Способ определения количества углеводородов в единице объема породы

 

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

(IH

gärl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 01 N 15/08

ГО СУДА Р СТ В Е ННОЕ ПАТЕНП-ЮЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835461/25 (22). 06. 06.90 (46) 30,12.92. Бюл. N 48 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) lO,А. Афиногенов (56) Орлов Л.И. и др. Петрофизические исследования коллекторов нефти и газа. М,;

Недра, 1987, с.5 — 12, 141 — 145, 201 — 203.

Методические рекомендации по исследованию пород-коллекторов нефти и газа физическими и петрографическими методами, М, ВНИГНИ, 1978, с,64 — 68, 84 — 86.. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА УГЛЕВОДОРОДОВ B ЕДИНИЦЕ ОБЬЕМА ПОРОДЫ (57) 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 зксИзобретение 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 трагированием, экстрагирование, улавливание массы выпаренной воды (дистиллята) 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 и по их результатам количества запасов углеводородов в единице обьема породы, после определения массы керна, насыщенного керосином, на воздухе и в керосине дополнительно в целом керне зкстрагируют керосин до пол, ного 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. минералиэации 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 Р> водонефтенасыщенно1784872

Va

Ков = — 100, ОД

Vn (3) (4) Кнг =.Кп (1- Ков) го образца до и массы Р2 после экстрагирования и извлечения из него воды и нефти, измерение выделившегося объема воды V>, коэффициента К, учитывающего минерализацию остаточной воды, дополнительную экстракцию в аппаратах Сокслета, сушку керна, насыщение пор керна очищенным непЬлярным керосином, определение объема hop Vj) и объема образца V, расчеты коэффициентов открытой пористости Кп, остаточной водонасыщенности КОВ, нефтенасыщенности Кн, содержания (запасов)

Кнг углеводородов в единице объема породы по формулам

Кл= 100, Д; Кн= — н 100 ; (1)

Чп

Чн = ((P1 — Р2 ) — K Vo )/дн (2) где дн — плотность нефти;

Недостатками способа являются произвольность выбора плотности нефти дн= 0,85 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 Чв без учета поправок на минерализацию С солей, средневзвешенную плотность солей р, плотность d> минерализованной воды, приближенность коэффициента К без строгого обоснования его связи с минерализацией С остаточной воды, ее плотностью d, и средневзвешенной плотностью Р солей, отсутствие влияния величин С, ао, р на объем пор /л 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 PHO. герметизацию извлекаемого из скважины керна, разгерметизацию, определение массы керна перед экстрагированием. экстрагирование, определение массы (содержания) 25

55 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 пористости, остаточной водонасыщенности, нефтенасыщенности, газонасыщенности, содер>кания (запасов) углеводородов в единице объема породы, при определении пористости и остаточной водонасыщенности 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 преобладающую (основную) соль и учитывают ее количество в значениях открытой пористости и остаточной водонасыщенности, возможен аналогичный учет и других солей, Недостатком способа является то, что 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 пространство, которое в итоге заполняется слабо минерализованным раствором, что вносит грубейшие ошибки в конечные результаты в значения пористости и остаточной водонасыщенности.

Целью изобретения является повышение точности определения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения количества углево- . дородов в единице объема породы, включа. 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 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. и по их величинам — 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.

1784872

Отсюда имеем

Кп — — 4,8 %

P2 — Р

Р2 РЗ (5) 55 производят водную вытяжку солей из керна дистиллированной водой, определяют по результатам вытяжки средневзвешенную плотность солей и рассчитывают с использованием минерализа- 5 ции и плотности раствора в порах величины коэффициентов открытой пористости и остаточной водонасыщенности.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом (пример конкретного 10 выполнения был осуществлен на Верхнечонском нефтяном месторождении . скважина % 35).

