georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2026.3.13geores-766Research ArticleПОТЕНЦИАЛ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ: РЕСУРСЫ И ТЕХНОЛОГИИTHE POTENTIAL OF THE NORTH OF WESTERN SIBERIA: RESOURCES AND TECHNOLOGIESПрименение рентгенофлуоресцентного анализа бурового шлама для сопровождения бурения горизонтальных скважин на примере ачимовских отложений (часть 1)Application of X-Ray Fluorescence Analysis of Drill Cuttings for Geosteering Horizontal Wells: A Case Study of the Achimov Formation (Part 1)УспенскаяЛ. А.UspenskayaL. A.

Людмила Андреевна Успенская – кандидат геол.-минерал. наук, эксперт департамента разработки месторождений

Москва

Lyudmila A. Uspenskaya – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Expert of Field Development Department

Moscow

lyudmila.uspenskaya@novatek.ruШадчневН. А.SchadchnevN. A.

Николай Александрович Шадчнев – начальник управления геологического мониторинга разработки месторождений департамента разработки месторождений

Москва

Nikolay A. Shadchnev – Head of Reservoir Engineering Geological Monitoring Department

Moscow

ВиноградовВ. К.VinogradovV. K.

Владимир Константинович Виноградов – начальник отдела прогнозирования геологии месторождений управления геологического мониторинга разработки месторождений департамента разработки месторождений

Москва

Vladimir K. Vinogradov – Head of Reservoir Geology Forecasting Division

Moscow

БыбинП. В.BybinP. V.

Петр Валерьевич Быбин – главный технолог проекта отдела геонавигации управления геонавигации департамента геологии и разработки

Тюмень

Petr V. Bybin – Chief Project Technologist, Geosteering Division

Tyumen

БуткеевА. С.ButkeevA. S.

Андрей Сергеевич Буткеев – заместитель генерального директора – главный геолог

Новый Уренгой

Andrey S. Butkeev – Deputy General Director – Chief Geologist

Noviy Urengoy

МаникинА. Г.ManikinA. G.

Алексей Геннадьевич Маникин – кандидат геол.-минерал. наук, заместитель генерального директора по научно-исследовательской работе; доцент кафедры общей геологии и полезных ископаемых геологического факультета

Саратов

Alexey G. Manikin – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Deputy General Director for Research and Development; Associate Professor, Department of General Geology and Mineral Resources

Saratov

a.manikin@tgeos.ruАндрюхинК. В.AndryukhinK. V.

Кирилл Владимирович Андрюхин – младший научный сотрудник;  ассистент кафедры общей геологии и полезных ископаемых геологического факультета

Саратов

Kirill V. Andryukhin – Junior Researcher; Assistant, Department of General Geology and Mineral Resources

Saratov

k.andryuhin@tgeos.ruПАО «НОВАТЭК»РоссияNOVATEK PJSCRussian FederationООО «НОВАТЭК НТЦ»РоссияNOVATEK NTC LLCRussian FederationАО «АРКТИКГАЗ»РоссияARCTICGAS JSCRussian FederationООО «Тюменьгеоспектр»; Саратовский государственный университет имени Н.Г. ЧернышевскогоРоссияTyumengeospektr LLC; Saratov State University named after N.G. ChernyshevskyRussian Federation2026081020262838296Copyright © Успенская Л.А., Шадчнев Н.А., Виноградов В.К., Быбин П.В., Буткеев А.С., Маникин А.Г., Андрюхин К.В., 20262026Успенская Л.А., Шадчнев Н.А., Виноградов В.К., Быбин П.В., Буткеев А.С., Маникин А.Г., Андрюхин К.В.Uspenskaya L.A., Schadchnev N.A., Vinogradov V.K., Bybin P.V., Butkeev A.S., Manikin A.G., Andryukhin K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/766

В работе представлена методика оперативной интерпретации данных рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) бурового шлама, учитывающая литогеохимические особенности отложений ачимовской толщи Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ). На основе комплексного анализа кернового и шламового материала установлены геохимические признаки, позволяющие выделять коллекторы и неколлекторы, представленные глинистыми и плотными карбонатизированными интервалами. Определены особенности химического состава генетически различных типов глин – кровельных, внутрипластовых и подошвенных, имеющих близкие геофизические характеристики по данным полного комплекса каротажа во время бурения. Показана возможность идентификации типов глин по данным РФА шлама для оперативного определения положения скважины относительно продуктивного интервала и обоснованной корректировки ее траектории. Установлены геохимические признаки, позволяющие различать природные плотные карбонатизированные интервалы и техногенное карбонатное загрязнение, поступающее в шлам из бурового раствора в виде мраморной крошки. Полученные результаты обосновывают эффективность применения технологии углубленного изучения шлама в ачимовских отложениях Уренгойского НГКМ для снижения неэффективной проходки при бурении горизонтальных скважин как с полным, так и с минимальным комплексом каротажа во время бурения.

