Способ определения количества углеводородов в единице объема породы Советский патент 1992 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к способам, предназначенным для измерения емкостных параметров коллекторов, содержащих в поровом пространстве углеводороды и воду большой минерализации растворенных в ней солей, и может быть использовано при определении запасов углеводородов в продуктивных пластах в геологии, нефтепромысловом деле, геофизике. Изучение поровых вод, содержащихся в породах, имеет важное значение при оценке начальной нефтегазонасыщенности Работы по оценке

минерализации воды важны для решения вопроса о свойствах внутриконтурной (остаточной) и законтурной вод для правильной интерпретации материалов ГИС

Известен способ определения запасов углеводородов по коэффициентам открытой пористости Кп и остаточной водонасыщенности Ков, включающий бурение скважины на нефильтрующемся растворе с нефтяной основой РНО, герметизацию извлекаемого из скважины керна, разгерметизацию, определение массы Pi водонефтенасыщенноxiсо

N 00

VJ кэ

го образца до и массы Ра после экстрагирования и извлечения из него воды и нефти, измерение выделившегося объема водч VB, коэффициента К, учитывающего минерализацию остаточной воды, дополнительную экстракцию в аппаратах Сокслета, сушку керна, насыщение пор керна очищенным непблярным керосином, опредеоение объема hop Vn и объема образца V, расчеты коэффициентов открытой пористости Кп, остаточной водонасыщенности КОВ, нефте- насыщенности Кн, содержания (запасов) Кнг углеводородов в единице объема породы по формулам

Кп г ЮО , % ; Кн 100 % ; (1) Vvn

VH (P1TP2) (2)

где 5ц - плотность нефти;

VR

Ков уя 100 °/°Р)

(1-Ков).(4)

Недостатками способа являются произвольность выбора плотности нефти (5Н 0,83 г/см вследствие ее разгазирования при извлечении образца с глубины на поверхность, неточность определения коэффициента Кн из-за расширения нефти и ее частичного выхода за пределы керна при его извлечении на поверхность, неточность определения Ков вследствие того, что эта величина определяется по объему выделившегося дистиллята VB без учета поправок на минерализацию С солей,-средневзвешенную плотность солей р, плотность do минерализованной воды; приближенность коэффициента К без строгого обоснования его связи с минерализацией С остаточной воды, ее плотностью dB и средневзвешенной плотностью р солей, отсутствие влияния величин С, ав, р на объем пор Vn и расчеты коэффициента пористости Кп. Все это приводит к неточному определению запасов углеводородов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения количества (запасов) углеводородов в единице объема породы, включающий бурение скважины на нефильтрующемся растворе с нефтяной основой РНО. герметизацию извлекаемого из скважины керна, разгерметизацию, определение массы керна перед экстрагированием, экстрагирование, определение массы (содержания)

остаточной воды, доэкстрагирование в аппарате Сокслета, высушивание керна до постоянной массы, насыщение керна очищенным неполярным керосином и определение его массы после насыщения на воздухе и в керосине, определение плотностей насыщающего керосина и нефти, содержавшейся в керне, определение объемов керна и его пор, коэффициентов открытой пори0 стости, остаточной водонасыщенности, нефтенасыщенности, газонасыщенности, содержания (запасов) углеводородов в единице объема породы, при определении пористости и .остаточной водонасыщенности

5 образцов определяют минерализацию пластовой воды, ее плотность, состав солей, выпадающих в осадок в порах после экстрагирования керна и улавливания остаточной воды в виде дистиллята, выявляют преобла0 дающую (основную) соль и учитывают ее количество в значениях открытой пористости и остаточной водонасыщенности, возможен аналогичный учет и других солей.

Недостатком способа является то, что

5 при больших минерализациях в водных растворах образуются сольваты и при насыщении под вакуумом, пропитке, фильтрации, продавливании раствора через образец эти сольваты мешают входу раствора в поровое

0 пространство, которое в итоге заполняется слабо минерализованным раствором, что вносит грубейшие ошибки в конечные результаты в значения пористости и остаточной водонасыщенности.