Керн извлекали с глубины 1641,15 м из скважины, пробуренной на нефильтрую- 15 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- 20 ности керна удаляли излишки нефти и определялась его масса Ро = 28,8816 r, Керн помещается в экстрактор Закса или его модификацию с получением точности до 1 — 2, B. качестве рабочего растворителя приме- 25 нялся ксилол, кипящий при температуре около 140 С. Вся остаточная вода из керна сначала выпаривалась, затем конденсировалась и стекала s специальную ловушку, в которой улавливался дистиллят, масса кото- 30 рого А = 0,455 r. 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 силь- 35 ных растворителей и затем помещался в сушильный шкаф. Масса сухого керна после экстрагирования Р1(1 = 28,68 г. Затем про(1) изводят насыщение порового пространства керна очищенным неполярным керосином с 4Г плотностью d» = 0,772 г/см, Потом опредез ляют массу насыщенного керосином керна на воздухе Р = 29,0904 г и массу его при взвешивании в керосине Рз = 20,5408 r. Затем определяем обьем пор керна Чл = (Pz - 45

Р1 )б» =0,5316 См, внутри кОтОрагО нахО(1) -1 дится осадок солей после выпаривания остаточной воды, объем образца V = (Рг - Р-„). с(» . = 11,0746 см, коэффициенты открытой

-1 з

I пористости Кп и остаточной водонасыщен- 50

/ ности Ков с солью в порах керна

Ков = = 85,6 % (6) где дд — плотность дистиллята при комнатных условиях, в расчетах принятая за 1.

Коэффициент нефтегазонасыщеннос и

Кнг в керне с солью осадка в его порах после выпаривания остаточной воды рэ.:считывается по известной формуле, испол» зуя найденные выше значения Кг1 и Ков:

Кнг = Кй(1- Ков) =0,0069

Коэффициент неф гегазонасыщенност

Кнг характеризует количество (запасы) углеводородов в единице объема породы и совпадает с коэффициентом эффективной пористости, Обозначая обьем углеводородов s керне Чнг, объем остаточной воды в поровом пространстве Чов, запишем балан совое уравнение /нг = /и - V в = Кпч - КовЧп =

= Кп; - Ков .0V = KnV(1 - Ков), (7) Кнг = Кп(1 Ков). (8) В пр: дложенном способе после определениг. r ассы керна, насыщенного керосином, а воздухе и в керосине керн поме,ают в аппарат Сокслета для экстрэгиposa .ия и полного удаления керосина из его пор Затем керн высушивают, контролируют его ассу Р1(и осуществляют известную из (1 хи ии операцию водной вытяжки солей дис; 1ллированчой водой, в результате котор и определяют виды солей, их суммарное индивидуальное содержание, минерализацию С ос"аточной воды, ее плотность d>, средневзвешенную плотностьр солей осадка в порах. Получили, что суммарная масса

0 всех солей осадка в порах керна 0 =

0,29186 г, индивидуальное содержание солей по массе qi следующее:

q1(NaCI) = 6,7951.10 г, qz (KCI) = 9,9352 10 г, цз (CaClz) = 273,0548 10 3 г.

q4(MgCI2) = 2,0752 10 г.

Плотности солей каждого вида i известны р1(NaCI) = 2,16 г/см, р2 (KCI)=1,99 гlсм р3(Са С12)=2,15 г/см, p4(Mg Clz)=2,33r/ñì

Средневзвешенную плотность р определяем с учетом найденныхр, q G по формуле

p = g p — = 2,1461 /см = 2,15 /см

Ч 3 3 а <, 1784872

V, = — =0,136 смз

Р (10) (21).

0 А

С 1000 d — С

10 где С имеет размерность, г/л.

