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 внутри пластового горения (ВПГ).
Известен способ (аналог) определения характера фильтрации жидкости в пласте (SU 1473405 А1, Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт по добыче и переработке сероводородсодержащих газов, 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, Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности, 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, ОАО "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" ОАО "Газпром", 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 по меньшей мере в одну нагнетательную скважину, по меньшей мере в один пласт или пропласток вместе с закачиваемым агентом одновременно закачивают по меньшей мере два трассирующих агента, отличающихся термостойкостью.
Дополнительно могут проводить регистрацию концентрации каждого из закаченных трассирующих агентов по меньшей мере в одной добывающей скважине, после чего по изменению пропорции (относительных долей) трассирующих агентов в продукции скважин относительно их пропорции в закачиваемом агенте, оценивают температуру зоны теплового воздействия или горения.
Для реализации способа также могут быть использованы следующие отдельные технические решения:
трассирующие агенты закачивают в скважину в виде смеси, в которой они находятся в заданной пропорции;
среди закачиваемых трассирующих агентов по меньшей мере один имеет температуру разрушения выше максимальной температуры в зоне теплового воздействия или горения;
среди закачиваемых трассирующих агентов по меньшей мере один имеет температуру разрушения ниже минимальной температуры в зоне горения, но выше пластовой температуры;
смесь трассирующих агентов, отличающихся термостойкостью, закачивают непрерывно или регулярно, и по меньшей мере в одной добывающей скважине эпизодически или регулярно проводят снятие профилей концентрации каждого трассирующего агента вдоль ствола скважины, после чего определяют изменение пропорции (относительных долей) трассирующих агентов в отдельных интервалах притока относительно их пропорции в закачиваемом агенте, оценивают температуру в зоне теплового воздействия и охват тепловым воздействием или горением отдельных пластов и/или пропластков.
В качестве трассирующих агентов в предлагаемом способе могут быть, использованы, например, различные химические, флуоресцентные, 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 в по меньшей мере одну нагнетательную скважину по меньшей мере в один пласт или пропласток 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;
одновременная закачка по меньшей мере двух трассирующих агентов, отличающихся термостойкостью;
закачка трассирующих агентов в скважину в виде смеси, в которой они находятся в заданной пропорции;
оценка температуры зоны теплового воздействия или горения по изменению пропорции (относительных долей) трассирующих агентов в продукции скважин относительно их пропорции в закачиваемом агенте;
среди закачиваемых трассирующих агентов по меньшей мере один должен иметь температуру разрушения выше максимальной температуры в зоне теплового воздействия или горения;
среди закачиваемых трассирующих агентов по меньшей мере один должен иметь температуру разрушения ниже минимальной температуры в зоне горения, но выше пластовой температуры;
смесь трассирующих агентов закачивается непрерывно или регулярно;
по меньшей мере в одной добывающей скважине эпизодически или регулярно проводят снятие профилей концентрации каждого трассирующего агента вдоль ствола скважины;
определяют изменение пропорции (относительных долей) трассирующих агентов в отдельных интервалах притока относительно их пропорции в закачиваемом агенте, по профилям концентрации каждого трассирующего агента вдоль ствола скважины.
Изобретения поясняется фиг. 1 со схематичным примером реализации предлагаемого способа и фиг. 2 с диаграммой пропорций в смеси трассеров, представленных в таблице 3 описания.
Пример реализации предлагаемого способа.
В работе [1] приведены таблицы, в которых приведены типичные температуры разрушения различных трассеров, а именно:
В таблице 1 указаны физические константы нитратных соединений ([1], стр. 13, табл. 1) используемых в качестве пластовых трассеров. В таблице 2 указаны условия применимости стабильных индикаторов ([1], стр. 17, табл. 5) наиболее популярных при проведении трассерных исследований.
Приведенные данные показывают практическую возможность разработки пластовых трассеров, индикаторов или маркеров с различной заданной температурой разрушения.
На фиг. 1 схематично приведен пример реализации предлагаемого способа. Изображено нагнетание воздуха и смеси из нескольких индивидуальных трассирующих агентов через одну нагнетательную скважину. Регистрация трассирующих агентов осуществляется через две добывающие скважины. Показано, что при определенных условиях в пласте образуется зона горения с высокой температурой 250-450°C, в которой происходят окислительные реакции и крекинг углеводородов.
В таблице 3 приведены пропорции трассеров имеющих сходные физические свойства, но разную температуру разрушения, в закачиваемой исходной смеси, а также четыре варианта различных пропорций трассеров зарегистрированных в добывающих скважинах. Начальная температура пласта 70°C.
На фиг. 2 изображена диаграмма пропорций в смеси трассеров, представленных в таблице 3.
Вариант 1 соответствует случаю, когда пропорция трассеров практически не изменилась, то есть температура в пласте не превышает температуру разрушения самого не термостойкого трассера, то есть меньше 100°C.
Вариант 2 соответствует случаю, когда трассеры с температурами разрушения от 200°C и ниже практически исчезли из смеси, причем соотношение долей трассеров с температурами разрушения от 300°C и выше осталось примерно тем же. Очевидно, смесь трассеров подверглась воздействию температуры выше 200°C, но ниже 300°C. Учитывая, что начальная температура пласта 70°C, получаем оценку температуры в зоне горения от 200 до 300°C.
Вариант 3 соответствует случаю, когда трассеры с температурами разрушения 400°C и ниже практически выгорели, а остался только один самый термостойкий трассер с температурой разрушения 500°C. Очевидно, смесь трассеров подверглась воздействию температуры выше 400°C, но ниже 500°C, соответственно, температура в зоне горения от 400 до 500°C.
Вариант 4 близок к варианту 2, но трассеры с температурами разрушения от 200°C и ниже не исчезли из смеси, а только существенно снизили свою долю. При этом соотношение долей трассеров с температурами разрушения от 300°C и выше практически не изменилось. Это можно объяснить тем, что смесь трассеров частично подверглась воздействию температуры выше 200°C, но ниже 300°C. Учитывая, что оба трассера с температурами разрушения 100°C и 200°C снизили свою долю примерно одинаково - в половину, не трудно сделать вывод, что примерно половина от всего количества закаченной смеси трассеров прошло через зону горения. При этом вторая половина смеси трассеров прошла от нагнетательной к добывающей скважине через не прогретый пласт. Таким образом, можно оценить вертикальный охват залежи тепловым воздействием.
Источники информации
[1] Соколовский Э.В., Соловьев Г.Б., Тренчиков Ю.И. Индикаторные методы изучения нефтеносных пластов. - М.: Недра, 1986. - 157 с.