Способ определения количества углеводородов в единице объема породы

(5)5 6 01 Й 1 ИЗОБРЕТ ИЯ ешения й (оста- ильной апасоввавйкрытой сыщенважины фтяной аемого ию, оп- щенноГО СУДА Р СТ В Е ННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Институт горного дела СО АН СССР (72) 3 О,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 В 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 паровых вод, содержащихся в породах, имеет важное значение при оценке начальной нефтегазонасыщенности, Работы по оценке 1784872 А 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 удаленияего, 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 р вопроса о свойствах внутриконтурно точной) и законтурной вод для прав интерпретации материалов ГИС.Известен способ определения з углеводородов по.коэффициентам от пористости Кп и остаточной водона ности КОВ, включающий бурение ск на нефильтрующемсярастворе с не основой РНО, герметизацию извлек из скважины керна, разгерметизац ределение массы Р 1 водонефтенасы(4) го образца до и массы Р 2 после экстрагирования и извлечения из него воды и нефти, измерение выделившегося объема воды Ч, коэффициента К, учитывающего минерализацию остаточной воды, дополнительную экстракцию в аппаратах Сокслета, сушку керна, насыщение пор керна очищенным непЬлярным керосином, определение объема пор Чп и объема образца Ч, расчеты коэффициентов открытой пористости Кп, остаточной водонасыщенности КОВ, нефте- насыщенности Кн, содержания (запасов) Кнг углеводородов в единице объема породы по формулам Кп = Ч 100, ; Кн = - " 100 ; (1)Чп Чн =( Р 1 - Р 2 ) - К Чо 1/А (2)где дн - плотность нефти; Недостатками способа являются произвольность выбора плотности нефти д= 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 обьему выделившегося дистиллята Чв без учета поправок на минерализацию С солей, средневзвешенную плотность солей р, плотность б минерализованной воды, приближенность коэффициента К без строгого обосНования его связи с минерализацией С остаточной воды, ее плотностью Ь и средневзвешенной плотностью р солей, отсутствие влияния величин С, ао, р на объем пор Чл 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) 25 30 35 40 45 50 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, содеркания (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,(5) 55 производят водную вытяжку солей из кернадистиллированной водой,определяют по результатам вытяжкисредневзвешенную плотность солей и рассчитывают с использованием минерализации и плотности раствора в порах величиныкоэффициентов открытой пористости и остаточной водонасыщенности,Предлагаемый способ осуществляютследующим образом (пример конкретного 10выполнения был осуществлен на Верхнечонском нефтяном месторождении. скважина йг 35).Керн извлекали с глубины 1641,15 м изскважины, пробуренной на нефильтрующемся растворе с нефтяной основой РНО,сразу же после извлечения герметизировали или помещали в нефть в герметичныйконвейер, Доставляли в лабораторию дляпроведения исследований, Затем с поверхности керна удаляли излишки нефти и определялась его масса Ро = 28,8816 г, Кернпомещается в экстрактор Закса или его модификацию с получением точности до 1 - 2 О ,В качестве рабочего растворителя применялся ксилол, кипящий при температуреоколо 140 С. Вся остаточная вода из кернасначала выпаривалась, затем конденсировалась и стекала в специальную ловушку, вкоторой улавливался дистиллят, масса которогб А = 0,455 г, Операция отгонки воды изкерна занимала от 30 мин до 2 ч. После этогокерн извлекался из экстрактора и помещался в аппарат Сокслета для окончательногоэкстрагирования от нефти с помощью сильных растворителей и затем помещался всушильный шкаф. Масса сухого керна послеэкстрагирования Р 1 ) = 28,68 г, Затем про 11)изводят насыщение порового пространствакерна очищенным неполярным керосином с 4 Гплотностью с 1 = 0,772 г/см, Потом опредезляют массу насыщенного керосином кернана воздухе Р 2 = 29,0904 г и массу его привзвешивании в керосине Рз = 20,5408 г, Затем определяем обьем пор керна Чп =(Р 2. 45Р 1 )с 1 = 0,5316 см, внутри которого находится осадок солей после выпаривания остаточной воды, объем образца Ч = (Р 2 - Р).