Физико-химические аспекты десорбции нефти из пор песчаника и известняка тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Донец, Алексей Анатольевич

• Донец, Алексей Анатольевич
• кандидат химических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат химических наук Донец, Алексей Анатольевич

Введение.

Глава I Литературный обзор.

1.1. Некоторые петрофизические свойства пород-кол-коллекторов.

1.1.1. Пористость горной породы.

1.1.2. Нефтенасыщенность полезного пласта.

1.2. Физические свойства и химический состав нефти, битума и газоконденсата.

1.2.1. Нефть.

1.2.2. Газоконденсат.

1.2.3. Битум.

1.3. Применение ИК - и УФ - спектроскопии для качественного и количественного анализа пластовых флюидов.

1.3.1. Закон Бугера-Ламберта - Бера.

1.3.2. Метод ИК - спектроскопии.

1.3.3. Применение ИК-концентратомеров для определения содержания нефтепродуктов в природных средах.

1.3.4. Спектроскопия видимой и ультрафиолетовой области электромагнитного спектра.

1.3.5. Основы люминесцентного анализа.

Глава II Методы предварительн лиза бурового шлама.

2.1. Методика проведения измерений м спектрофотометрах КФК-3 и «Secomam».

2.2. Метод гидростатического взвешивания.

2.3. Методика проведения люминесцентно-битуминологического анализа.

2.4. Экстракционно-дистилляционный метод определения коэффициента нефтенасыщенности коллекторов.

Глава III Методика проведения эксперимента. Калибровка ИК-концентратомеров «ОНИКС».

3.1. Методические подходы к проведению настоящих исследований.

3.1.1. Объекты исследований

3.1.2. Методика приготовления калибровочных растворов.

3.1.3. Методика извлечения нефти из пор горной породы и приготовления экстракционных вытяжек.

3.1.4. Методика проведения кинетического эксперимента.

3.2. Калибровка ИК-концентратомеров «ОНИКС».

3.2.1. Принцип работы ИК-аконцентратомеров «ОНИКС».

3.2.2. Результаты калибровки ИК-концентратомеров «ОНИКС».

Глава IV Применение ИК-анализаторов АН-1 для проведения измерений в полевых геологических лабораториях.

4.1. Расчёт концентрации нефти в горной породе.

4.2. Определение глубины залегания полезного пласта пласта при бурении скважины.

4.3. Определение плотности и пористости бурового шлама на основе показаний ИК-анализатора АН-1.

ГЛАВА V. Оценка физико-химических параметров десорбции пластовых флюидов из порового пространства бурового шлама.

5.1. Кинетика десорбции нефтяных битумоидов.

5.2. Зависимость скорости десорбции пластовых флюидов от пористости и геометрии бурового шлама.

5.3. Зависимость интенсивности протекания десорб-ционных процессов от термического воздействия.

5.3.1. Определение концентрации нефти в горной породе, залегающей на некоторой глубине в земной коре.

5.3.2. Расчёт энергии активации десорбционного процесса.

5.4. Зависимость интенсивности протекания десорбционных процессов от структуры бурового шлама.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химические аспекты десорбции нефти из пор песчаника и известняка»

При разработке нефтегазовых месторождений основной задачей операторов-геологов является выделение в разрезе бурящейся скважины нефтенасыщенных пластов. Одним из применяемых методов, позволяющих решить данную задачу, является определение концентрации пластовых флюидов в буровом шламе и керне. Для реализации данного метода в российских полевых геологических лабораториях широко используют аппарат дистилляции жидкости АДЖ-2 и УФ-фотометр КФК-3. Однако эти сложные в эксплуатации и громоздкие приборы не позволяют быстро и качественно установить содержание нефти в исследуемом образце. Поэтому стала актуальной замена классических методов оценки концентрации нефти в образцах горных пород. В качестве альтернативного прибора нами, совместно с ООО «ЭМИ», был создан портативный ИК-анализатор нефтебитумосодержания АН-1, состоящий из устройства экстракции и ИК-концентратомера «ОНИКС», к которому, в ОАО НПП «ГЕРС», было разработано и внедрено в производство методическое и программное обеспечение.

Методика, прилагаемая к ИК-анализатору АН-1, позволила с высокой точностью проводить экспресс-анализ горных пород в полевых лабораториях на буровых станциях, определять концентрацию нефти в исследуемых образцах, уточнять тип залежи, определять мощность нефтесодержащего пласта.

