МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ХИМИЧЕСКИХ МУН И ОПЗ НА ОСНОВЕ ТРАССЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для оценки эффективности химических МУН и ОПЗ наиболее широко применяются различные методы, основанные на использовании кривых вытеснения, позволяющих количественно оценить дополнительно добываемую добычу нефти при сравнении базового и прогнозного временного интервала работы скважин или участка. Тем не менее существуют еще методы, позволяющие оценить эффективность применения воздействий на основе такого вида исследования, как трассерные исследования.

Трассерные или ещё их называют индикаторные исследования являются оперативным и эффективным методом контроля за состоянием разработки месторождений в нефтепромысловой практике. В СССР метод начал использоваться с середины 20 века, на территории Куйбышевской области. Получил развитие благодаря работам К.Б. Аширова, Э.В. Соколовского, Г.Б. Соловьева. В результате их работы были сформулированы основные задачи, решаемые трассерными исследованиями, предложен ряд методик исследований и интерпретации результатов.

В настоящее время данный метод применяется для определения гидродинамической связи по площади заводненных пластов, для выявления высокопроницаемых каналов между нагнетательными и обводненными добывающими скважинами, оценки эффективности потокоотклоняющих технологий регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин и охвата пласта заводнением.

Сущность индикаторных исследований основывается на том, что на поверхности различными стабильными водорастворимыми индикаторами метятся порции воды, которые вводятся через нагнетательные скважины в исследуемый пласт, затем оттесняются к добывающим скважинам закачиваемой водой. Путем регулярного отбора и анализа проб жидкости в лабораторных условиях определяется наличие и количественное содержание индикаторов, а также обводненность добываемой продукции.

Индикаторный способ базируется на использовании данных перемещения меченых жидкостей вместе с закачиваемой в пласт водой с учетом неоднородности продуктивных отложений, изменения пластовых и забойных давлений. Область применения технологии не ограничивается способом эксплуатации и ПО скважины, величинами притоков добываемой жидкости, вязкостью и газовым фактором. Исследования не накладывают ограничений на режим работы скважин. Технология процесса не требует изменения принятой системы разработки.

Преимущество индикаторного способа по сравнению с другими методами исследований заключается в том, что он является наглядным методом, позволяющим получить ряд параметров, характеризующих коллекторские свойства залежи непосредственно в пластовых условиях межскважинной области нефтяного коллектора. Применение способа не требует остановок добывающих скважин, которые связанны с потерей добычи нефти.

Трассерные исследования позволяют решить ряд задач:

• Установить наличие гидродинамической связи между нагнетательными и контрольными добывающими скважинами;
• Проверить наличие гидродинамической связи между пластами;
• Определить направление и скорость движения закачиваемой воды по высокопроницаемым зонам (каналам) от нагнетательной к контрольным добывающим скважинам;
• Определить объем высокопроницаемых каналов фильтрации;
• Выявить источники обводнения контрольных скважин;
• Уточнить фильтрационно – емкостные параметры исследуемой части залежи;
• Оценить объем непроизводительной закачки воды;
• Оценить остаточную нефтенасыщенность продуктивных отложений;
• Оценить эффективность применяемых на участках исследований технологий увеличения нефтеотдачи пластов, выбрать и обосновать ГТМ для регулирования разработки исследуемых участков;
• Оценить вероятность ухода закачиваемой воды за контур залежи;
• Оценить направления преимущественного развития трещин после проведения ГРП;
• Контролировать техническое состояние скважин;

В процессе проведения исследований может решаться как весь комплекс задач, так и конкретные проблемы, возникающие в процессе разработки месторождений, например,оценка эффективности применяемых МУН, определение заколонных перетоков и т.п.

Данные, полученные в результате исследований, позволяет объективно оценить преимущественные направления формирующихся потоков закачиваемой в пласт воды, определить скорость фильтрации воды по каналам низкого фильтрационного сопротивления (трещинам) и скорость продвижения фронта вытеснения, спрогнозировать возможные прорывы воды к добывающим скважинам и запланировать мероприятия для их предотвращения.

В трассерных исследованиях применяются следующие виды индикаторов.

Радиоактивные индикаторы (тритий, йод – 131, рубидий – 86, цирконий – 95, цезий – 134, цинк – 65, радон и т.д.). к достоинствам данного вида индикаторов относятся простота, высокая чувствительность и точность методов регистрации меченых компонентов.

Индикаторы радикального типа (углеводородные, азотсодержащие, феноксильные) – атомы либо группы атомов (молекулы), обладающие свободным, не спаренным электроном, что определяет их специфические магнитные свойства. Чаще всего используют стабильные нитроксильные радикалы, которые синтезируются искусственно и не имеют аналогов в природе, поэтому при их регистрации отсутствует естественный фон, что упрощает количественный анализ индикатора в пластовых флюидах.