5Целью изобретения является повышение точности определения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения количества углеводородов в единице объема породы, включа0 ющем анализ проб пластовой воды, ее состава, плотности, минерализации, выбуривание керна из скважины на нефильтрую; щемся растворе с нефтяной основой, его герметизацию, определение массы керна

5 перед экстрагированием, экстрагирование, улавливание массы выпаренной воды из керна, его доэкстрагирование в аппарате Сокслета, последующее высушивание, определение массы после высушивания с по0 следующим насыщением очищенным неполярным керосином и с последующим определением масс керна на воздухе и в керосине, коэффициентов пористости, остаточной водонасыщенности, и по их величи5 нам - количества углеводородов в единице объема породы, после определения массы керна, насыщенного керосином, на воздухе и в керосине дополнительно в керне экстрагируют керосин до полного удаления его, высушивают керн и определяют его массу.

производят водную вытяжку солей из керна дистиллированной водой,

определяют по результатам вытяжки средневзвешенную плотность солей и рассчитывают с использованием минерализа- ции и плотности раствора в порах величины коэффициентов открытой пористости и остаточной водонасыщенности.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом (пример конкретного выполнения был осуществлен на Верхне- чонском нефтяном месторождении, скважина N 35).

Керн извлекали с глубины 1641,15 м из скважины, пробуренной на нефильтрую- щемся растворе с нефтяной основой РНО, сразу же после извлечения герметизировали или помещали в нефть в герметичный конвейер. Доставляли в лабораторию для проведения исследований. Затем с поверх- ности керна удаляли излишки нефти и определялась его масса Ро 28,8816 г. Керн помещается в экстрактор Закса или его модификацию с получением точности до 1-2 %. В. качестве рабочего растворителя приме- нялся ксилол, кипящий при температуре около 140°С. Вся остаточная вода из керна сначала выпаривалась, затем конденсировалась и стекала в специальную ловушку, Е которой улавливался дистиллят, масса кото- рого А 0,455 г. Операция отгонки воды из керна занимала от 30 мин до 2 ч. После этого керн извлекался из экстрактора и помещался в аппарат Сокслета для окончательного экстрагирования от нефти с помощью смль- ных растворителей и затем помещался в сушильный шкаф. Масса сухого керна после экстрагирования Pi(1 28,68 г. Затем производят насыщение перового пространства керна очищенным неполярным керосином с плотностью 0,772 г/см3. Потом определяют массу насыщенного керосином керна на воздухе Ра 29,0904 / и массу его при взвешивании в керосине Рз 20,5408 г. Затем определяем обьем пор керна W (Р2 - 0,5316 см3, внутри которого находится осадок солей после выпаривания остаточной воды, обьем образца V (Р2 - Ро) «о 11,0746 см , коэффициенты открытой пористости Кп и остаточной водонасыщен- ности Ков с солью в порах керна

Кп

Р2-Р(1)

Р2-РЗ

4.8 %

Ков

85,6 % (6)

tiR Vn

где - плотность дистиллята при комнатных условиях, в расчетах принятая за 1.

Коэффициент нефтегазонасыщенности Кнг в керне с солью осадка в его порах после выпаривания остаточной воды ря -- считывается по известной формуле, испош зуя найденные выше значения п и Ков

Кнг Кп(1 -Ков) 0,0069

Коэффициент нефгегазонасыщенности Кнг характеризует количество (запасы) уг леводородов в единице объема породы и совпадает с коэффициентом эффективной пористости. Обозначая обьем углеводородов в керне VHP. объем остаточной воды в перовом пространстве VQB, запишем балан совое уравнение

VHr Vn - V, в Knv - KoeVn Knv - Ков .nV KnV(1 - Ков).(7)

Отсюда имеем

Кп(1 Ков). (8)

