Способ прогноза плотности нефти при геохимической разведке

Изобретение относится к области нефтяной геологии и может быть использовано при геохимических поисках скоплений углеводородов для оценки качественного состава нефти в залежи на этапе поискового и разведочного бурения. Согласно заявленному способу предварительно осуществляют выделение эпигенетичных битумоидов (нефти) из образцов керна или шлама нефтенасыщенных пород путем экстракции хлороформом. Анализ нефтяных углеводородов осуществляют путем исследования молекулярной структуры экстракта методом инфракрасной спектроскопии. В качестве контролируемых параметров используют соотношения оптических плотностей и интенсивностей полос поглощения ароматических и алифатических структурных групп, по которым судят о характеристиках физико-химических свойств нефти в залежи. Технический результат - повышение экспрессности метода.

 

Изобретение относится к нефтяной геологии и может быть использовано при геохимических поисках скоплений углеводородов.

Известен геохимический способ прогнозирования фазового состояния углеводородных залежей, включающий бурение скважины до вскрытия продуктивной части пласта, отбор проб флюидов и последующий анализ по результатам ИК-спектроскопии, по которому судят о наличии залежи: газоконденсатной, газоконденсатной с нефтяной оторочкой либо нефтяной (А.С. 1512356 СССР, МКИ G 01 V 9/00, заявл. в 1987 г.).

Известен способ определения характера насыщения пласта, включающий испытание скважины пластоиспытателем, отбор проб жидких органических составляющих, а также бурового раствора и жидкости из прискважинной части пласта и последующий анализ по данным газожидкостной хроматографии, по которому судят о наличии нефти в испытуемом пласте (А.С. 1260904 СССР, МКИ G 01 V 9/00, заявл. в 1984 г.).

Известен способ определения наличия нефтяной залежи, включающий отбор проб грунта, анализ углеводородов в образцах методами газожидкостной хроматографии и хромато-масс-спектрометрии, по которому судят о наличии и источнике нефтяной залежи (Патент 2190098 RU, МПК 7 Е 21 В 49/00, G 01 V 9/00, заявл. в 2001 г.).

Перечисленные способы геохимического прогнозирования требуют дорогостоящих испытаний скважин и отбора глубинных проб нефти.

Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа способ геохимической разведки, по которому производят отбор проб керна из скважины и последующий анализ хлороформенного битумоида методом ИК-спектроскопии, на основании соотношения углеводородных и кислородных структур судят о масштабах миграции углеводородного потока из залежи (А.С. 7160 15 СССР, МКИ G 01 V 9/00, заявл. в 1978 г.).

Данный способ позволяет определить масштабы миграции углеводородного потока из залежи, происхождение битумоида, его взаимоотношения с нефтяной залежью и обеспечивает быструю оценку перспективности изучаемых отложений, но не позволяет прогнозировать качественный состав нефти в залежи.

Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемым изобретением технического результата, который выражается в возможности прогнозирования плотности нефти в залежи до опробования пласта по результатам исследования керна.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе прогноза плотности нефти при геохимической разведке, заключающемся в отборе проб керна из скважины, последующем структурном анализе хлороформенного битумоида методом инфракрасной спектроскопии и определении соотношения углеводородных и кислородных структур, проводят горячую экстракцию керна хлороформом, по инфракрасному спектру экстракта определяют на основе распределения ароматических и алифатических структур контролируемые информативные параметры, выраженные в виде спектральных коэффициентов, отражающих соотношение оптических плотностей соответствующих полос поглощения, и по этим параметрам судят о плотности нефти в залежи.

Сопоставительный анализ предлагаемого способа прогноза плотности нефти при геохимической разведке с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что проводят горячую экстракцию керна хлороформом, по инфракрасному спектру экстракта определяют на основе распределения ароматических и алифатических структур контролируемые информативные параметры, выраженные в виде спектральных коэффициентов, отражающих соотношение оптических плотностей соответствующих полос поглощения, и по этим параметрам судят о плотности нефти в залежи.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "новизна".