с 1 . = 11,0746 см, коэффициенты открытойРпористости Кп и остаточной водонасыщен/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 рэф.:. считывается поизвестной формуле, испол., зуя найденные выше значения Кй и КовКнг = Кй(1- Ков) =0,0069 Коэффициент неф гегазонасыщенности Кнг характеризует количество (запасы) уг. леводородов в единице объема породы и совпадает с коэффициентом эффективной пористости, Обозначая обьем углеводородов в керне Чнг, объем остаточной воды в поровом пространстве Чов, запишем балан совое уравнение Чнг = Чп - Ч в = Кгв - КовЧп == Кпч- Ков пЧ= КпЧ(1- Ков), (7) Кнг = Кп(1 Ков). (8) В пр дложенном способе после определениг,ассы керна, насыщенного керосином, а воздухе и в керосинекерн поме,ают в аппарат Сокслета для экстрэгирова .ия и полного удаления керосина из его пор Затем кеон высушивают, контролируют его 4 ассу Р( и осуществляют известную из(1хи ии операцлю водной вытяжки солей дис; ллированчой водой, в результате котор й определяют виды солей, их суммарноеиндивидуальное содержание, минерализацию С ос"аточной воды, ее плотность с 1, 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 ц 1 следующее: цз (СаС 12) = 273,0548 10 з г, ц 4(МдС 12) = 2,0752 10 г. Плотности солей каждого вида 1 известны р 1 (МаС 1) = 2,16 г/см, р 2 (КС 1)=1,99 г/см р 3(СаС 2)=2,15 г/см, р 4(МдС 12)=2,33 г/смззСредневзвешенную плотность р определяем с учетом найденных р, ц;, 0 по формулеР =1 й - = 2,1461 /см =2,15 /см- 31 0(9)(21) 0 А С 1000 бв - С 10 где С имеет размерность г/л.Разделив массу 0 солей на их средневзвешенную плотность р, находим объем 15 осадка в порах после первого экстрагирования керна Концентрация С составляющих солей в рассоле остаточной воды керна составит; 20 Чов А1000 1000 бв - С(24) 9 935 1025 С 2 ( К С 1 ) 0 47,33 % (14) 30 Истинные значения коэффициентов открытой пористости Кп, остаточной водонасыщен ности Ков и содержания углеводородов (запасов) Кнг в единице объема породы определяем по формулам 35Чс г Р 2 - Р 1Кп =Кп+ - =+Р 2 - РЗ 40 + с100,%= 39,1та форм г = Кп(1 - Ков ула 00 = С, мас,%,0 Кнг = 0,0076 егазонасыщенеские Ог и изеводородов из ств Определяем объем Ч, солей осадка в порахкерна Масса рассола остаточной воды в кернепредставляет сумму найденных масс дистилллта А и солей 0 А+ 0 = 0,455+ 0,292 = 0,747 г (11) Концентрация С рассола остаточной водыЬавна С = - =39,1 мас.%0,2920,747 6 795 10 3 С 1 ( (4 а С 1 ) =0 7 . - 0,9 1 % (13)С 4 ( М 9 С 2)0 747 - 0,28 % (16) С =С 1 = 39,1 ( 1 = 4 ) (17) Составляя раствор из известных солей и концентраций Сь определяем его плотность бв. Плотность раствора суказанными выше компонентами солей и их концентрациями найдена экспериментально По формуле перехода от концентрации в массовых % к концентрации в г/л получаем: 0 1,28 = 500,5 г/л, (19)а следует из соотношеНия С (г/л) - масса солей в 1 дв - плотность раствор С (мас.%) - минерализация раствора,мас.%,Составляя пропорцию находим выражение для 0 О = А.С(1000 бв - С), (22) Чс --- - -- А С(1000 Св - С) "р(23) р Объем рассола остаточной воды Чов в керненаходим из пропорции Чов =ОО - ; =0,5836 см (25) 1000 А з.Полученные значения и28) составляютКп = 6,0%, Ков = 87,4%,Зная коэффициент Кнг нефности, определяют геологивлекаемые Ои запасы угл1784872 10 единицы объема породы соответственно поформулам Контроль величины Чов производим по формулеА+0 2Чов = -- = 0,5836 см,бв Ог =Е"- Кнг: Ь29) Ои = Кно Ог,(30) Ог Кнге, =-1 =- - . - 1 (31)г 25 ки = -- 1, (32)ОиОи С учетом найденных значений Кнг и Кнг ег= = -9,2 О, Получили, что в единице объема испытанного керна породы из-за неучета солей в порах геологические запасы углеводородов занимаются на 9,2 О, 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 рн, Ь, Кно.После операции водной вытяжки солей дистиллированной водой из керна его высушивают и определяют массу Р 1 Р),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 Р 1 ). 50 0 р 1 й р 1(2)(33) Составитель Ю,АфиногеновРедактор 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, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 где рн - плотность пластовой нефти;Ь - объемный коэффициент пластовой 10нефти,Кно - коэффициент нефтеотдачи,Если обозначить геологические и извлекаемые запасы, соответственно Ог и Ои вединице объема породы при коэффициенте 15/нефтегазонасыщенности Кнг, найденномпри наличии выпавших солей в порах, а Ог,Ои при Кнг с учетом выхода солей за пределы пор, то относительные погрешности е ие, в определении этих запасов представятся 20в виде Поскольку пластовая вод"высокой минерализацией С 1 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 р 1 осадка, выпавшего после выпаривания раствора с плотностью(с1. Подставя значения С 1, р 1, (с)в)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,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 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.