СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ
INVESTIGATION METHOD OF HYDROCARBON DEPOSITS

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке нефтяной залежи посредством тепловых методов, в частности при организации внутрипластового горения (ВПГ).
Известен способ (аналог) определения характера фильтрации жидкости в пласте (SU 1473405 А1, 30.01.1994), основанный на закачке индикатора в нагнетательную скважину и последующем его определении в отбираемой из добывающей скважины продукции, причем для исключения деструкции индикатора и сорбции его породой в качестве индикатора в нагнетательную скважину закачивают предварительно введенные в клетки микроорганизмов флюорохромы (различные окрашиватели), устойчивые к пластовой жидкости (биомассу микроорганизмов).
Известен способ (аналог) контроля разработки многопластовых нефтяных месторождений (SU 1730442 А1, 30.04.1992), включающий отбор проб добываемой жидкости из каждого нефтеносного пласта и продукции скважины, затем определяют в водной фазе проб содержание химических компонентов, закачивают в нефтеносные пласты поочередно водные растворы тех же химических компонентов (например, растворы галоидов и нитратов щелочных металлов) и по изменению их концентрации в пробах продукции скважины судят о фильтрационных характеристиках нефтеносных пластов и их относительном водном дебите.
Известен способ (прототип) исследования жидкофазных динамических процессов в пластах (нефтяных и водоносных) с аномально низким давлением (RU 2164599 С1, 27.03.2001), включающий использование индикаторов нескольких цветов в виде жидкой суспензии микрогранул, состоящих из смеси поликонденсационной смолы и органического люминесцирующего вещества, каждый из которых (индикатор одного цвета) закачивают в соответствующую нагнетательную скважину и отбирают пробу из наблюдательных скважин, определяя концентрацию индикатора каждого цвета, затем по найденному множеству значений изменения концентрации индикатора каждого цвета во времени в призабойной зоне пласта определяют его емкостно-фильтрационные свойства и направление жидкофазных потоков.
Недостатком указанных способов является термическое разрушение трассеров при применении тепловых методов, что существенно снижает их информативность при ВПГ.
Предлагаемое решение позволяет не только устранить этот недостаток, но и получить принципиально новую информацию - оценку величины температуры в зоне теплового воздействия в нефтяном пласте, в частности, оценить температуру в зоне горения при ВПГ.
Целью изобретения является повышение эффективности разработки месторождений углеводородов при использовании тепловых методов, которое достигается за счет оптимизации режимов закачки окислителя и/или теплоносителя и/или вытесняющего агента в пласт на основе определения температуры в зоне теплового воздействия, в частности в зоне горения при ВПГ и увеличения информативности об исследуемом пласте.
Сущность изобретения
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что закачивают, по меньшей мере, в одну нагнетательную скважину вместе с закачиваемым агентом по меньшей мере один трассирующий агент, меняющий химическое строение (трансформирующийся) при требуемой температуре. Проводят регистрацию концентрации отдельно исходного и трансформированного трассирующего агента по меньшей мере в одной добывающей скважине, после чего по соотношению исходного и трансформированного трассирующих агентов в продукции скважин оценивают температуру и размеры зоны теплового воздействия или горения
Для реализации способа дополнительно могут быть использованы следующие отдельные технические решения:
при закачке кислородосодержащей смеси в залежь эпизодически или регулярно проводят исследования на наличие трансформированного трассирующего агента в продукции по меньшей мере одной добывающей скважины, и при появлении последнего делают заключение о начале процесса горения;
по меньшей мере в одну скважину по меньшей мере в один пласт или пропласток одновременно закачивают по меньшей мере два трассирующих агента, меняющих химическое строение (трансформирующихся) при двух различных температурах;
температура трансформации по меньшей мере одного трассирующего агента выше возможной температуры в зоне нагрева или горения;
температура трансформации по меньшей мере одного трассирующего агента ниже возможной температуры в зоне нагрева или горения, но выше начальной пластовой температуры.
В качестве трассирующих агентов в предлагаемом способе могут быть использованы, например, различные химические и радиоактивные пластовые трассеры, индикаторы или маркеры как искусственные, специально разработанные для этих целей, так и естественные присутствующие в природе [1].
Существенными признаками способа является закачка, по меньшей мере, в одну нагнетательную скважину вместе с закачиваемым агентом трассирующего агента в требуемой концентрации.
