CC BY
58
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЯЗКОСТИ ПЛАСТОВОЙ НЕФТИ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЭС В ОКРЕСТНОСТИ СКВАЖИНЫ И СКВАЖИННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Галина Владимировна Нестерова
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3, к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории электромагнитных полей, тел. (383)330-49-53, e-mail: NesterovaGV@ipgg.sbras.ru
Ирина Германовна Ященко
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук, 634021, Россия, г. Томск, пр. Академический, 4, канд. геол.-минерал. наук, зав. лаборатории "Научно-исследовательский информационный центр с музеем нефтей", тел. (3822)-49-18-11, e-mail: sric@ipc.tsc.ru
Леонид Анатольевич Назаров
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им.
Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук, 630091, Россия, г. Новосибирск, ул. Красный проспект, 54, д.ф.-м.н., зав. лабораторией горной информатики, тел. (383)2172446, e-mail: naz@misd.nsc.ru
В работе было изучено влияние вязкости нефти на перераспределение удельного электрического сопротивления (УЭС) в окрестности скважины при проникновении фильтрата бурового раствора в пласт и соответствующие изменения показаний зондов электромагнитного каротажа (ВИКИЗ) и электрического каротажа (БКЗ). Данные о свойствах нефти брались из глобальной базы данных по физико-химическим свойствам нефти и газа, созданной в Институте химии нефти СО РАН. Для моделирования использовался программно-алгоритмический комплекс, обеспечивающий совместное рассмотрение электродинамических, гидродинамических и геомеханических процессов, происходящих в окрестности скважины, и формирующий единую электрогидродинамическую модель прискважинной зоны.
Ключевые слова: каротаж, моделирование, удельное электрическое сопротивление, вязкость, база данных, физико-химические свойства нефти.
SIMULATION OF OIL VISCOSITY INFLUENCE ON RESISTIVITY DISTRIBUTION AND BOREHOLE LOGGING
Galina V. Nesterova
Trofimuk Institute of petroleum geology and geophysics, Siberian branch of Russian Academy of Science, 630090, Russia, Novosibirsk, 3, Koptyug,Ph.D., scientist of Laboratory of electromagnetic fields, tel. (383)330-49-53, e-mail: NesterovaGV@ipgg.nsc.ru
Irina G. Yashchenko
Institute of Petroleum Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 634021, Russia, Tomsk, 4, Akademichesky Avenue, Ph.D. in Geology and Mineralogy, Head of the Laboratory, tel. (3822)-49-18-11, e-mail: sric@ipc.tsc.ru
Leonid A. Nazarov
Chinackal Institute of Mining, Siberian Branch of RAS, 630091, Russia, Novosibirsk, 54 Krasny Prospekt, prof., Head of Rock Informatics Laboratory, phone (383)2172446, e-mail: naz@misd.nsc.ru
Influence of oil viscosity on resistivity distribution in the borehole environment and VIKIZ (high frequency induction isoparametric wireline logging tool) and BKZ (Russian lateral log) logs during mud filtrate invasion was studied. Oil properties were derived from the database of physical and chemical properties of oil, developed at Institute of Petroleum Chemistry. Software system for joint computer simulation of electrodynamic, hydrodynamic and geomechanical processes in the borehole environment has been used.
Key words: logging, simulation, resistivity, viscosity, database, physical and chemical properties of oil.
В процессе проникновения фильтрата бурового раствора в водо-нефтенасыщенный пласт изменяются распределения водонасыщенности и солёности пластового флюида и, как следствие, - удельное электрическое сопротивление породы в окрестности скважины. Это отражается на каротажных диаграммах индукционных (ВИКИЗ) и гальванических (БКЗ) методов. Ранее был создан программно-алгоритмический комплекс, позволяющий одновременно моделировать происходящие в окрестности скважины гидродинамические, гео-электрические и геомеханические процессы и включить созданный инструмент в схему интерпретации каротажных данных [2-5, 8-9, 12]. Входными параметрами при моделировании являются фильтрационно-ёмкостные свойства пласта, свойства пластовых флюидов и бурового раствора, давление, геомеханические параметры (угол внутреннего трения, сцепление, коэффициент бокового отпора, предел прочности породы). Важным фактором процесса проникновения является отношение вязкостей воды и нефти [2, 6]. При исследовании чувствительности модели прискважинной зоны к свойствам пластовой нефти использовалась информация из глобальной базы данных по физико-химическим свойствам нефти и газа [1, 7], созданной в Институте химии нефти СО РАН.
База данных зарегистрирована в Роспатенте [10-11] и в Государственном реестре баз данных НТЦ «Информрегистр», № 6624. В настоящее время в ней содержится около 21500 информационных описаний образцов нефти из 5500 месторождений, расположенных в 191 нефтегазоносных бассейнах мира на нефтеносных территориях 91 страны Азии, Африки, Европы, Америки и Австралии. База данных создана на основе Microsoft A^ess для Windows, применение которого позволяет сводить воедино информацию из разных источников (электронных таблиц, текстовых файлов, других баз данных) и представлять данные в удобном для практического использования виде с помощью таблиц, рисунков, диаграмм и отчетов.
В настоящей работе рассматривались данные измерений для трёх месторождений Западной Сибири. Для анализа влияния вязкости нефти на синтетические диаграммы ВИКИЗ и БКЗ были выбраны скважины со сходными режимами бурения и пласты с близкими фильтрационно-ёмкостными свойствами, но с сильно различающейся вязкостью пластовой нефти. Из БД извлекались данные о вязкости нефти для 20 и 50°С, её плотности и температуре на уровне пласта. Вязкость нефти пересчитывалась для температуры пласта по формуле Вальтера (Walter’s equation) [13]. Остальные параметры моделей определялись по данным геофизических исследований в выбранных скважинах и измерениям на керне.