The paper presents a methodology for the rapid interpretation of X-ray fluorescence (XRF) data from drill cuttings, taking into account the lithogeochemical characteristics of the Achimov Formation deposits of the Urengoy oil and gas condensate field (Russia). Based on a comprehensive analysis of core and cuttings material, geochemical indicators were established that allow reservoirs and non-reservoirs, represented by clay-rich and dense carbonate-cemented intervals, to be distinguished. The chemical composition characteristics of genetically distinct clay types – upper, intraformational, and basal clays – were determined. These clay types exhibit similar geophysical characteristics according to the data from the full logging-while-drilling suite. The possibility of identifying clay types from XRF data of drill cuttings was demonstrated, enabling the rapid determination of the well position relative to the productive interval and informed adjustment of the well trajectory. Geochemical indicators were also established to distinguish natural dense carbonate-cemented intervals from carbonate contamination introduced into the cuttings from the drilling fluid in the form of marble chips. The results demonstrate the effectiveness of enhanced drill cuttings analysis in the Achimov Formation deposits of the Urengoy field for reducing non-productive drilling during horizontal well construction, both with a full and a minimal logging-whiledrilling suite.

ачимовская толщарентгенофлуоресцентный анализбуровой шламэлементный составлитогеохимиягеонавигациягоризонтальное бурениеAchimov formationX-ray fluorescence analysisdrill cuttingschemical compositionlithogeochemicalgeosteeringhorizontal drillingReferencesДеркачев А.Н., Николаева Н.А., Можеровский А.В., Григорьева Т.Н., Иванова Е.Д., Плетнев С.П., Баринов Н.Н., Чубаров В.М. (2007). Минералогические и геохимические показатели условий аноксигенного осадконакопления в локальных впадинах Охотского моря в позднем плейстоцене – голоцене. Тихоокеанская геология, 26(3), с. 3–33.Bhatia M.R. (1983). Plate tectonics and geochemical composition of sandstones. The Journal of Geology, 91(6), pp. 611–627. https://doi.org/10.1086/628815Дриц В.А., Коссовская А.Г. (1991). Глинистые минералы: слюды, хлориты. М.: Наука, 176 с.Cui H., Zhu S., Gao Y., Chen W. (2025). Hydrothermal activity near the Permian–Triassic transition in the south-western Ordos Basin, China: Evidence from carbonate cementation in Upper Permian sandstones. Sedimentology, 72(1), 227–257. https://doi.org/10.1111/sed.13232Каулина Т.В., Лялина Л.М., Ильченко В.Л. (2019). Последовательность образования REE-Th-U минералов в Лицевском урановорудном районе Кольского региона. Вестник МГТУ, 22(1), с. 12–22. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2019-22-1-12-22Derkachev A.N., Nikolaeva N.A., Mozherovsky A.V., Grigorieva T.N., Ivanova E.D., Pletnev S.P., Barinov N.N., Chubarov V.M. (2007). Mineralogical and geochemical indicators of anoxic sedimentation conditions in local depressions within the Sea of Okhotsk in the Late Pleistocene– Holocene. Tikhookeanskaya geologiya = Russian Journal of Pacific Geology, 26(3), pp. 3–33. (In Russ.)Конторович А.Э., Ершов С.В., Казаненков В.А., Карогодин Ю.Н., Конторович В.А., Лебедева Н.К., Никитенко Б.Л., Попова Н.И., Шурыгин Б.Н. (2014). Палеогеография Западно-Сибирского осадочного бассейна в меловом периоде. Геология и геофизика, 55(5–6), с. 745–776. https://doi.org/10.15372/GiG20140504Drits V.A., Kossovskaya A.G. (1991). Clay Minerals: Micas, Chlorites. Moscow: Nauka, 176 p. (In Russ.)Куликов П. Ю., Панченко И.В., Гарипов Р.А. (2023). Применение портативных XRF анализаторов (химический состав пород) для расчета минерально-компонентной модели черных сланцев.Eder V.G., Ryzhkova S.V., Kostyreva E.A. et al. (2020). Lithologic, geochemical and geophysical characteristics of the boundary strata of the Bazhenov and Kulomza horizons (Lower Cretaceous base) in the central regions of West Siberia. Russian Geology and Geophysics, 61(7), pp. 767–782. https://doi.org/10.15372/RGG2019124Ладонин Д.