Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Северо-Кавказский государственный технический университет»
Методические указания
к лабораторным работам по дисциплине
«Нефтегазопромысловая гидрогеология»,
для студентов специальности 13 03 04 Геология нефти и газа
Ставрополь
2007
Методические указания составлены в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и программы дисциплины «Нефтегазопромысловая гидрогеология» для студентов специальности 13 03 04 Геология нефти и газа.
В указаниях приводится методика определения типов гидрогеохимических разрезов залежей, расчета упругости водорастворенных газов, определения параметров пласта по данным гидродинамических исследований скважин методом гидропрослушивания.
Составители: |
канд. геол.-минер. наук, доцент канд. геол.-минер. наук, доцент ассистент |
Стерленко З. В., Еремина Н. В., Котенёв В. В. |
Рецензент: |
доктор геол.-минер. наук |
Вобликов Б.Г. |
Содержание
|
Название работы |
|
1 |
Лабораторная работа 1 Изучение нефтегазопромысловой гидрогеохимической классификации разрезов залежей и определение типа гидрогеохимического разреза залежи по графикам изменения химического состава вод в процессе её разработки |
4 |
2 |
Лабораторная работа 2 Составление гидрогеологических и гидрохимических профилей |
9 |
3 |
Лабораторная работа 3 Обработка геотермических данных и построение геотермических карт |
17 |
4 |
Лабораторная работа 4 Построение и анализ карт гидроизопьез |
25 |
5 |
Лабораторная работа 5 Гидрохимический контроль разработки нефтяных залежей при законтурном заводнении |
31 |
6 |
Лабораторная работа 6 Построение и анализ карт упругости водорастворенных газов |
37 |
7 |
Лабораторная работа 7 Определение параметров пласта по данным гидродинамических исследований скважин методом гидропрослушивания |
48 |
8 |
Лабораторная работа 8 Выявление гидродинамических ловушек |
55 |
Лабораторная работа 1
Изучение нефтегазопромысловой гидрогеохимической
классификации разрезов залежей и определение типа
гидрогеохимического разреза залежи по графикам изменения
химического состава вод в процессе её разработки
Цель и содержание. Изучить нефтегазопромысловые гидрогеологические классификации залежей; научиться определять тип залежи по графикам изменения химического состава вод в процессе ее разработки. В указаниях приводится принятая в нефтепромысловой гидрогеологии классификация залежей по типу гидрогеологических разрезов и методика определения типов залежей.
Теоретическое обоснование. Воды нефтяных и газовых месторождений в промысловых условиях классифицируются по пространственно-геологическому отношению к залежам, которые служат эксплуатационными объектами. Залежи в свою очередь классифицируются по характеру изменения химического состава вод в процессе их разработки.
Пространственно-геологическое взаимоотношение вод и залежей выявляется, как правило, на ранних стадиях изучения месторождения – на стадиях разведки и пробной эксплуатации скоплений УВ. Характер изменения состава вод проявляется на последующих этапах, когда залежи вступают в длительный период разработки и представляется возможность прослеживания закономерностей в течение некоторого периода времени.
Классификация вод по пространственно-геологическому отношению к залежам нефти и газа (рис. 1.1).
Нижние краевые (контурные) – в пласте, содержащем залежь, не полностью «водоплавающую», находятся ниже залежи.
Подошвенные – «водоплавающей» залежи.
Промежуточные – в водоносных пластах и пропластках внутри нефтегазоносного горизонта, являющегося единым объектом эксплуатации.
Рисунок 1.1 – Схема условий залегания вод нефтяных и газовых
месторождений
Верхние краевые – в пласте, содержащем залежь, находятся выше залежи (редкий случай).
Верхние – в водоносных пластах, залегающих выше нефтегазоносного пласта.
Нижние – в водоносных пластах, залегающих ниже нефтегазоносного пласта.
Тектонические (жильные) – циркулирующие по тектоническим трещинам, секущим нефтегазоносные пласты.
Связанные (остаточные) – преимущественно капиллярные, а также защемленные внутри нефтегазонасыщенной части пласта (остались со времени предшествовавшего формированию залежи), которые могут частично извлекаться вместе с нефтью и газом при эксплуатации залежей.
Искусственно введенные воды – попавшие в нефтегазоносные пласты при бурении, ремонтных работах, промывках песчаных пробок, но главным образом искусственно закачанные для поддержания пластового давления. Они могут частично замещать краевые, подошвенные, промежуточные воды, а иногда занимать и отдельные участки внутри нефтенасыщенной части пласта (например, при внутриконтурной закачке).
Конденсационные (конденсатогенные) воды – залегают преимущественно под газовыми и газоконденсатными (в отдельных случаях и под нефтяными) скоплениями или внутри нефтегазовых залежей.
При разработке нефтяных и газовых месторождений важнейшим моментом в комплексных исследованиях являются наблюдения за изменением химического состава извлекаемых вод. Полученные при этом данные позволяют ответить на ряд вопросов по определению рационального режима эксплуатации скважин, являются основной при решении задачи о необходимости ремонтно-изоляционных мероприятий, а также и используются при анализе эффективности процесса закачки вод для поддержания пластового давления и в других случаях.