Следующие признаки изобретения отнесены авторами к частным вариантам реализации способа, охарактеризованного в независимом пункте формулы:
регистрация концентрации трассирующего агента, по меньшей мере, в одной добывающей скважине;
закачка по меньшей мере одного трассирующего агента, меняющего химическое строение (трансформирующегося) при требуемой температуре;
регистрация концентрации отдельно исходного и трансформированного трассирующего агента по меньшей мере в одной добывающей скважине;
оценка температуры и размеров зоны теплового воздействия или горения по соотношению исходного и трансформированного трассирующих агентов в продукции скважин;
закачка кислородосодержащей смеси в залежь;
эпизодическое или регулярное проведение исследований на наличие трансформированного трассирующего агента в продукции по меньшей мере одной добывающей скважины;
заключение о начале процесса горения при появлении трансформированного трассирующего агента в продукции скважин;
одновременная закачка по меньшей мере в одну скважину по меньшей мере в один пласт или пропласток по меньшей мере двух трассирующих агентов, меняющих химическое строение (трансформирующихся) при двух различных температурах;
температура трансформации по меньшей мере одного трассирующего агента может быть выше возможной температуры в зоне нагрева или горения;
температура трансформации по меньшей мере одного трассирующего агента может быть ниже возможной температуры в зоне нагрева или горения, но выше начальной пластовой температуры.
Изобретение поясняется фиг. 1, на которой схематично приведен пример реализации предлагаемого способа, фиг. 2 с диаграммой пропорций в смеси трассеров, представленных в таблице 1 описания, и фиг. 3 с диаграммой пропорций в смеси трассеров, представленных в таблице 2.
Примеры реализации предлагаемого способа.
Пример 1. Использование одного трансформирующегося трассера.
На фиг.1 схематично приведен пример реализации предлагаемого способа. Изображено нагнетание воздуха и закачка трассера, способного менять химическое строение (трансформироваться) при температуре в зоне горения (250°С) в одну нагнетательную скважину. Регистрация исходного и трансформированного трассирующих агентов осуществляется через две добывающие скважины. Показано, что при определенных условиях в пласте образуется зона горения с высокой температурой 250-450°С, в которой происходят окислительные реакции и крекинг углеводородов.
В таблице 1 приведена пропорция исходного и трансформированного трассеров, в начальной смеси трассеров, закачиваемой в скважину, а также три варианта различных пропорций трассеров, зарегистрированных в добывающих скважинах. Начальная температура пласта 70°С, температура трансформации трассера 250°С.
На фиг. 2 изображена диаграмма пропорций в смеси трассеров, представленных в таблице 1.
Вариант 1 соответствует случаю, когда в добывающей скважине появился только исходный трассер. Очевидно, температура в пласте не превышает температуру трансформации трассера, то есть меньше 250°С.
Вариант 2 соответствует случаю, когда в добывающей скважине удалось зарегистрировать практически только трансформированный трассер, доля исходного трассера незначительна. Очевидно, температура в пласте превышает температуру трансформации трассера, то есть больше 250°С.
Вариант 3 соответствует случаю, когда доля исходного и трансформированного трассеров в их смеси в добывающей скважине сопоставимы между собой. Здесь возможны два разных объяснения: 1) температура в зоне горения близка к 250°С; 2) зона горения возникла только в части пластов, пропластков или трещин, в остальных частях залежи горения еще нет.
Пример 2. Использование нескольких трансформирующихся трассеров.
В таблице 2 приведена пропорция исходных и трансформированных трассеров, в начальной смеси трассеров, закачиваемой в скважину, а также три варианта различных пропорций трассеров, зарегистрированных в добывающих скважинах. Начальная температура пласта 70°С.
На фиг. 3 изображена диаграмма пропорций в смеси трассеров, представленных в таблице 2.
Вариант 1 соответствует случаю, когда в добывающей скважине появились только исходные трассеры. Очевидно, температура в пласте не превышает температуру трансформации первого трассера, то есть меньше 200°С.
Вариант 2 соответствует случаю, когда в добывающей скважине зарегистрирован первый трансформированный трассер и второй исходный, причем доля первого исходного трассера незначительна, а второй трансформированный отсутствует вовсе. Очевидно, температура в пласте превышает температуру трансформации первого трассера, но меньше температуры трансформации второго трассера. Соответственно температура в прогретой зоне пласта от 200°С до 300°С.
Вариант 3 соответствует случаю, когда среди зарегистрированных трассеров присутствуют практически только трансформированные. Следовательно, температура в прогретой зоне пласта превышает 300°С.
Источники информации
1. Соколовский Э.В., Соловьев Г.Б., Тренчиков Ю.И. Индикаторные методы изучения нефтеносных пластов. - М.: Недра, 1986. - 157 с.