8. Метод трассирующих индикаторов. Назначение, проведение, интерпретация. Гидрохимические методы исследованийю Назначение, проведение, интерпретация.

При контроле разработки весьма перспективно применение трассирующих индикаторов (меченых веществ), закачиваемых в пласт с нагнетаемым энергоносителем (водой). Метод меченого вещества позволяет судить о направлении и скорости движения закачиваемого флюида, определять гидродинамическую связь между отдельными пластами многопластового объекта, получать сведения о степени промытости разных пластов и т. п.

Трассирующие индикаторы должны удовлетворять целому ряду требований: легко растворяться в наблюдаемой (закачиваемой) жидкости, нефти, воде (либо давать соединения, растворимые в ней) и не растворяться в других жидкостях, насыщающих пласт; сохранять свои физико-химические свойства при фильтрации по пласту-коллектору и с достаточной точностью фиксировать­ся в широком диапазоне концентраций. Одно из основных тре­бований - он должен быть безопасным для персонала, прово­дящего измерения, не представлять угрозы загрязнения окружа­ющей среды, быть дешевым, простым в обращении, доступным для применения.

В качестве меченых веществ используются: радиоактивные изо­топы, в том числе изотоп трития ³Н; вещества, обладающие ано­мально высоким сечением захвата тепловых нейтронов; химичес­кие индикаторы – стабильные радикалы, различные красители, флюоресцин, роданистый аммоний и др. В первом случае наличие меченых веществ выявляют методом гамма-каротажа (ГК), во вто­ром – методом импульсного нейтронного каротажа (ИНК), в тре­тьем – химическим анализом проб добываемой продукции.

Наиболее широко применяются два способа:

1. Способ контрольных скважин предусматривает прослеживание трассирующего радиоактивного индикатора естественным фильтрационным потоком, вызванным отбором флюида из до­бывающих скважин. Радиоактивный индикатор закачивает власт, после чего скважину консервируют. Появление радиоактивного индикатора фиксируется на забое специальных неперфорированных контрольных скважин методами ГК и ИНК (в зависимости от радиоактивных свойств индикатора) или в продукции добывающих скважин.

2. Второй способ выполняется в процессе воздействия на пласт путем закачки воды в нагнетательные скважины. Для этого со­здается оторочка меченой воды, которая проталкивается к забоям добывающих скважин обычной водой. В этих случаях добываемую из скважин жидкость исследуют на содержание трассирующего индикатора.

В последние годы показана возможность использования в качестве индикаторов движения нагнетаемой в пласт воды ста­бильных радикалов. Радикалом называется атом или группа ато­мов (молекула), обладающие свободным неспаренным электро­ном. Наличие неспаренного электрона в молекуле придает ей как высокую реакционную способность, так и специфические маг­нитные свойства. Это позволяет при создании соответствующих резонансных условий наблюдать переходы электрона с одного энер­гетического уровня на другой методом электронного парамагнит­ного резонанса (ЭПР). Чувствительность метода ЭПР при регист­рации радикалов достигает 10⁷ — 10⁹ моль/л или 10⁵ — 10~⁷ г/л.

Исследования свойств стабильных нитроксильных радикалов показали, что они отвечают практически всем требованиям, предъявляемым к индикаторам движения пластовой жидкости. Кроме того, существует возможность использования радикалов различной структуры. Вид исходной структуры радикалов опре­деляет его свойства. Варьируя исходной структурой стабильных радикалов, можно получить индикаторы, растворимые только в воде, только в нефти или одновременно в нефти и воде. Применение на промыслах получили такие индикаторы, как флюоресцин и роданистый аммоний. Роданистый аммоний NH₄ONS не адсорбируется породами, стабилен в воде с любым рН, легко определяется в исследуемых пробах при минимальной концентрации.

Применение метода меченых веществ – индикаторов – сле­дует считать особенно эффективным при площадных системах заводнения, когда каждая добывающая скважина окружена на­гнетательными. Появление воды в добывающей скважине в этом случае может быть связано с ее подходом от любой из соседних нагнетательных скважин. Выяснить фактическое направление движения потоков и установить, какая из нагнетательных сква­жин привела к обводнению, можно с помощью меченых веществ, вводимых в закачиваемую воду.

Необходимо подчеркнуть, что метод меченого вещества – один из наиболее трудоемких и поэтому на практике применяется в довольно ограниченных масштабах, не всегда соответствующих его эффективности.

9. Геолого-технические мероприятия, проводимые в рамках принятой системы разработки (установление оптимального режима работы скважин; обеспечение оптимального вскрытия и эффективного выбора интервалов перфорации).

Установление оптимального технологического режима работы добываю­щих и нагнетательных скважин.

Технологический режим работы добывающей скважины – это показатели ее эксплуатации, технологическая характеристика скважинного оборудования и па­раметры работы этого оборудования. Этот режим устанавливается на срок от 1 до 6 месяцев в зависимости от скорости изменения условий эксплуатации скважины. Режимом задаются: нормы суточного отбора нефти, число дней работы, забойное и устьевое давления, обводненность, газовый фактор, способ эксплуатации, глу­бина спуска насоса (механиз. скв.) или диаметр штуцера (фонтан, скв.) и др. Главный показатель режима работы скважин - обоснование норм отбора нефти из каждой скважины.