В. (2003). Влияние железистых и глинистых минералов на сорбцию меди, цинка, свинца и кадмия в узловом горизонте дерновоподзолистой почвы. Почвоведение, 36(10), с. 1065–1073.Eder V.G., Ryzhkova S.V., Dzyuba O.S., Zamirailova A.G. et al. (2022). Lithostratigraphy and sedimentation conditions of the Bazhenov Formation (Western Siberia) in the central, southeastern, and northern regions of its occurrence. Stratigraphy and Geological Correlation, 30(5), pp. 334–359. https://doi.org/10.1134/S0869593822050021Маслов А.В. (2005). Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 289 с.Eder V.G., Zamirailova A.G., Yan P.A. (2023). Features of the use of lithogeochemical indicators for reconstructing the paleoclimate and composition of sediment sources in the Late Jurassic–Early Cretaceous West Siberian sedimentary basin. Litologiya i poleznye iskopaemye = Lithology and Mineral Resources, (6), pp. 588–599. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0024497X2370026XМухаметшин Р.З., Галеев А.А. (2014). Диагностика древних водонефтяных контактов инструментальными методами. Нефтяное хозяйство, 10, с. 28–33.Ellis D.V. (1987). Well Logging for Earth Scientists. New York: Elsevier, 532 p.Сахибгареев Р.С. (1989). Вторичные изменения коллекторов в процессе формирования и разрушения нефтяных залежей. Ленинград: Недра, 260 с.Kaulina T.V., Lialina L.M., Ilchenko V.L. (2019). Sequence of REE-Th-U minerals in the Litsa uranium ore area (the Kola Region). Vestnik MGTU = Scientific Journal of Murmansk State Technical University, 22(1), pp. 12–22. https://doi.org/10.21443/1560-9278-2019-22-1-12-22Скоробогатов В.А., Строганов Л.В., Копеев В.Д. (2003). Геологическое строение и газонефтеносность Ямала. М.: ООО «НедраБизнесцентр», 352 с.Kontorovich A.E., Ershov S.V., Kazanenkov V.A., Karogodin Yu.N., Kontorovich V.A., Lebedeva N.K., Nikitenko B.L., Popova N.I., Shurygin B.N. (2014). Cretaceous paleogeography of the West Siberian sedimentary basin. Russian Geology and Geophysics, 55(5–6), pp. 745–776. (In Russ.) https://doi.org/10.15372/GiG20140504Эдер В.Г., Замирайлова А.Г., Ян П.А. (2023). Особенности использования литогеохимических индикаторов с целью реконструкции палеоклимата и состава источников сноса в Западно-Сибирском позднеюрско-нижнемеловом осадочном бассейне. Литология и полезные ископаемые, 6, с. 588–599. https://doi.org/10.31857/S0024497X2370026XKulikov P.Yu., Panchenko I.V., Garipov R.A. (2023). Application of portable XRF analyzers (rock chemical composition) for calculating a mineral-component model of black shales. (In Russ.)Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2000). Основы литохимии. Санкт-Петербург: Наука, 479 с.Kurchikov A.R., Borodkin V.N. (2010). Geological Structure and Petroleum Potential of the Achimov Formation of Northern West Siberia. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 138 p. (In Russ.)Юдович Я.Э., Кетрис М.П. (2011). Геохимические индикаторы литогенеза (литологическая геохимия). Сыктывкар: Геопринт, 742 с.Ladonin D.V. (2003). Effect of iron and clay minerals on the sorption of copper, zinc, lead, and cadmium in the nodal horizon of sod-podzolic soil. Pochvovedenie, 36(10), pp. 1065–1073. (In Russ.)Япаскурт О.В. (2008). Генетическая минералогия и стадиальный анализ процессов осадочного породо- и рудообразования. М.: ЭСЛАН, 356 с.Lemière B. (2018). A review of pXRF (field portable X-ray fluorescence) applications for applied geochemistry. Journal of Geochemical Exploration, 188, pp. 350–363. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2018.02.006Bhatia M.R. (1983). Plate tectonics and geochemical composition of sandstones. The Journal of Geology, 91(6), pp. 611–627. https://doi.org/10.1086/628815Maslov A.V. (2005). Sedimentary Rocks: Methods of Study and Interpretation of the Data Obtained. Yekaterinburg: UGGU Publ., 289 p. (In Russ.)Cui H., Zhu S., Gao Y., Chen W. (2025). Hydrothermal activity near the Permian–Triassic transition in the south-western Ordos Basin, China: Evidence from carbonate cementation in Upper Permian sandstones. Sedimentology, 72(1), 227–257. https://doi.org/10.1111/sed.13232Mukhametshin R.Z., Galeev A.A. (2014). Diagnostics of ancient oil–water contacts by instrumental methods. Neftyanoe khozyaystvo = Oil Industry, (10), pp. 28–33. (In Russ.)Eder V.G., Ryzhkova S.V., Kostyreva E.A. et al. (2020). Lithologic, geochemical and geophysical characteristics of the boundary strata of the Bazhenov and Kulomza horizons (Lower Cretaceous base) in the central regions of West Siberia. Russian Geology and Geophysics, 61(7), pp. 767–782. https://doi.org/10.15372/RGG2019124Panchenko I.V., Kulikov P.Yu., Garipov R.A. (2021). Practical application of chemostratigraphy and lithochemistry methods in the study of oil-bearing black shale. EAGE/SPE Workshop on Shale Science 2021, pp. 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202151034Eder V.G., Ryzhkova S.V., Dzyuba O.S., Zamirailova A.G. et al. (2022). Lithostratigraphy and sedimentation conditions of the Bazhenov Formation (Western Siberia) in the central, southeastern, and northern regions of its occurrence. Stratigraphy and Geological Correlation, 30(5), pp. 334–359. https://doi.org/10.1134/S0869593822050021Pearce T.J., Besly B.M., Wray D.S., Wright D.K. (1999). Chemostratigraphy: A method to improve interwell correlation in barren sequences – a case study using onshore Duckmantian/Stephanian sequences (West Midlands, U.K.). Sedimentary Geology, 124(1–4), pp. 197–220. https:// doi.org/10.1016/S0037-0738(98)00128-6Ellis D.V. (1987). Well Logging for Earth Scientists. New York: Elsevier, 532 p. ISBN 0-444-01180-3.Potts P.J., West M. (Eds.) (2008). Portable X-ray Fluorescence Spectrometry: Capabilities for In Situ Analysis. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 291 p. https://doi.org/10.1039/9781847558640Lemière B. (2018). A review of pXRF (field portable X-ray fluorescence) applications for applied geochemistry. Journal of Geochemical Exploration, 188, 350–363. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2018.02.006Pozzi A., Casal F. (2018). Advanced surface logging technology for unconventional plays: Well-site applications in tight reservoirs. First Break, 36(7), 57–66. https://doi.org/10.3997/1365-2397.n0106Panchenko I. V., Kulikov P. Yu., Garipov R. A. (2021). Practical application of chemostratigraphy and lithochemistry methods in the study of oil bearing black shale. EAGE/SPE Workshop on Shale Science 2021, pp. 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202151034Prundeanu I., Chelariu C., Contreras Perez D. (2021). Elemental geochemistry of the Upper Cretaceous reservoir and surrounding formations applied in geosteering of horizontal wells, Lebăda Field – Western Black Sea. Oil, Gas Science and Technology – Rev. IFP Energies nouvelles, 76, 1. https://doi.org/10.2516/ogst/2020083Pearce T. J., Besly B. M., Wray D. S., Wright D. K. (1999). Chemostratigraphy: A method to improve interwell correlation in barren sequences – a case study using onshore Duckmantian/Stephanian sequences (West Midlands, U.K.). Sedimentary Geology, 124(1–4), pp. 197–220. https://doi.org/10.1016/S0037-0738(98)00128-6Ratcliffe K.T., Wilson A., Payenberg T., Rittersbacher A., Hildred G.V., Flint S.S. (2015). Ground truthing chemostratigraphic correlations in fluvial systems. AAPG Bulletin, 99(1), 155–180. https://doi.org/10.1306/06051413120Potts P.J., West M. (Eds.) (2008). Portable X-ray Fluorescence Spectrometry: Capabilities for In Situ Analysis. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 291 p. https://doi.org/10.1039/9781847558640Roser B.P., Korsch R.J. (1988). Provenance signatures of sandstonemudstone suites determined using discriminant function analysis of major-element data. Chemical Geology, 67(1–2), pp. 119–139. https://doi.org/10.1016/0009-2541(88)90010-1Pozzi A., Casal F. (2018). Advanced surface logging technology for unconventional plays: Well-site applications in tight reservoirs. First Break, 36(7), 57–66. https://doi.org/10.3997/1365-2397.n0106Rozanova E. P., Tourova T. P., Kolganova T. V., Lysenko A. M., Mityushina L. L., Yusupov S. K., Belyaev S. S. (2001). Desulfacinum subterraneum sp. nov., a new thermophilic sulfate-reducing bacterium isolated from a high-temperature oil field. Microbiology, 70(4), 466–471. https://doi.org/10.1023/A:1010494413559Prundeanu I., Chelariu C., Contreras Perez D. (2021). Elemental geochemistry of the Upper Cretaceous reservoir and surrounding formations applied in geosteering of horizontal wells, Lebăda Field – Western Black Sea. Oil, Gas Science and Technology – Rev. IFP Energies nouvelles, 76, 1. https://doi.org/10.2516/ogst/2020083Sakhibgareev R. S. (1989). Secondary Alterations of Reservoirs during the Formation and Destruction of Oil Accumulations. Leningrad: Nedra, 260 p. (In Russ.)Ratcliffe K.T., Wilson A., Payenberg T., Rittersbacher A., Hildred G.V., Flint S.S. (2015). Ground truthing chemostratigraphic correlations in fluvial systems. AAPG Bulletin, 99(1), 155–180. https://doi.org/10.1306/06051413120Schlegel M.L., Manceau A., Charlet L., Chateigner D., Hazemann J.-L. (2001). Sorption of metal ions on clay minerals. III. Nucleation and epitaxial growth of Zn phyllosilicate on the edges of hectorite. Geochimica et Cosmochimica Acta, 65(22), pp. 4155–4170. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(01)00700-1Roser B.P., Korsch R.J. (1988). Provenance signatures of sandstonemudstone suites determined using discriminant function analysis of major-element data. Chemical Geology, 67(1–2), pp. 119–139. https://doi.org/10.1016/0009-2541(88)90010-1Skorobogatov V.A., Stroganov L.V., Kopeev V.D. (2003). Geological Structure and Oil and Gas Potential of Yamal. Moscow: Nedra-Businesscenter, 352 p. (In Russ.)Rozanova E. P., Tourova T. P., Kolganova T. V., Lysenko A. M., Mityushina L. L., Yusupov S. K., Belyaev S. S. (2001). Desulfacinum subterraneum sp. nov., a new thermophilic sulfate-reducing bacterium isolated from a high-temperature oil field. Microbiology, 70(4), 466–471. https://doi.org/10.1023/A:1010494413559Svendsen J.B., Hartley N.R. (2002). Synthetic heavy mineral stratigraphy: Applications and limitations. Marine and Petroleum Geology, 19(4), 389–405. https://doi.org/10.1016/S0264-8172(02)00010-7Schlegel M.L., Manceau A., Charlet L., Chateigner D., Hazemann J.-L. (2001). Sorption of metal ions on clay minerals. III. Nucleation and epitaxial growth of Zn phyllosilicate on the edges of hectorite. Geochimica et Cosmochimica Acta, 65(22), pp. 4155–4170. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(01)00700-1West M., Ellis A.T., Kregsamer P., Potts P.J., Streli C., Vanhoof C., Wobrauschek P. (2008). Atomic spectrometry update. X-ray fluorescence spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 23, 1409–1437. https://doi.org/10.1039/B813039FSvendsen J.B., Hartley N.R. (2002). Synthetic heavy mineral stratigraphy: Applications and limitations. Marine and Petroleum Geology, 19(4), 389–405. https://doi.org/10.1016/S0264-8172(02)00010-7Yapaskurt O.V. (2008). Genetic Mineralogy and Stage Analysis of Processes of Sedimentary Rock and Ore Formation. Moscow: ESLAN, 356 p. (In Russ.)West M., Ellis A.T., Kregsamer P., Potts P.J., Streli C., Vanhoof C., Wobrauschek P. (2008). Atomic spectrometry update. X-ray fluorescence spectrometry. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 23, 1409–1437. https://doi.org/10.1039/B813039FYudovich Ya.E., Ketris M.P. (2000). Fundamentals of Lithochemistry. St. Petersburg: Nauka, 479 p. (In Russ.)Yudovich Ya.E., Ketris M.P. (2011). Geochemical Indicators of Lithogenesis (Lithological Geochemistry). Syktyvkar: Geoprint, 742 p. (In Russ.)Yudovich Ya.E., Ketris M.P. (2011). Geochemical Indicators of Lithogenesis (Lithological Geochemistry). Syktyvkar: Geoprint, 742 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.