В пр дложенном способе после опреде- г ассы керна, насыщенного керосином, а воздухе и в керосине керн поме ,ают в аппарат Сокслета для экстраги- рова .ия и полного удаления керосина из его пор Затем керн высушивают, контролируют его лассу Pr1 и осуществляют известную из хи ии операцию водной вытяжки солей ди- с 1ллированчой водой, в результате кото- Г м определяют виды солей, их суммарное индивидуальное содержание, минерализацию С остаточной воды, ее плотность dB, средневзвешенную плотность/5 солей осадка в порах. Получили, что суммарная масса Q всех солей осадка в порах керна Q 0,29186 г, индивидуальное содержание солей по массе qi следующее1

qi(NaCI) 6,7951-10 3 г,

Р2(КС1) 9,9352-10 3 г,

рз() 273,0548-10 q4(MgCl2) 2,0752-10

15 20 25 30 36 4С 4550

55

Плотности солей каждого вида i известны

pi (NaCI) 2,16 г/см3, pi (.99 г/см3 (СаС12)2.15 г/см3, /Э4(МдС12)2,ЗЗг/см3 Средневзвешенную плотность р определяем с учетом найденныхр, q,. Q по формуле

Р 2 Pi S 2,1461 г/см3«2,15г/

Q

О)

717848728

Определяем объем Vc солей осадка в порахС (мас.%) - минерализация раствора,

кернамас.%.

Составляя пропорцию

Vc §«0,1360- (Ю)

Н-Г9-П

С 1000 dB- Сl

Масса рассола остаточной воды в керне

представляет сумму найденных масс дис- находим выражение для Q

тиллпта А и солей Q

ЮQ A.C(1000dB-C)1,(22)

А +0 0,455 + 0,292 0,747 г (11)

где С имеет размерность, г/л.

Концентрация С рассола остаточной водыРазделив массу Q солей на их среднеЬавнавзвешенную плотность р, находим объем

15 осадка в порах после первого экстрагирова- С |92 39,1 мас%ния керна

Концентрация Ci составляющих солей в рас-с р ( ТиШОв - С ) р (23)

соле остаточной воды керна составит:20

Объем рассола остаточной воды VOB в керне

6745 10 3находим из пропорции

Ci(NaCI) b %57417U 0,91% (13)

VOB А. .

Qcn, 1П-з251000 1000 dB-С

С2 ( К CI ) QJW 1-33 % (14)

VOB 100Q°d° -Ј 0,5836 см3 (25)

Сз ( Са ) 273|0п7д 710 3 36,6 % (15)

30 Истинные значения коэффициентов от- 3крытой пористости Кп, остаточной водонаGi(MgCl2) 2 07n5 ,28% (16) сыщенности Ков и содержания и- 4 углеводородов (запасов) Кнг в единице объема породы определяем по формулам С 2 О «39,1(1 4)(17)35

i уг г Р - Р( 1 ) Кп Кп+- Г р р Составляя раствор из известных солей иv L 2 гз

концентраций Ci, определяем его плотность

dB. Плотность раствора с указанными выше 40 W Р -Р 1 7Г1 10° %

компонентами солей и их концентрациямиI IUWUB )(r2 гз ) р J

найдена экспериментально

(26)

ds «1.28 г/см3(18)

45

По формуле перехода от концентрации в

массовых % к концентрации в г/л получаем:. , 1

Сг/л С(мас.%)-10-с1в-( Р2 - Р ) diT1 + А с ( юоо dB - с ) 1

39,1-10-1,28 500,5 г/л. (19)Х 1°°% (27)

Эта формула следует из соотношенияКнг Ков 28

Р/ / чПолученные значения по формулам (26innn ЮО С. мас.% (20)55 28) составляют

1иии °вКп - 6,0%, Ков 87.4%, Кнг 0,0076

Зная коэффициент Кнг нефтегазонасыщенгде С (г/л) - масса солей в 1 л раствора;ности определяют геологические Qr и изdB-плотность раствора.впекаемые Ои запасы углеводородов из

(26)

45

единицы объема породы соответственно по формулам

Qr- -Кнг; Ои Кно Qr,

(29)

(30)

гдеРН - плотность пластовой нефти;

b - объемный коэффициент пластовой нефти,

Кно коэффициент нефтеотдачи.