При определении содержания пластовых флюидов в образце, пролежавшем некоторое количество времени в кернохранилище, оператор-геолог фиксирует заниженное значение флюидонасыщения горной породы. Это приводит к существенному искажению результатов измерений и снижению достоверности информации о нефтесодержании исследуемых образцов. Для того чтобы нивелировать выше указанную погрешность, изучали физико-химические аспекты десорбции пластовых флюидов из порового пространства горных пород.

Целью настоящих исследований являлось разработка, апробация и применение методики экспресс-анализа бурового шлама в полевых геологических лабораториях, прилагаемой к портативному ИК-анализатору АН, для выделения в разрезе разрабатываемой скважины породы-коллектора и изучения физико-химических параметров массопереноса пластового флюида при хранении бурового шлама.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Донец, Алексей Анатольевич

Выводы

1. Впервые разработана и внедрена в производственную практику оригинальная методика к портативному ИК-анализатору АН-1, позволяющая за короткий промежуток времени определять нефтесодержание горных пород в полевых геологических лабораториях. Показано преимущество ИК-анализатора 1 АН-1 по сравнению с аппаратом дистилляции жидкости АДЖ-2 и фотометром КФК-3.

2. На основе показаний ИК-анализатора нефтебитумосодержания АН-1 изучена кинетика десорбции лёгких и тяжёлых нефтяных фракций из пор песчаника, аргиллита и известняка.

3. Установлено, что с уменьшением плотности пластового флюида существенно возрастает скорость протекания десорбционного процесса. Результаты эксперимента были подтверждены методом ЛБА.

4. Рассчитана энергия активации десорбции пластовых флюидов различной плотности из пор бурового шлама. Результаты проведённых расчётов коррелируют с данными кинетического эксперимента.

5. Установлено, что интенсивность протекания десорбционного процесса прямопропорциональна коэффициенту пористости горной породы и размеру частиц бурового шлама. При изучении корреляции между этими параметрами была разработана методика расчёта начального значения флюидонасыщения образца, непосредственно после его извлечения из скважины. Это позволило существенно повысить точность определения концентрации нефти в горной породе, пролежавшей некоторое количество времени.

6. Исследована зависимость скорости протекания десорбционных процессов от структуры бурового шлама. Показано, что нефтяные битумоиды интенсивней выделяются из пор известняка чем из внутренней области песчаника. Обнаружено, что аргиллит практически невозможно насытить вмещающим флюидом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Донец, Алексей Анатольевич, 2007 год

1. Коробанова В.Н. Петрофизика. М., 1986.

2. Орлов Л.И., Карпов Е.Н., Топорков В.Г. Петрофизические исследования коллекторов нефти и газа. М., 1987.

3. Авчан М.Г., Матвеенко А.А., Стефанкевич З.Б. Петрофизика осадочных пород в глубинных условиях. М., 1978.

4. Добрынин В.М. Деформации и изменения физических свойств коллекторов нефти и газа. М., 1970.

5. Ковранова В.Н. Петрофизика М., 1986.

6. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. Справочник геофизика. М., 1984.

7. Петров А.А. Нефтехимия. М., 1973.

8. Гурко Н.Н., Васильева В.Ф., Кондакова Т.Н. // Геология нефти и газа. 1986. №2. С. 58-61.

9. Химия нефти и газа. / Под ред. Проскурекова В.А. Л., 1989.

10. Эрих В.Н. Химия нефти и газа. М., 1966.

11. Геология и геохимия нефти и газа. / Под ред. Бакирова А.А., Табасаринского З.А. и др. М., 1982.

12. Грищенко А.И., Островская Т.Д., Юшкин В.В. Углеводородные конденсаты месторождений природного газа. М., 1983.

13. Зорькин Л.М., Саробонец И.С., Стадии Н.В. Геохимия природных газов нефтегазоносных бассейнов. М., 1984.

14. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М., 1973.

15. Мельникова Л.А., Карманова Л.П., Ляпина И.К. и др. // Нефтехимия. 1979. Т. 19. №2. С. 243-247.

16. Кострин К.В., Ахметова Р.С. Сернистые нефти и продукты и переработки. М., 1963.

17. Пахомов П.М. Спектроскопия полимеров. Тверь, 1997.

18. Ландберг Г.С. Оптика. М., 1976.19