Результаты поиска известных решений из общедоступных источников патентной и научно-технической информации с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.

Из уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Совокупность существенных признаков, характеризующих предлагаемый способ прогноза плотности нефти при геохимической разведке, позволит устранить недостаток, присущий прототипу и, таким образом, позволит предсказать качественный состав нефти в залежи. Анализ хлороформенного экстракта по предлагаемому способу направлен на характеристику нефти в залежи на основе описываемой ИК-спектром молекулярной структуры, отражающей соотношения углеводородов и смолисто-асфальтеновых компонентов, а также классов углеводородов, влияющие на плотность нефти, которая является одним из основных свойств, используемых для характеристики нефти. Следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость"

Предложенный способ прогноза плотности нефти при геохимической разведке основан на молекулярной структуре битумоида породы и включает в себя последовательное осуществление следующих действий:

1) при бурении поисковых и параметрических скважин проводят отбор керна из предположительно нефтенасыщенных интервалов (из интервалов с повышенной битуминозностью пород);

2) осуществляют горячую экстракцию образцов керна хлороформом в аппарате Сокслета;

3) исследуют распределение ароматических, алифатических и кислородсодержащих структур посредством ИК-спектроскопии;

4) анализ битумоида осуществляется путем получения ИК-спектра и вычисления спектральных коэффициентов С₁=D₁₆₁₀/D₇₂₀; C₂=D₇₅₀; K₂=I₁₇₂₀/I₁₄₇₀ и др. (где D_ν - оптическая плотность полосы поглощения, соответствующая волновому числу ν; I_ν - интенсивность полосы поглощения, соответствующая волновому числу ν) с учетом уравнений регрессии между значениями спектральных коэффициентов и плотностью нефтей для региона.

Способ реализуют следующим образом. Предварительно измельченную породу в количестве 50-100 г (в зависимости от нефтенасыщенности) помещают в гильзу из фильтровальной бумаги, прошедшей соответствующую обработку. Гильзу с породой помещают в экстрактор аппарата Сокслета, который присоединен к колбе с 250 мл растворителя (хлороформа). Проводят экстракцию при нагревании на песчаной бане или колбонагревателе, поддерживая температуру не выше 100°С в течение 50 часов. Экстракт упаривают до 30-40 мл, избыток растворителя отгоняют. Экстракт в количестве 10-15 мл переносят в стаканчик для окончательного удаления растворителя. Проводят съемку спектра полученного хлороформенного битумоида с помощью спектрофотометра ИКС-40. В спектре наблюдают полосы поглощения, соответствующие волновым числам 1720, 1610, 1470, 750, 720 см^-1. Рассчитывают спектральные коэффициенты C₁=D₁₆₁₀/D₇₂₀; С₂=D₇₅₀/D₇₂₀; К₂=I₁₇₂₀/I₁₄₇₀. С учетом уравнений регрессии между спектральными коэффициентами и плотностью нефти для региона делают вывод о вероятном значении плотности нефти.

Например, при повышенных значениях коэффициента C₁ (1,0-2,2) для экстракта нефтенасыщенной породы весьма вероятно обнаружение залежи тяжелой нефти, при пониженных значениях коэффициента C₁ (0,3-0,7) - легкой, при средних значениях коэффициента C₁ (0,7-1,0) - средней по плотности нефти.

Предложенный способ является экономически выгодным и позволяет дать эффективную и точную экспресс-оценку плотности (и других физико-химических свойств) нефти.

Способ прогноза плотности нефти при геохимической разведке, заключающийся в отборе проб керна из скважины, последующем структурном анализе хлороформенного битумоида методом инфракрасной спектроскопии и определении соотношения углеводородных и кислородных структур, отличающийся тем, что проводят горячую экстракцию керна хлороформом, по инфракрасному спектру экстракта определяют на основе распределения ароматических и алифатических структур контролируемые информативные параметры, выраженные в виде спектральных коэффициентов, отражающих соотношение оптических плотностей соответствующих полос поглощения, и по этим параметрам судят о плотности нефти в залежи.