Рассчитанные радиальные кривые УЭС для момента времени 48 часов после вскрытия пласта приведены на рис. 1, кривые зондирования ВИКИЗ И БКЗ показаны на рис. 2. Вязкость пластовой нефти влияет на процесс проникновения фильтрата бурового раствора в пласт, при более вязкой нефти проникновение идёт медленнее. Диаграммы БКЗ и ВИКИЗ по разному реагируют на изменение вязкости пластовой нефти в разные моменты времени. Влияние свойств пластовой нефти на каротажные кривые необходимо учитывать при интерпретации зондирований ВИКИЗ и БКЗ. Это вызывает необходимость внесения корректив в процедуру инверсии данных каротажа и использования априорных данных о свойствах нефти, в частности, из имеющихся БД.
Рис. 1. Зависимость радиальных профилей УЭС от вязкости пластовой нефти. Пористость пласта- 20%, проницаемость- 50 мД, нефтенасыщенность -70%, солёность пластового флюида- 20 г/л. Кинематическая вязкость
л
нефти (мм /с) соответствует для линии 1- 2,01; 2- 4,04; 3- 5,84; 4- 8,82
Рис. 2. Зависимость кривых зондирования БКЗ (а) и ВИКИЗ (б) от вязкости пластовой нефти
Работа выполнена при финансовой поддержке Междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН № 89.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ан В.В., Козин Е.С., Полищук Ю.М., Ященко И.Г. База данных по химии нефти и перспективы ее применения в геохимических исследованиях // Геология нефти и газа. - 2000. - № 2. - С. 49 - 51.
2. Ельцов И.Н., Нестерова Г.В., Кашеваров А.А. Петрофизическая интерпретация повторных электромагнитных зондирований в скважинах // Геология и геофизика. - 2011. -Т. 52. - № 6. - С. 852-861.
3. Ельцов И.Н., Нестерова Г.В., Назарова Л.А., Назаров Л.А. Комплексная интерпретация данных каротажа с учётом моделирования гидродинамических и геомеханических процессов в окрестности скважины [Электронный ресурс] // Тезисы XIII научно-практической конференции «ГЕОМОДЕЛЬ-2011» . - Геленджик. - 11- 15 сентября 2011. - 4 с.
4. Ельцов И.Н., Нестерова Г.В., Кашеваров А.А. Моделирование зоны проникновения при использовании буровых растворов на водной и нефтяной основе // ПМТФ, 2012, № 4, с.97-104.
5. Ельцов И.Н., Назаров Л.А., Назарова Л.А., Нестерова Г.В., Эпов М.И. Интерпретация геофизических измерений в скважинах с учетом гидродинамических и геомеханических процессов в зоне проникновения // ДАН, 2012, том 445, № 6, с. 671-674.
6. Кашеваров А. А., Ельцов И. Н., Эпов М. И. Гидродинамическая модель формирования зоны проникновения при бурении скважин // ПМТФ. - 2003. - Т. 44. - № 6. - С. 148-157.
7. Козин Е.С., Полищук Ю.М., Ященко И.Г. База данных по физико-химическим свойствам нефтей // Нефть. Газ. Новации. - 2011. - № 3. - С. 13-16.
8. Нестерова Г.В., А.А. Кашеваров, И.Н. Ельцов. Эволюция зоны проникновения по данным повторного каротажа и математического моделирования // Каротажник. - 2008. -№ 1. - C. 52-68.
9. Нестерова Г.В., Ельцов И.Н., Назаров Л.А., Назарова Л.А. Влияние геомеханических
параметров на каротажные диаграммы ВИКИЗ и БКЗ и электрогидродинамическую модель околоскважинного пространства // Тезисы XIV научно-практической конференции по проблемам комплексной интерпретации геолого-геофизических данных при геологическом моделировании месторождений углеводородов «ГЕОМОДЕЛЬ-2012», Геленджик, 10-14 сентября 2012, [электронный ресурс], 4 с. URL: http://earthdoc.eage.org/results.php?
words=%D0%9D%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0& stype=simple.
10. Пат. 2001620067 РФ. База данных по составу и физико-химическим свойствам нефти и газа (БД нефти и газа) / Ю.М. Полищук, И.Г. Ященко, Е.С. Козин, В.В. Ан; заявитель и патентообладатель Институт химии нефти СО РАН. - № 2000620096; Заявл. 23.10.2000; Опубл. 16.05.2001. - 1 с.
11. Полищук Ю.М., Ященко И.Г., Козин Е.С., Ан В.В. База данных по составу и физико-химическим свойствам нефти и газа (БД нефти и газа) // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам. - 2001. - № 3 - С. 340 - 341.
12. Свидетельство о гос. регистрации программ для ЭВМ № 2012619496 РФ. GEHM / Назаров Л.А., Назарова Л.А., Нестерова Г.В., Ельцов И.Н. Правообладатель: Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. - № 2012619496; Заявл. 21.08.2012; Зарег. 19.10.2012.
13. Daucík*, Jozef Visñovsky, Jozef Ambro, Elena Hájeková Temperature Dependence of the Viscosity of Hydrocarbon Fractions // Acta Chimica Slovaca, Vol.1, No. 1, 2008, 43 - 57
© Г.В. Нестерова, И.Г. Ященко, Л.А. Назаров, 2013
