Способ прогнозирования сохранения физико-химической стабильности пластовой системы при освоении скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B49/00 E21B47/00 

Изобретение относится к геологии нефти и газа и может быть использовано при освоении нефтегазоносных пластов в глубоких поисковых, разведочных и эксплуатационных скважинах.

Известен способ освоения скважины, заключающийся в обработке нефтегазоносного пласта кислыми стоками производства синтетических кислот.

Недостатком известного способа является отсутствие прогнозирования физико- химических параметров нефтегазоносного пласта. В результате нарушение физико-химических параметров пластовой системы приводит к солеотложению разных типов, потере фильтрационных свойств пласта, устранение этих осложнений требует дополнительных материальных и трудовых затрат.

Известен способ определения состояния пластовой системы и возможности образования солей в попутно добываемых водах нефтяных скважин, включающий отбор проб пластового флюида, определение ионного состава пластового флюида по хлору, сульфату, гидрокарбонату и кремнию, а также по содержанию щелочных и щелочноземельных металлов, водородному показателю и суждение по полученным данным о состоянии пластовой системы.

Однако в предложенном способе решается задача борьбы с солеотпожением путем регулирования карбонатного равновесия ингибиторами. Параметром контроля состоЫ XI

сл ел сл

Os

яния системы служит phi, но колебания рИ могут быть обусловлены разными причинами, не связанными с состоянием карбонатного равновесия.

Целью изобретения является повышение точности прогнозирования и снижение материальных, трудовых затрат.

Указанная цель достигается тем, что в способе включающем определение ионного состава пластового флюида по хлору, сульфату, гидрокарбонату, кремнию и по содержанию щелочных и щелочноземельных металлов, водородному показателю (рН) дополнительно отбирают в скважине керн, определяют окислительно-восстановительный потенциал, в пластовом флюиде дополнительно определяют содержание железа и соотношение закисного, окисного, пирит- ного железа, выявляют допустимые соотношения ионного состава, водородного показателя, окислительно-восстановительного потенциально которому прогнозируют сохранение физико-химической стабильности пластовой системы.

Сущность способа определяется наличием ряда природных физико-химических процессов, которые при изменении состояния пластовых систем в ходе бурения, испытания, освоения скважины могут резко изменить условия фильтрации флюидов нефтегазоносного пласта, снизить интенсивность или полностью исключить возможность получения притока нефти (газа). К числу ведущих процессов такого рода относятся колебания карбонатного, сульфидного, кремниевого равновесия, в результате чего могуг растворяться породообразующие, акцессорные минералы и выпадать новообразованные минеральные ассоциации, оказывая тем самым влияние на поровое пространство породы, условия фильтрации пластовых флюидов. Определяющими факторами состояния и направленности изменения пластовых систем (нефть, газ-породэ-вода) являются режим водородного показателя (рН), окислительно-восстановительного потенциала (Eh), содержание кальция, магния, железа, калия, натрия гидрокарбонатного, хлоридного, кремниевого, сульфатного ионов, железа закисного, окисного, пиритного.

В соответствии с поставленной целью способ позволяет определить по керну, поднятому в ходе бурения скважины, качественный состав и количественные соотношения перечисленных параметров, на основе известных физико-химических реакций оценить возможные смещения пластовых систем при освоении пласта с применением различных типов реагентов и

выбирать наиболее оптимальные условия, обеспечивающие получение желаемых результатов.

Предложенный способ был опробован

на Хохряковском месторождении при бурении разведочных скважин вскрывающих нефтегазоносную верхнеюрскую нефтяную залежь. Отбирали пробы керна с детальностью 0,5 + 1 м (расстояние между образца0 ми). При этом изучались все литологические разности пород песчаники, алевролиты, глины, карбонатные прослои. Так как первая скважина пробурена в сводовой части поднятия, вскрытие интервала глубин было

5 2320-2340 м. При этом установили, что железо закисное, в пересчете на 100%, составляет 30-70%, железо окисное 1-30%, железо пиритное 1-40%. Содержание гидрокарбонатного иона 50-100 мг/л, хлоридного иона

0 50-70 мг/л, сульфатного иона 1-70 мг/л, водородный показатель меняется от 7 до 8,4. Приведенные данные позволяют отнести рассматриваемый объект к категории сложных с широким диапазоном изменения па5 раметров, в котором легко может быть нарушено физико-химическое равновесие пластовой системы. В частности, при аномально высоком содержании сульфатного иона возможно выпадение гипса как в пла0 сте, так по стволу скважины и в устьевом оборудовании. Учитывая это обстоятельство, можно рекомендовать при освоении пласта реагенты со слабо щелочными свойствами.