Установление режима работы скважин предусматривает распределение плановой добычи нефти между всеми добывающими скважинами на объекте. По­скольку в процессе разработки нефтегазонасыщенность пластов изменяется, то в режимы работы скважин вносятся необходимые изменения, для обеспечения оп­тимальной их работы в изменившихся условиях.

В нагнетательных скважинах важную роль играет нормирование закачки воды по скважине и по пласту в целом. Основной принцип нормирования - закач­ка в соответствии с заданным отбором, т.е. объем закачиваемой воды должен компенсировать объем отбираемой жидкости. Следует учесть, что при неодно­родном объекте, для наиболее полного охвата пласта воздействием, нормы закач­ки сначала устанавливают для групп скважин, находящихся в сходных геологиче­ских условиях (проницаемость, толщина и др.). Для многопластового объекта нормы закачки должны быть также распределены между всеми пластами. При не­соответствии норм отбора нормам закачки, проводятся мероприятия по увеличе­нию приемистости скважин, ограничению приемистости, увеличению давления нагнетания, и др.

2. Обеспечение оптимального вскрытия и эффективный выбор интервалов перфорации.

Правильный выбор интервалов перфорации позволяет создавать благопри­ятные условия для движения нефти, сокращать объемы попутно добываемых вод. При обосновании интервала перфорации исходят из следующего: для повышения охвата разработкой необходимо максимальное вскрытие нефтенасыщенной тол­щины разреза, а для продления безводного периода работы скважин - целесооб­разно вскрывать только часть нефтенасыщенной толщины. Выбор интервалов перфорации целиком зависит от геологического строения объекта:

A) однопластовый объект с узкой водонефтяной зоной — скважины внут­ ренних рядов перфорируются по всей мощности, а скважины внешнего ряда - только в верхней части;

Б) однопластовый объект с широкой водонефтяной зоной (водоплавающие залежи)- для продления безводного периода работы скважин, расположенных в пределах водонефтяной зоны, интервалы перфорации располагают выше ВНК на 2-4 метра (в целом, чем выше вертикальная проницаемость пласта и чем он одно­роднее, тем на большем расстоянии от ВНК надо располагать интервалы перфо­рации. Во внутреннем контуре перфорируется вся нефтенасыщенная толщина.

B) многопластовый объект разработки: в пределах внутреннего контура - по всей толщине; в водонефтяной зоне - самый нижний пласт перфорируется в том случае, если нефть на этом участке не может быть вытеснена в следующих (по ходу движения жидкости) эксплуатационных рядах скважин.

Г) массивная залежь с большим этажом нефтеносности: в условиях неодно­родного коллектора используют метод перфорирования снизу-вверх.. Первый ин­тервал перфорации размещают в нижней части пласта, выше ВНК на 10-15 мет­ров, эксплуатация скважины продолжается до ее обводнения (до подъема ВНК), затем обводненный интервал изолируют и перфорируют вышележащий на не­большом расстоянии от текущего ВНК.

(воздействие на ПЗП с целью увеличения продуктивности скважин и снижения обводненности: соляно-кислотная обработка, ГРП, глубокопроникающая перфорация, акустическое и виброволновое воздействие).

Состояние ПЗП оказывает значительное влияние на процесс выработки за­пасов. В процессе бурения фильтрационные свойства пластов заметно ухудшают­ся из-за промывки забоя скважины глинистым раствором во время его вскрытия, последующее освоение скважины может восстановить, а может и не восстано­вить естественную проницаемость пластов. Для этого при окончании бурения при необходимости повышения приемистости (продуктивности) скважины следует проводить обработку ПЗП: кислотами, ПАВ, гидроразрыв, с учетом состояния ПЗП и скважины. В процессе дальнейшей эксплуатации обработка ПЗП неодно­кратно повторяется (в нагнетательных скважинах используется их перевод на са­моизлив).

10. Геолого-технические мероприятия, проводимые при совершенствовании системы разработки (уплотнение сетки скважин на отдельных участках, приближение или перенос линий нагнетания, организация дополнительного (очагового) заводнения, изменение направления фильтрационных потоков и циклическое заводнение).

Уплотнение сетки скважин проводится на отдельных участках залежи за счет предусмотренного в проектном документе резервного фонда скважин, а в не­которых случаях обосновывается бурение дополнительных скважин.

Приближение или перенос линий нагнетания к добывающим скважинам путем бурения новых нагнетательных скважин или переноса нагнетания с освое­нием под закачку некоторых обводнившихся скважин из числа добывающих; или организация очагового заводнения в дополнение к основной системе воздействия на пласт.

Изменение направления фильтрационных потоков и циклическое завод­нение осуществляется в целях вовлечения в разработку застойных зон пластов по­средством попеременного ограничения или прекращения закачки воды в группы нагнетательных скважин, либо с помощью разрезающих рядов, имеющих разные направления.