Геохимический анализ воды как инструмент прогнозирования газоводяного контакта

Кунаккужин И.А., Супрун А.Н., Гарифуллин А.Р., Поспелова Т.А., Петелин Д.А.


ООО «Тюменский нефтяной

научный центр»

В статье приведены результаты анализа гид рохимических материалов по Сеноманской залежи, позволяющие оценить динамику продвижения газоводяного контакта (ГВК) в процессе эксплуатации месторождения, с целью предварительной адаптации гидродинамической модели (ГДМ) при условии ограниченного количества проведенных промыслово-геофизических исследований (ПГИ). По результатам выявлена хорошая сходимость оценки уровня контакта с данными ГДМ.
Выбытие скважин по обводнению — одна из основных проблем разработки газовых месторождений. Поэтому необходим постоянный мониторинг изменения газоводяного контакта (ГВК) в пределах газового объекта с последующим расчетом технологических показателей разработки, что является основой для бизнес-планирования, своевременного проведения геолого-технических мероприятий и т.д. Контроль ГВК осуществляется путем проведения ежегодного комплекса исследований, включающих газодинамический анализ (ГДИС), промыслово-геофизический мониторинг и гидрохимический анализ воды, получаемой в процессе эксплуатации скважин, с определением ее генезиса. Традиционно для оценки изменения ГВК используются первые два вида исследований [2].
По ГДИС для прогноза подъема ГВК проводят мониторинг изменения комплексного объемного параметра пласта КН, представляющего собой произведение эффективной проницаемости K (mD) и продуктивной мощности H (м) [3]. Падение КН может сигнализировать об изменении текущей газонасыщенной толщины.
Однако в отдельных случаях оценка подъема ГВК по анализу изменения параметра КН может быть неоднозначна по ряду причин.
Во-первых, оценка KH неоднозначна при обводнении толщин с малым вкладом в общую продуктивность скважины (по сравнению с оставшейся газонасыщенной толщиной коллектора): отключение таких пропластков не имеет значительного влияния на изменение параметра КН в целом.
Во-вторых, в частном случае, несмотря на наличие больших газонасыщенных толщин, ввиду высокой анизотропии контур питания формируется только на мощность, вскрытую перфорацией,
и КН характеризует именно эту зону. Следовательно, даже при обводнении нижележащих пропластков есть вероятность не увидеть изменения по КН. Подобный контур питания может также сформироваться из-за наличия внутрипластовых флюидоупоров над ГВК. При анализе обводнившегося фонда было выявлено, что около 50 % исследований ГДИС не фиксировали падения KH при подъеме ГВК.
Более информативным исследованием для контроля ГВК являются промыслово-
геофизические исследования в закрытом стволе [1]. Существуют различные методы каротажа, наиболее часто на газовых месторождениях применяются методы нейтронного каротажа (НК) и импульсного нейтрон-нейтронного каротажа (двухзондовый ИННК). Ниже приведен пример интерпретации данных нейтронных методов для определения контакта (рис. 1).
Рис. 1. Результаты контроля за ГВК по данным НК и ИННК (пласт ПК1)
На планшете представлены исследования ПГИ с динамикой изменения ГВК после бурения. Для оценки уровня контакта выполнена нормализация кривых нейтронного каротажа по водонасыщенным интервалам и глинам. «Эффект газа» проявляется в расхождении кривых в интервалах продуктивных песчаников (желтая заливка на рисунке 1). При проведении ГИС в открытом стволе уровень ГВК был отмечен на абсолютной отметке (АО) 1 216 м, однако насыщение двух нижних коллекторов осталось неясным. В 2019 г. глубина контакта по данным нейтронного каротажа составила 1 205,7 м АО (по подошве предельного газонасыщения ИННК). Повторные исследования в 2020–2021 гг. показали, что уровень контакта поднялся до глубины 1 203,5 м АО.
Подробную информацию о положении ГВК также можно получить бурением транзитных скважин через целевой пласт либо бурением пилотных стволов при реализации программы геолого-технических мероприятий и бурения новых скважин на месторождении (рис. 2). Достаточный комплекс каротажа для определения ГВК: многозондовый индукционный каротаж с пересчетом удельного электрического сопротивления, нейтронный каротаж, плотностной каротаж (для уточнения литологии) [4]. На рисунке 2 пунктиром выделен интервал, по которому принят уровень ГВК (с учетом падения сопротивления).