Характер изменения химического состава вод в процессе разработки нефтяных и газовых месторождений может служить классификационным признаком, с помощью которого можно: во-первых, прогнозировать качество поступающих вод при эксплуатации залежей; во-вторых, в определенной степени контролировать процесс разработки путем анализа поступающей гидрохимической информации.
Классификация гидрогеохимических разрезов залежей.
Тип I. Залежь подстилается пластовыми водами с постоянной минерализацией и химическим составом, существенно не меняющимся вблизи залежи и в законтурных областях. Состав вод во времени практически не меняется. При закачке для поддержания давления вод, отобранных из того же пласта, гидрохимическая обстановка не изменяется (тип Iа). В случае нагнетания пресных вод в начальный этап в скважины поступает пластовая вода, затем смесь пластовой и закачиваемой, в результате чего минерализация начинает снижаться (тип Iб). Концентрация большинства ионов уменьшается и в то же время наблюдается рост содержания тех компонентов, которых было мало в пластовой воде.
Тип II. Залежь подстилается высокоминерализованными водами, которые с глубиной сменяются водами с меньшим содержанием солей. В начальный период эксплуатации с приближением контуров нефтегазоносности в скважины поступает высокоминерализованная вода. Через некоторое время происходит подтягивание далеких законтурных вод, минерализация снижается, после чего наступает период стабилизации. При поддержании пластового давления за счет возврата вод разрабатываемого горизонта химический состав и минерализация меняются, но при общей тенденции к снижению содержания солей (тип IIа). При нагнетании пресных вод опреснение происходит более быстрыми темпами, особенно после подхода к скважинам фронта нагнетания (тип IIб).
Тип III. В приконтурной зоне распространены менее минерализованные воды по сравнению с периферийными областями структуры. В процессе без поддержания давления скважины последовательно обводняются все более минерализованными водами. В случае закачки пластовых вод кривые изменения их состава во времени имеют сложную форму, но с тенденцией к росту содержания солей (тип IIIа). При нагнетании пресных вод до подхода фронта закачки поступают пластовые воды, после они сменяются водами смешанного состава и начинается снижение минерализации (тип IIIб). Закономерности изменения содержания отдельных ионов определяются соотношением их в пластовых и закачиваемых водах.
Типы IV и V. Гидрогеохимические разрезы залежей, содержащих конденсатогенные воды, подразделяются на типы с конденсатогенными водами в «чистом» виде, подстилающими непосредственно залежь УВ (тип IV), и с водами смешанного характера (смесь конденсатогенных и пластовых вод) в приконтурной области, где оторочка конденсатогенных вод отсутствует. В процессе разработки без ППД в залежах, характеризующихся IV типом разреза, наблюдается поступление в начале пресных конденсатогенных вод обычно с высоким процентным содержанием сульфатов и гидрокарбонатов, затем смешанных и пластовых высокоминерализованных.
В разрезе V типа после окончания безводного периода эксплуатации постепенно увеличивается минерализация воды, повышается концентрация ионов хлора, натрия и калия, одновременно снижается количество сульфатов и гидрокарбонатов. Завершающий период разработки характеризуется поступлением в скважины типичной высокоминерализованной воды.
Тип VI. Это разрезы со сложным распределением различных типов вод под нефтяными и газовыми залежами; разрезы многопластовых залежей,
нарушенных геологических структур с «гидрогеологическими окнами»; гидрогеологические разрезы с целиками остаточной (погребенной) воды; разрезы, содержащие соленосные фракции. Многообразие подтипов указанных разрезов затрудняет получение их схематизированного графического изображения.
Аппаратура и материалы. Набор графиков изменения химического состава вод в процессе разработки залежей, промысловая классификация гидрогеохимических разрезов залежей, чертежные принадлежности, калькулятор.
Методика и порядок выполнения работы
1. По данным химического состава пластовых вод, приведенным в отчетах по производственной практике, поострить графики изменения химического состава извлекаемых вод во времени.
2. Проанализировать характер изменения во времени минерализации вод, содержания ионов хлора Cl-, HCO3-, SO4-2.
3. Согласно нефтегазопромысловой гидрогеохимической классификации, рассмотренной выше, определить тип гидрогеохимического разреза, использую построенные графики изменения химического состава подземных вод в процессе разработки.
Содержание отчета и его форма. В отчете следует отразить цель работы, привести краткое теоретическое обоснование, классификацию залежей, и, проанализировав предложенные варианты графиков изменения гидрогеохимических параметров во времени, сделать заключение о типе залежи.
При защите работы студент должен представить отчет и ответить на вопросы, предложенные преподавателем
Вопросы для защиты работы
1. Какие существуют классификации вод залежей?
2. Какие воды выделяются по пространственно-геологичеcкому отношению к залежам нефти и газа?
Литература: [1, 5].