Разделив массу Q солей на их средневзвешенную плотность р, находим объем

15 осадка в порах после первого экстрагирования керна

Концентрация Ci составляющих солей в рассоле остаточной воды керна составит: 20

Чов А

1000 1000 da — С (24) 9 935 10

Сг(КС!) 0 47 — 1,33% (14) 30 Истинные значения коэффициентов открытой пористости Кп, остаточной водонасы щен ности Ков и содержания углеводородов (запасов) Кнг в единице объема породы определяем по формулам

V гРг — PS

Кп =Кп+ — = +

Рг — Рз

40 + -c p I 100, (26) ds =1,28 г/см (18) ЧОВ

45 КОВ 7 +т ( (19)

50 хqppy, Определяем объем Ч, солей осадка в порах керна

Масса рассола остаточной воды в керне представляет сумму найденных масс дистилллта А и солей Q

A + Q = 0,455 + 0,292 = 0,747 г (11) Концентрация С рассола остаточной воды завна

С = — =39,1 мас.%

0,292

0,747

6 795 10

С1(йа С!) = 0747. 0,91% (13) С4 (М9 С!г ) 0 747 — 0,28 % (16) С = Z С = 39,1 (1 = 4 ) (17) Составляя раствор из известных солей и концентраций С;, определяем его плотность

d>. Плотность раствора c указанными выше компонентами солей и их концентрациями найдена экспериментально

По формуле перехода от концентрации в массовых % к концентрации в г/л получаем:

Cr/ë = С (мас.%) 10 dg =

= 39,1.10 1,28 = 500,5 г/л, Эта формула следует из соотношеНия — - - - 100 = С, мас.%, (20)

1000 dB где С (r/n) — масса солей в 1 л раствора;

d — плотность раствора:

С (мас.%) — минерализация раствора, мас.%.

Составляя пропорцию находим выражение для Q

Q = А.С(1000бв - С), (22) Vc = "=A C(1000de — С) "р (23)

Объем рассола остаточной воды Чов в керне находим из пропорции

Чов = @ - ; = 0,5836 см (25)

1000 А з (27) Кнг = Кп(1 - Ков) (28) . Полученные значения по формулам (2628) составляют

Кп = 6,0%, Ков = 87.4%, Кнг = 0,0076

Зная коэффициент Кнг нефтегазонасыщенности, определяют геологические Qr и извлекаемые 0 запасы углеводородов из

1784872

10 единицы объема породы соответственно по формулам

Контроль величины Чов производим по формуле

А+О 2

Чов = — — = 0,5836 см, бв

Ог = Кнг;

Ь (29) Ои = Кно Qr, (30) Qr Кнг е = — 1 =-@ — --1 (31) г

25 к = — — 1, (32)

Ои

С учетом найденных значений Кнг и Кнг Er=

= -92% 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 он, b, Кно.

После операции водной вытяжки солей дистиллированной водой из керна его высушивают и определяют массу Р1(, Контроль массы 0 солей, вышедшей за пределы керна в операцииее водной вытяжки, осуществляется по разности масс сухого керна после экстрагирования и высушивания до постоянной массы Р,(и сухого кер(1) на после производства водной вытяжки солей Р12).

0 Р„() Р (2) (33) Составитель Ю.Афиногенов

Редактор Т.Горячева Техред М.Моргентал Корректор О.Густи

Заказ 4360 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретения;:1 и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 где р — плотность пластовой нефти;

Ь вЂ” объемный коэффициент пластовой 10 нефти, Кно — коэффициент нефтеотдачи, Если обозначить геологические и извлекаемые запасы, соответственно QI- и Ои в единице объема породы при коэффициенте 15

/ нефтегазонасыщенности Кнг, найденном при наличии выпавших солей в порах, à Ог.

Q при Кнг с учетом выхода солей за пределы пор, то относительные погрешности ег и е, в определении этих запасов представятся 20 в виде

Поскольку пластовая вод высокой минерализацией С1 близка по концентрации и составу солей к остаточной водонасыщенности, то исследуя концентрацию и состав солей в пластовой воде, отобранной из скважины вблизи и вне контура месторождения, находим средневзвешенную плотность солей pi осадка, выпавшего после выпаривания раствора с плотностью(с(в)1. Подставя значения С1, р1. (dg)1 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 чысушивание, 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 обьема породы, отл и ч а ю щи и с я 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 дистиллиро- . ванной 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.