5 В более погруженных участках ловушки (интервал 2340-2355 м) диапазон изменения всех параметров пластовой системы значительно меньше, чем в ранее рассмотренном случае. Так, железо закисное колеблется в

0 пределах 50-70%, железо окисное 1-20%, железо пиритное 1-15%. Содержание гидрокарбонатного иона составляет 60-90 мг/л, хлоридного иона - около 60 мг/л, сульфатного иона 10-20 мг/л. Водородный показа5 тель колеблется около 7,5 (слабо щелочная среда). Отмеченные моменты дают основание для вывода о возможности применения при освоении пласта реагентов с широким диапазоном изменения свойств (кислоты,

0 щелочь), так как параметры пластовой системы позволяют рассчитывать на стабильность физико-химической обстановки.

Наиболее заметны изменения параметров пластовой системы в интервале глубин

5 2355-2370 м. Здесь содержание железа закисного колеблется от 10 до 80%, железа окисного от 2 до 70%, железа пиритного - от 2 до 35%. Гидрокарбонатный ион фиксируется в пределах 50-240 мг/л, хлоридный ион 70-82 мг/л, сульфатный ион 1-25 мг/л.

Водородный показатель свидетельствует о щелочности среды (7,5-8.5). Резкое, скачкообразное изменение физико-химических параметров свидетельствует о возможности резкого нарушения состояния пласто- вой системы, прежде всего, карбонатного равновесия, в результате чего реально выпадение карбонатов, закупорка перового пространства пород. В данных условиях целесообразно применение реагентов нейт- рального, слабо кислого состава.

Изобретение позволяет:

изучить физико-химические параметры пластовой системы по результатам анализа керна, отбираемого при бурении глубоких скважин до начала работ по освоению пласта;

оценить состояние карбонатного, сульфидного, кремниевого равновесий, опреде- ляющих возможные изменения фильтрационных свойств нефтегазоносных пластов за счет соле- и минералообразова- ния;

изучить физико-химические параметры растворов (реагентов и др.), использование которых предполагается в ходе основания пласта,

оценить возможную направленность физико-химических процессов при закачке растворов (реагентов и др.) различного состава в осваиваемые нефтегазоносные пласты;

дать прогноз состояния карбонатного, сульфидного, кремниевого .равновесия и связанного с этим изменения фильтрационных свойств нефтегазоносных пластов при освоении скважины;

снизить непроизводительные материальные и трудовые затраты за счет сокращения числа скважин, не дающих притока флюидов (нефть, газ).

При проведении патентного поиска нами не были обнаружены источники информации, которые содержали бы заявленные технические признаки для достижения цели, повышение точности прогнозирования и снижение материальных и трудовых затрат.

Формула изобретения

Способ прогнозирования сохранения физико-химической стабильности пластовой системы при освоении скважины, включающий определение ионного состава пластового флюида по хлору, сульфату, гидрокарбонату и кремнию, а также по содержанию щелочных и щелочно-земельных металлов, водородного показателя и определения по полученным данным состояния пластовой системы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности прогнозирования и снижения материальных и трудовых затрат, отбирают в скважине керн, определяют окислительно-восстановительный потенциал, в пластовом флюиде дополнительно определяют содержание железа и соотношение закисного, окисного и пирит- ного железа, выявляют допустимые соотношения ионного состава, водородного показателя, окислительно-восстановительного потенциала, по которому прогнозируют сохранение физико-химической стабильности пластовой системы.

Использование: в геологии нефти и газа, при освоении нефтегазоносных пластов в глубоких поисковых, разведочных и эксплуатационных скважинах. Сущность изобретения: определяют ионный состав по хлору, сульфату, гидрокарбонату и кремнию, а также по содержанию щелочных и щелочноземельных металлов, определяют водородный показатель, дополнительно отбирают керн, определяют окислительно-восстановительный потенциал, в пластовом флюиде дополнительно определяют содержание железа и соотношение закисного, окисного и пирит- ного железа, выявляют допустимые соотношения ионного состава, водородного показателяt окислительно-восстановительного потенциала, по которому прогнозируют сохранение физико-химической стабильности пластовой системы.