Використання гідрогеологічних даних під час розробки покладів вуглеводнів

Вивчення хімічного складу води, яку одержуємо разом з нафтою і газом, дозволяє нам розв'язувати такі питання.

1) визначити раціональний режим експлуатації свердловин;

2) у певній мірі контролювати процес розробки покладу;

3) вірно вибрати воду для заводнення покладу, що дає 

можливість ефективно проводити цей процес;

4) використовувати гідрохімічні дані для гідрохімічного

контролю за процесом заводнення.

Спостереження за зміною хімічного складу води, яку ми видобуваємо разом з нафтою і газом із експлуатаційної свердловини, дозволяє нам визначити:

  а) раціональний режим експлуатації свердловин;

  б) необхідність проведення ремонтно- ізоляційних робіт  

      на свердловинах.

Зміна хімічного складу “підтоварних вод” у процесі експлуатації покладу відбувається під впливом наступних факторів:

1) наявності гідрохімічних аномалій у приконтурних зонах

     покладу і зміни хімічного складу пластових вод за їх

     межами;

2) літологічного складу порід, що їх уміщують порід, і       перш за все, наявності легкорозчинних солей;

3) наявності тектонічних порушень типу „гідрогеологічні

     вікна” по яких відбуваються міжпластові перетоки води;

4) наявності у пласті лінз “захованої давньої води”.

Коли діють всі ці фактори разом, то дуже складно визначити основні чинники обводнення покладу. Але вивчення характеру зміни хімічного складу води, яка поступає у свердловини в процесі розробки, дає нам можливість у певній мірі контролювати процес розробки.

 За характером зміни хімічного складу води у процесі розробки виділяють 5 типів гідрохімічних розрізів:

 

І-тип. Поклад оточений пластовими водами, які мають однаковий хімічний склад у приконтурній і у законтурній зонах. При розробці такого покладу при обводненні свердловин склад „підтоварної” води (супутної) не буде мінятися.

 

ІІ-тип. Поклад оточений високомінералізованою пластовою водою, що формує „позитивну” гідрохімічну аномалію навколо покладу, а у крайових частинах структури, за межами аномалії, вони будуть оточені мінералізованими водами.

У процесі розробки покладу при підйомі водонафтового контакту (контур нафтоносності) до вибоїв свердловин будуть поступати високомінералізовані води. Якщо у свердловини будуть поступати води з меншою мінералізацією, то це буде означати, що до свердловин підійшли мінералізовані води законтурної зони, які стали приймати участь в обводненні пласта.

 

ІІІ-ІV-типи. Поклад оточений у зоні ВНК слабомінералізованими солюційними або конденсаційними водами, які плавають на високомінералізованих водах – різка границя, або мають з ними перехідну зону. Такі води утворюють навколо покладу негативну гідрохімічну аномалію.

Під час розробки покладу, при підйомі ВНК до вибою свердловини спочатку буде поступати прісна вода з високим вмістом , а після підходу пластової води мінералізація буде різко зростати, або повільно зростати, коли між солюційними і пластовими водами є перехідна зона. Таким чином, ми фіксуємо підтягування до свердловини пластових вод.

 

V-тип. Коли поклад багатопластовий, ускладнений тектонічними порушеннями, де є „гідрогеологічні вікна”, лінзи “похованої води”, соленосні товщі, під дією яких зміна хімічного складу води буде мати дуже складний характер і відповідно буде складним характер зміни хімічного складу води.

       Таким чином, аналіз гідрохімічних даних дозволяє визначити надходження води до експлуатаційних свердловин із різних зон продуктивного пласта у процесі його розробки.

Такий аналіз складу води, що надходить до вибою експлуатаційної свердловини, дозволив В.Ф.Ніконорову на Північному Кавказі визначити гідродинамічний зв’язок між окремими ділянками продуктивного пласта. В наш час багато нафтових родовищ розробляються із закачкою води у продуктивний пласт для підтримки пластового тиску. Тому перед геологічною службою стоять два завдання:

1) знайти джерело води в достатньому об’ємі для                

       заводнення;

2) провести дослідження води, яка буде закачуватись у

       пласт, для прогнозування можливості осадкоутворення

       при її змішуванні з пластовою.

 Таким чином, щоб заводнення було ефективним, треба правильно вибрати воду для заводнення. Для цього треба знати: хімічний склад води пластової, хімічний склад води, що закачується у пласт, визначити їх хімічну сумісність.

Хімічна сумісність – це здатність води або суміші води довгий час зберігати свій хімічний склад і не виділяти твердих солей. Суміш двох вод є хімічно сумісна, якщо зберігається умова:

                  ,                        (10.6)

де С_і – концентрація іону або сполуки, які здатні потенційно

       випадати в осад ;

 – концентрація іону тієї ж сполуки гранично рівноважна

       при даних умовах.

Вона визначається по відповідних графіках (або розраховується). Якщо питання хімічної сумісності не вирішено, то в пласті при закачці води будуть виникати різні фізико-хімічні процеси, які приводять до утворення важкорозчинних сполук, що, перш за все, знижує пористість і проникність пласта. Треба при закачці враховувати температурні умови пласта. Якщо закачувати холодні прісні поверхневі води, то маса води, яка поступає у пласт, буде знижувати пластову температуру нафти, що може привести до випадіння парафіну і до зниження коефіцієнта нафтовіддачі. Треба також враховувати високі пластові температури, що при закачці у пласт води, яка збагачена , може відбуватися процес розкладу .    

Практичний досвід показав, що для заводнення треба брати воду:

1) з мінімальною кількістю мулових часток, механічних

       домішків;

2) без колоїдів, щоб зберегти поровий простір;

3) без нафтопродуктів;

4) з мінімальною бактеріальною забрудненістю (веде до

     відновлення  і утворення Н₂S, що руйнує метал).

Якщо вибір води для заводнення обмежений, то її відповідно обробляють, відстоюють, фільтрують, проводять її флотацію (очистка від нафтопродуктів), дегазацію, аерацію, стерилізацію від бактерій (формалін). Найбільш вигідно заводнення проводити за рахунок нижніх пластових вод: висока температура, пластовий напір – вони, як правило, сумісні з пластовими водами. Зараз розроблена технологія процесу заводнення шляхом міжпластових перетоків води без її підйому на поверхню. Рекомендують використовувати для заводнення також “підтоварні” води, які ми отримуємо із обводнених свердловин.