Рис. 2. Корреляция каротажа ГИС при бурении пилотных стволов
Результаты геофизического контроля за положением ГВК могут быть проконтролированы с помощью метода диагностики генетического профиля попутных вод. Важной особенностью регулярного мониторинга генезиса пластовой жидкости является его информативность на всех стадиях обводнения, включая начальные, когда пластовая жидкость не выносится в больших объемах, а скважина работает практически без воды. Генезис воды определяется на основе методики Института проблем нефти и газа Российской академии наук (ИПНГ РАН) [5], в основе которой лежит оценка соотношения химических компонентов, входящих в состав отобранной пробы воды, и последующий расчет долей конденсационных, пластовых и технических вод (с учетом пластовых и устьевых давлений и температур).
Ниже приведен пример анализа проб пластовой воды в одной из скважин (табл. 1, рис. 3).
Табл. 1. Результаты прогноза генетического профиля попутных вод (на основании методики ИПНГ РАН)
Рис. 3. Изменение минерализации попутных вод в течение периода разработки
Достаточно типичны случаи «предварительного» повышения минерализации без наличия воды в продукции, увеличение дебита жидкой фазы начинается лишь спустя некоторое время. Авторами была выдвинута идея о зависимости роста минерализации при уменьшении расстояния от ГВК до нижних дыр перфорации (НДП).
При накоплении статистики по гидрохимическому анализу на сеноманской залежи в пределах двух месторождений общества удалось сделать выборку из скважин, где одновременно проводился регулярный отбор проб воды для анализа, а также оценка положения ГВК по пилотному бурению или ПГИ в целевых скважинах либо ближайших (рис. 4).
Рис. 4. Данные распределения результатов ГХА
В ходе проведения анализа было выявлено, что минерализация воды свыше 10 г/л наблюдается при поднятии ГВК до 0,5 м от НДП и выше. При уменьшении расстояния от ГВК до НДП от 2 до 0,5 м минерализация возрастает от 3,5 до 5 г/л.
Данный график использовался для прогноза подъема ГВК по значениям минерализации добываемой воды в первую очередь на участках, не охваченных в текущий период геофизическими исследованиями. По результатам анализа выполнено предварительное картирование подъема ГВК в пределах юго-западной части залежи (рис. 5).
Рис. 5. Фрагмент карты подъема ГВК
При анализе результатов прогноза ГВК по ГХА сходимость с данными гидродинамической модели составила 76 % анализируемого фонда скважин.
В таблице 2 в примечании выделены существенные отличия в результатах. По скважинам х20х1збс, х1х13ххЗБС и х3х81 (примечания А и Б, табл. 2) анализ ГХА подтвердился эксплуатацией скважин: спустя 3 месяца после анализа скважина х20х1збс начала выносить более 20 м³ воды, х1х13ххЗБС и х3х81 остановлены по обводнению.
Табл. 2. Результаты картирования ГВК по ГХА в сравнении с данными ГДМ
Кунаккужин И.А., Супрун А.Н.,
Гарифуллин А.Р., Поспелова Т.А., Петелин Д.А.

ООО «Тюменский нефтяной
научный центр», Тюмень, Россия

ansuprun-tnk@tnnc.rosneft.ru
Материалы и методы
Ключевые слова
Для цитирования
Поступила в редакцию
УДК и DOI
Выполнен анализ проведенных промыслово-геофизических и гидродинамических исследований, исследований ГИС и геохимический анализ проб воды по интересующей части месторождения. Проведена статистическая обработка данных ГХА, выявлена зависимость изменения минерализации и расстояния от нижних дыр перфорации (НДП) до уровня ГВК. Проведена адаптация ГДМ с учетом результатов полученных данных.
подъем газоводяного контакта, геохимический анализ воды, адаптация гидродинамической модели, гидродинамические и промыслово-геофизические исследования
23.09.2022
Кунаккужин И.А., Супрун А.Н., Гарифуллин А.Р., Поспелова Т.А., Петелин Д.А. Геохимический анализ воды как инструмент прогнозирования газоводяного контакта // Экспозиция Нефть Газ. 2022. № 7. С. 88–92. DOI: 10.24412/2076-6785-2022-7-88-92
УДК 622
DOI: 10.24412/2076-6785-2022-7-88-92

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88