Способ геохимического контроля за эксплуатацией нефтяного месторождения Советский патент 1993 года по МПК E21B43/243 

Изобретение относится к контролю за эксплуатацией нефтяных месторождений, разрабатываемых методом внутрипластового влажного горения (ВВГ). Контроль заключается в определении фронта горения.

Известны способы локализации очага эндогенного пожара, применяемые в угольной промышленности для определения очага самовозгорания угольных пластов. Способ заключается в установлении контура эндогенного пожара и определении его проекции на дневную поверхность, бурении контрольных шпуров с дневной поверхности внутри проекции контура пожара, отбор проб газа из шпуров и скважин, определении в них концентрации индикаторных газов и сравнении их с фоновыми значениями. Наиболее близким техническим решением является способ контроля, заключающийся в изучении динамики дебитов углеводородных флюидов в эксплуатационных скважинах и наблюдении по контрольным скважинам ряда индикаторных показателей внутрипластового горения (концентрации углекислого газа, сероводорода,азота, кислорода, углеводородных газов, паров воды, температуры и давления).

Известный способ контроля позволяет фиксировать продвижение фронта внутрипластового горения через контрольные, нагнетательные и эксплуатационные скважины, расстояние между которыми составляет 50-150 м. Однако данная сеть скважин не позволяет детально изучить структуру и динамику продвижения фронта горения между скважинами, составить оптимальный график эксплуатации месторождения, что приводит к значительному уменьшению нефтеотдачи эксплуатируемых пластов. Сгущение же сети контрольных скважин приводит к резкому увеличению затрат на контроль за эксплуатацией месторождения.

х| Ю

ел о ю

CJ

которые не покрываются прибылью от продажи дополнительно добытой нефти (стоимость одной контрольной скважины составляет несколько сот тысяч рублей).

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и, следовательно, оптимизация контроля и повышение его достоверности при сокращении затрат. Поставленная цель достигается тем, что в способе геохимического контроля .за эксплуатацией месторождений, разрабатываемых методом внутрипластового влажного горения, отбирают пробы подпочвенных газов шпуров, при этом дополнительно измеряют плотность подпочвенных газов (рп) в шпурах и плотность воздуха (рв ) на поверхности, выделяют положительные и отрицательные аномалии азота, кислорода, углекислого газа, водорода;рассчитывают фоновые и аномальные значения разности (/Эг-рв) и концентраций углеводородных газов, выделяют их положительные и отрицательные аномалии, проводят наложение аномальных геохимических полей, изучают их геохимическую зональность, связанную с неравномерностью выработки продуктивного горизонта, и по полученным результатам выделяют очаги внутрипластового горения.

Предлагаемый способ контроля за эксплуатацией нефтяных месторождений реализуется следующим образом.

В пределах площади элемента разработки проводят геохимическую шпуровую съемку с шагом, соответствующим масштабу сьемки, например, при масштабе геохимической съемки 1:1000 и размерах поисковых локальных объектов не менее 10 м, сеть опробования 10x10 является оптимальной. Глубина шпура не менее 0,5 м.

Отбирают пробы подпочвенных газов следующим образом. Металлической трубкой с применением кувалды бьется шпур, глубиной 0,5 м, из которого отсасывают подпочвенный воздух в стандартные пробоотборники объемом от 100 до 250 мл, которые отправляют на газовый анализ (прибор Цвет-100) в определительскую лабораторию. Кроме того, измеряют плотность этих газов в шпуре (рг) и плотность воздуха (рв) прибором типа Вариотек, цена деления которого Ippm, т.е. I молекула) 1 млн. молекул газовой смеси.

Проводят хроматографический анализ подпочвенных газов для определения объемных концентраций углеводородных газов от метана до гексана включительно, а также .неуглеводородных газов: азота, кислорода, углекислого газа, водорода.

Выделяют положительные и отрицательные аномалии азота, кислорода, углекислого газа и водорода относительно их воздушных концентраций.

Рассчитывают фоновые и аномальные значения разностей плотностей подпойвен- ных газов и воздуха (pt -p.), а также концентраций углеводородных газов, выделяют их положительные и отрицательные аномалии.

Проводят наложение аномальных геохимических полей и изучают их геохимическую зональность.

При сравнении распределения газовых

составляющих была установлена дифференциация геохимического поля, связанная с неравномерностью выработки продуктивного горизонта.

Незатронутые внутрипластовым горением участки (целики) определяются по отрицательным аномалиям разности плотностей подпочвенных газов и воздуха (400 ррм), метана (0,0004 об.%), азота (78,0 об.%), С02 (40,0 об %) и отсутствием

гомологов метана.

Стадия начала горения определяют по положительным аномалиям: СЩ ( 0,001 об.%), 02 ( 20,0 об.%). С02 ( 0,6 об.%). Н2 (0,02 об.%), а также по повышенным значениям разности плотностей подпочвенных газов и воздуха (600 ррм) и появлением гомологов метана (СзНа, ).

Стадия интенсивного горения характеризуется положительными аномалиями разности плотностей подпочвенных газов и воздуха (1000 ррм), N2 (79,0 об.%), СОа (9,8 об.%),Н2 (0,0б об.%). а также наличием СН/ (0,0006 об.%) и его гомологов до бутана и выше, в том числе и непредельные

УВГ (С2Н4, СзНе, С4Нв) и отрицательными аномалиями 02 (19,0 об.%).

Основные пути перемещения углеводородных флюидов и продуктов горения опре- деляют по максимальным значениям

разности плотностей подпочвенных газов и воздуха по схеме: нагнетательные скважины - очаги внутрипластового горения - эксплуатационные скважины.

Участки, незатронутые внутрипластовым горением, разделяют нефтесборные площади эксплуатационных скважин.

Характеристика стадий внутрипластового горения представлена в таблице.

Предлагаемый способ был опробован

на месторождении Кэражанбас (Зап. Казахстан, Бузачинский свод), залежи нефти которого расположенные на глубине 300-400 м от дневной поверхности, эксплуатируют методом В В Г.

Формула изобретения

Способ геохимического контроля эксплуатации нефтяного месторождения, разрабатываемого с использованием внут- рипластового влажного горения, включающий отбор проб индикаторных газов и определение в них углеводородных и неуг- левбдородных компонентов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа и снижения затрат,

в качестве проб индикаторных гвзое отбирэ ют пробы подпочвенных газов из шпуров, дополнительно определяют фоновые и аномальные значения концентраций углеводородных и неуглеводородных компонентов и разности плотностей газов и воздуха и по значениям этих показателей судят о расположении очагов внутрипластового горения, стадиях его развития и направлении перемещения углеводородных флюидов и продуктов их горения в пласте.

Сущность способа: в пределах площади элемента разработки из шпуров глубиной не менее 0,5 м и с шагом, соответствующим масштабу геохимической съемки отбирают пробы подпочвенных газов и определяют в них фоновые и аномальные значения концентраций углеводородных и неуглеводородных компонентов газа, а также разности плотностей газов и воздуха и по этим показателям судят о расположении и развитии очагов внутриплэстового давления, направлениях перемещения углеводородных флюидов и продуктов их горения в пласте. 1 табл. ел с