических исследований, основным средством достижения которых является высокий уровень метрологического обеспечения (МО) средств и технологий измерений, используемых при петрофизических исследованиях.
В правовом и законодательном отношении функционирование Системы метрологического обеспечения геофизических исследований (МО ГИ) в Российской Федерации базируется на Законах РФ: «О недрах», «Об обеспечении единства измерений» и «О техническом регулировании». При этом ключевым положением, обосновывающим необходимость в метрологическом обеспечении геофизических исследований является требование об обеспечении достоверности данных о недрах, относящихся в соответствии с постановлением Правительства РФ (пункт 4-8) к федеральному имуществу. Учетные операции в области ресурсов недр относятся к государственным операциям, которые в соответствии со статьей 1 Закона «Об обеспечении единства измерений» относятся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений. К этому надо добавить и то, что Законом РФ «О техническом регулировании» предусматривается разработка обязательных к применению технических регламентов, устанавливающих требования к «единству измерений» в «области защиты государственного или муниципального имущества», к которому как уже отмечалось выше, можно отнести недра и соответственно информацию о них. [3]
Из сказанного следует, что в условиях ныне действующего российского законодательства метрологическое обеспечение геофизических измерений должно находиться в сфере государственного регулирования.
Цель работы. Работа направлена на поиск путей повышения точности и достоверности петрофизических данных (петрофизической информации) за счет внедрения системы метрологического обеспечения в научно-производственном центре по геофизическим работам «Тверьгеофизика».
Для достижения поставленной цели и обеспечения высокого уровня метрологического обеспечения лаборатории необходимо решить следующие задачи:
Проанализировать состояние метрологического обеспечения в области петрофизических исследований; Выделить основные формы и объекты метрологического обеспечения в области петрофизических исследований; Проанализировать нормативную базу метрологического обеспечения в геофизической области;4) Определить основные элементы системы метрологического обеспечения в петрофизической лаборатории «Тверьгеофизика»;
5) Разработать комплект документов для аккредитации петрофизической лаборатории «Тверьгеофизика»
Обеспечить отделение петрофизики «Тверьгеофизика» нормативной документацией, регламентирующей методики (методы) измерений; Разработать эксплуатационную документацию для испытательного оборудования «Тверьгеофизика», обеспечить его аттестацию;Научная новизна и практическая значимость.
В ходе работы было обосновано, что повышение точности и достоверности петрофизической информации является одной из важнейших задач в области использования и охраны недр. Качественные исследования позволяют получать достоверную информацию о содержании углеводородов (нефти и газа) в определенной скважине или месторождении, что в свою очередь помогает в подсчете запасов природных ископаемых.
Подробно описано состояние метрологического обеспечения в области петрофизических исследований на сегодняшний день, обосновано, что внедрение системы метрологического обеспечения позволяет повысить достоверность получаемых результатов. Так же установлено что аккредитация петрофизической лаборатории во многом способствует повышению уровня метрологического обеспечения в петрофизической лаборатории.
В ходе работы был разработан и внедрен ряд документов, позволяющих поддерживать уровень метрологического обеспечения в «Тверьгеофизика» на достойном уровне:
- методика измерений относительных фазовых проницаемостей для воды, газов и жидких углеводородов при их совместной стационарной фильтрации;
- программа и методика аттестации установки для определения газопроницаемости;
- программа и методика аттестации установки для насыщения образцов горных пород,
- документированная процедура «Управление средствами измерения и испытательным оборудованием»
В организации была разработана и внедрена система метрологического обеспечения и система менеджмента качества.