Если обозначить геологические и извлекаемые зэпасы, соответственно Qr и Ои в единице объема породы при коэффициенте нефтегазонаг.ыщенности Кнг , найденном при наличии выпавших-солей в порах, a Qr, Ои при Кнг с учетом выхода солей за пределы пор, то относительные погрешности Кг и еи в определении этих запасов представятся в виде

и

кАг

С - 1 Л

, -Q- 1

(32)

С учетом найденных значений Кнг и Кнг Јг -9,2%. Получили, что в единице объема испытанного керна породы из-за неучета солей в порах геологические запасы углеводородов занимаются на 9,2%. Истинные геологические и извлекаемые запасы углеводородов оцениваются по формулам (29) и (30) с помощью предварительно определяемых параметров Кп; Ков по формулам (26) и (27) и значений , о, Кно.

После операции водной вытяжки солей дистиллированной водой из керна его высушивают и определяют массу Рч .

Контроль массы Q солей, вышедшей за пределы керна в операции ее водной вытяжки, осуществляется по разности масс сухого керна после экстрагирования и высушивания до постоянной массы Рг1 и сухого керна после производства водной вытяжки солей Рг2 .

,

(33)

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Контроль величины VOB производим по формуле

VOB -в- 0,5836 см2

Поскольку пластовая водас высокой минерализацией Ci близка по концентрации и составу солей к остаточной водонасыщен- ности, то исследуя концентрацию и состав солей в пластовой воде, отобранной из скважины вблизи и вне контура месторождения, находим средневзвешенную плотность солей р осадка, выпавшего после выпаривания раствора с плотностью(dB)i. ПОДСТЭЕАСЯЯ значения Ci, (dB)i в формулы (26), (27) и (28), получаем дополнительный контроль параметров Кп, Ков. Кнг.

Формула изобретения Способ определения количества углеводородов в единице объема породы, включающий анализ проб пластовой воды, ее состава, плотности, минерализации, выбуривание керна из скважины на нефильтрующемся растворе с нефтяной основой, его герметизацию, определение массы керна перед экстрагированием, экстрагирование, улавливание массы выпаренной воды из керна, его доэкстрагирование в аппарате Сокслета, последующее высушивание, определение массы после высушивания с последующим насыщением очищенным неполярным керосином и с последующим определением масс керна на воздухе и в керосине, коэффициентов пористости, остаточной водонасыщенности с учетом содержания солей в порах и по их значениям - количества углеводородов в единице обье- ма породы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, после определения массы керна, насыщенного керосином, на воздухе и в керосине дополнительно в керне экстрагируют керосин до полного.удаления его, высушивают керн и определяют его массу, производят водную вытяжку солей из керна дистиллированной водой, определяют по результатам вытяжки средневзвешенную плотность солей и рассчитывают с использованием минерализации и плотности раствора в порах значения коэффициентов открытой пористости и остаточной водонасыщенности.

Область применения: определение запасов углеводородов в продуктивных пластах в геологии, нефтепромысловом деле, геофизике. Сущность в способе определения запасов углеводородов, включающем анализ проб пластовой воды, выбуривание керна из скважины на нефильтрующемся растворе с нефтяной основой, его герметизацию, определение массы керна перед экстрагированием, экстрагирование, улавливание массы выпаренной воды (дистиллята) из керна, его доэкстрэгирование в аппарате Сокслета, последующее высушивание, определение массы после высушивания с последующим насыщением очище-нным неполярным керосином и с последующим определением масс керна на воздухе и в керосине, коэффициентов пористости, остаточной водонасыщенности и по их результатам количества запасов углеводородов в единице объема породы, после определения массы керна, насыщенного керосином, на воздухе и в керосине дополнительно в целом керне экстрагируют керосин до полного удаления его, высушивают керн и контролируют его массу, затем производят водную вытяжку солей из керна дистиллированной водой, определяют по результатам вытяжки минерализацию остаточной воды, ее плотность, средневзвешенную плотность солей и по ним определяют значения коэффициентов открытой пористости, остаточной водонасыщенности. (Л С