Ізотопні дані в нафтогазовій геології

Атомів одних і тих же хімічних елементів з різними атомними масами нараховується понад 1,5 тисячі, з них біля 300 стабільних і більше 1200 радіоактивних. Природні і техногенні процеси дифузії, випаровування, дистиляції, кристалізації, біохімічних перетворень і ін. призводять до фракціонування або розділення ізотопів за атомною масою. Окремі ізотопи використовують з метою виявлення походження сполук. В таких випадаках найчастіше мають справу з двома ізотопами одного елементу, з яких один переважає. Тоді вміст ізотопа, який присутній в меншій кількості, позначають  (сігма):

 = [(C взірця / С стандарта) - 1] х 10^-3, % [2],

де C взірця – ізотопне відношення у зразку, який досліджується, С стандарта – співвідношення ізотопів у стандартному зразку.

Стандарти, які використовуються в ізотопії водню, вуглецю, кисню та сірки, наведені в таблиці 8.1 [2]

В ізотопії вуглецю зазвичай вивчається співвідношення стабільних ізотопів, а для характеристики їх відносних вмістів використовують величину  ізотопа з масою 13.

В загальну формулу замість величин С підставимо відношення ¹³С / ¹²С. Тоді загальна формула ізотопних відношень набуває виду [2]:

Розмірність величини  ¹³С виражається в проміле, тобто в частинах на тисячу. Це дає зручний для аналізу порядок цифр.

Величина  позитивна, якщо вміст важчого ізотопа ¹³С у зразку більший, ніж в стандартному, і від`ємна, якщо навпаки.

Співвідношення важчого та легшого ізотопів вуглецю в різних об`єктах наведено на рисунку 8.4 [2]. На приведеній шкалі  для болотних газів, газів осадових розрізів та окремих газових покладів зменшується до мінус 80 проміле.

Відмінності в розподілі пояснюються фракціонуванням ізотопів, в першу чергу в процесі біофотосинтезу. Жива речовина, що засвоює вуглець, краще поглинає легкий ізотоп ¹²С. З глибиною ізотопний склад вуглецю в метані важчає (рисунок 8.5 [2]).

Загальна схема розподілу ізотопів вуглецю наведена на рисунку 8.6 [3]. Видно, що високовідновлений вуглець (метан) має значний діапазон сігма – для біогенного метану і метану рифтових зон ці величини відрізняються на 75 проміле. Сучасна і пліоценова органічна речовина морського генезису важча, ніж сучасна наземна ОР. Дефіцит ¹³С є показником біогенного генезису вуглецю, ізотопно легкий вуглець карбонатів демонструє свій зв`язок з трансформацією органічної речовини (ОР).

9.2 Принципи підрахунку запасів вуглеводнів статистичним методом.

Сприятливі умови для застосування метода:

- позаплатформні нафтогазоносні басейни із складною будовою;

- поклади нафти з газонапірним режимом або режимом розчиненого газу;

- є результати дослідно-промислової експлуатації декількох свердловин протягом не менше року;

- можливість мати статистично однорідні дані, наприклад, якщо прийнята схема розробки родовища (покладу) та темпи введення свердловин в експлуатацію по роках;

- для нафтоносних колекторів із значною мінливістю, якщо маємо велики похибки у визначенні ефективних товщин, пористості і інших параметрів, що утруднюють геометризацію;

Статистичний метод найбільш достовірний у разі експлуатації свердловин в природних режимах, без впливу на пласт, за умови, що немає тривалих перерв в роботі свердловин або періодичності їх експлуатації.

Не підходять для підрахунків запасів статистичним методом випадки експлуатації з штучним обмеженням дебітів свердловин.

Метод використовується разом з об`ємним у випадках не ефективного водонапірного режиму або його поєднання з режимом розчиненого газу.

Доцільне поєднання цього методу з іншими методами для режимів роботи покладу з газовою шапкою.

Таким чином, статистичний метод доцільний для покладів в режимі газової шапки, з режимом розчиненого газу та не ефективним водонапірним режимом, а також для старих родовищ в пізній стадії експлуатації.

Суть метода: використовуються закономірні зміни поточного та накопиченого (сумарного) видобутку нафти та (або) обводнення покладів. Тобто, оперують емпіричними кривими зміни видобутку або характеристиками витіснення. Такі криві називають експлуатаційними. Залежно від форми вони апроксимуються певними функціями з мінімізацією по методу найменших квадратів. Далі їх екстраполюють в часі до значень граничних рентабельних дебітів та граничного обводнення продукції.