В настоящее время в России радиоактивные и радикальные индикаторы практически не применяются. Наибольшее распространение получили стабильные химические индикаторы. Это неорганические или органические соединения, отвечающие всем требованиям:

• Высокая растворимость в пластовой и нагнетаемой воде и отсутствие растворимости в нефти, насыщающей пласт (в случае использования нефтерастворимых индикаторов – наоборот);
• Отсутствие или минимальное постоянное содержание индикатора в пластовых жидкостях;
• Устойчивость физико – химических свойств в пластовых условиях;
• Перемещение в пласте вместе с гидродинамическим носителем и ненарушение направлений сложившихся фильтрационных потоков;
• Высокая точность и простота количественного определения при высокой степени разбавления;
• Доступность, простота и технологичность применения, безопасность для персонала, проводящего приготовление и закачку раствора индикатора, отбор проб жидкости и их анализ.

Этим требованиям в полной мере удовлетворяют реагенты – роданид аммония, тринатрий – фосфат, флуоресцеин натрия или уранин. Помимо вышеперечисленных, в трассерных исследованиях широко используются мочевина (карбамид), тиомочевина, нитраты, различные красители.

Трассерные исследования для контроля эффективности МУН и ОПЗ проводятся по схеме: фоновые исследования – применение МУН (проведение ОПЗ) – контрольные исследования с применением двух различных индикаторов. Продолжительность фоновых и контрольных исследований – два месяца.

В фоновых исследованиях определяются исходные ФЕСканалов фильтрации между нагнетательной и контрольными скважинами, объем и направление распределения фильтрационных потоков по площади участка. На основании полученных данных в нагнетательной скважине планируется МУН или ОПЗ, а через 5 -15 суток после выполнения обработки проводятся контрольные трассерные исследования, по результатам которых анализируют, как изменился объем и направления потоков фильтрации и ФЕС на участке работ.

Для технологий СС₁, СС₂, ГПГС, ПДН, ПДНС, ДСК и после всех типов кислотных обработок повторная закачка индикаторов проводится через 5 суток, для технологий Растворитель + ПАВ, закачка ПАВ, всех видов эмульсионных составов, ПГС, ОГС, ГОК, ДГС – через 10 – 15 суток.

Исследования включают в себя следующие этапы:

1. Выбор объекта исследований. На этом этапе определяется месторождение, пласт и участок проведения трассерных исследований, выбирается нагнетательная скважина для закачки индикаторов и контрольные добывающие скважины для отбора проб жидкости. Здесь следует обратить внимание на обводненность продукции, текущий КИН, величину остаточных запасов нефти, эффективность применявшихся МУН и ОПЗ. Преимущество имеют участки с высокой обводненностью, низким КИН, невысокой эффективностью от применения МУН и ОПЗ.

2. Составление плана работ по проведению исследований. План составляется отдельно для фоновых и контрольных исследований. В плане работ указывают месторождение, пласт, номера нагнетательной и контрольных добывающих скважин, вид и количество индикатора, объем рабочего раствора индикатора, порядок его приготовления и закачки в нагнетательную скважину, периодичность отбора проб жидкости.

3. Закачка рабочего раствора индикатора.

4. Отбор проб жидкости. Отбор проб жидкости из контрольных скважин проводят со следующей периодичностью:

• Перед закачкой индикатора отбирают фоновые пробы в течение 3 – 5 дней;
• После закачки индикатора контрольные пробы жидкости отбирают ежедневно в течении 30 дней. Первые пробы отбираются в день начала исследований, не позднее 4 – 6 часов после закачки раствора индикатора в нагнетательную скважину;
• В последующие 30 суток пробы жидкости отбираются один раз в двое суток.

5. Анализ проб жидкости. Анализ проб жидкости на содержание индикаторов проводятся в лабораторных условиях.

6. Обработка результатов. По результатам анализов для контрольных скважин строятся графики зависимости «концентрация индикатора – время», по которым определяют количество каналов низкого фильтрационного сопротивления (НФС) и отмечают их вид (дискретные или связанные), время поступления первой порции индикатора на поверхность и максимальные значения концентрации. При построении графиков фоновые значения вычитают из результатов анализа контрольных проб.

Рассчитывают массу извлеченного индикатора, приведенную скорость фильтрации, объем каналов НФС и их проницаемость. Рассчитывают непроизводительную закачку воды и оценивают влияние каналов НФС на обводненность продукции контрольных скважин.

Строят розу – диаграмму распределения фильтрационных потоков (пропорционально объему каналов НФС) от нагнетательной скважины. Отмечают направления преимущественного распространения фильтрационных потоков, делают вывод о равномерности или неравномерности фронта вытеснения.

После окончания цикла исследований (фоновые и контрольные) и обработки результатов сравнивают полученные данные и делают вывод об эффективности проведенных МУН и ОПЗ.

Список литературы:

1. Баталов Д.А., Шамгунов Р.Н., Байков Е.Н. и др. Справочник химических методов увеличения нефтеотдачи. – Сургут: Нефть Приобья, 2012. – 312 с.
2. Сургучев М.Л., Щевцов В.А. Характеристика избирательной фильтрации в неоднородной пористой среде // НТС ВНИИ по добыче нефти, 1972. Вып. 50.