Optical and chromatographic methods for efficiency analysis of non-stationary production

Cover Page

Abstract


The problem of cost-effective oil production from carbonate reservoirs becomes more and more important every year due to a decrease in oil reserves in terrigenous reservoirs. Oil extraction from carbonate reservoirs is always associated with the low filtration properties of the rock matrix and the dense fracture network presence. One of the most effective methods at this development stage for carbonate reservoirs is the non-stationary drainage technology. The development of non-stationary deposit drainage technology by determining the effective action time with different work periods and well accumulation, due to deformations in the fracture system, will allow reducing wells watering percentage. As a result of fluid flows redistribution in the formation, unprocessed areas are attracted by capillary impregnation. An important stage in the application of non-stationary action is the study of oil optical properties. To assess the quality of the reserves involved in the development, laboratory studies of the deposit non-stationary production efficiency of the Romashkinskoye oil field were carried out. The investigations were carried out using a spectrophotometer and a chromatograph. The influence of non-stationary selection on the wells operation dynamics and on the final ORC was determined.


В настоящее время, когда степень выработки начальных извлекаемых запасов терригенных отложений девона превышает 90%, все больше внимания уделяется трудноизвлекаемым запасам возвратных эксплуатационных объектов, к которым относятся карбонатные отложения нижнего и среднего карбона. Извлечение нефти из карбонатных коллекторов всегда сопряжено с двумя факторами: низкими фильтрационными свойствами матрицы породы и наличием густой сети трещин, - что обусловлено условиями осадконакопления. На залежах 301-303 это усугубляется еще и тем, что нефтяная залежь подстилается достаточно активной подошвенной водой и имеются зоны разуплотнений коллекторов, так называемые зоны полного ухода бурового раствора [1-6]. Разработка технологии нестационарного дренирования продуктивных пластов 303-й залежи путем определения эффективного времени воздействия с различными периодами работы и накопления скважины, за счет деформаций в трещинной системе, позволит снизить процент обводнения скважин. В результате перераспределения потоков жидкости в пласте вовлекаются не выработанные участки за счет капиллярной пропитки. Важным этапом при применении нестационарного воздействия является исследование оптических свойств нефти. Для оценки качества запасов вовлеченных в разработку необходимо применение оптических и хроматографических исследований Хроматография - метод разделения, анализа и физико-химических исследований веществ, основанный на перемещении зоны вещества вдоль слоя сорбента в потоке подвижной фазы с многократным повторением сорбционных и десорбционных актов. При этом разделяемые вещества распределяются между двумя несмешивающимися фазами (в зависимости от их относительной растворимости в каждой фазе): подвижной и неподвижной [7]. Использование хроматографии позволяет определить содержание линейных алканов в исследуемых пробах нефти. Наиболее чувствительны, достаточно быстро и точно определяемы интегральные параметры нефти - оптические характеристики, а именно, коэффициент светопоглощения (Kсп) нефти. Спектрофотометрические методы анализа на протяжении нескольких десятилетий достаточно широко использовали в промысловой практике для решения ряда задач разработки нефтяных месторождений. Фотоколориметры и спектрофотометры, работающие в видимой и ближней ультрафиолетовой и ближней инфракрасной областях светоизлучения позволяют определить оптическую плотность - параметр, характеризующей способность вещества поглощать свет и затем получить пересчетный параметр. К настоящему моменту времени накоплен большой опыт применения этих методов для контроля процессов разработки нефтяных месторождений. Оптическим методам уделяется особое внимание в вопросах определения эффективности методов увеличения нефтеизвлечения. В качестве примера можно отметить такие работы как [8-15]. В лаборатории кафедры «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» АГНИ в период с октября 2016 г. по август 2017 г. проводились исследования проб добываемой нефти 303-й залежи Ромашкинского месторождения на хроматографе Shimadzu GC 2010 Plus и спектрофотометре Shimadzu UV1800. Предварительно проведено центрифугирование при постоянной температуре 20 °С. В таблицах 1-3 представлены результаты оптических исследований нефти на скважинах 303-й залежи Ромашкинского месторождения. Значения коэффициента светопоглощения по скважинам 303-й залежи Ромашкинского месторождения: октябрь 2016 г. [Light absorption coefficient values for wells of the deposit 303 of the Romashkinskoye field (10.2016)] Таблица 1 Длина волны, нм [Wavelength, nm] Скважина ***46 ***43 ***73 ***60 ***55Г Kсп, 1/см Kсп, 1/см Kсп, 1/см Kсп, 1/см Kсп, 1/см 385 11357,7 11491,15 11502,76 11470,84 11357,7 410 11598,49 11583,99 11589,79 11496,95 11598,49 540 7322,309 8227,444 7864,81 7183,058 7322,309 Значения коэффициента светопоглощения по скважинам 303-й залежи Ромашкинского месторождения: июль 2017 г. [Light absorption coefficient values for wells of the deposit 303 of the Romashkinskoye field (07.2017)] Таблица 2 Длина волны, нм [Wavelength, nm] Скважина ***46 ***43 ***73 ***60 ***55Г Kсп, 1/см Kсп, 1/см Kсп, 1/см Kсп, 1/см Kсп, 1/см 385 11386,71 11575,28 11546,27 11528,87 11549,17 410 11537,57 11604,29 11569,48 11581,09 11453,44 540 6176,385 6794,314 7911,227 7940,238 7632,724 Значения коэффициента светопоглощения по скважинам 303-й залежи Ромашкинского месторождения: август 2017 г. [Light absorption coefficient values for wells of the deposit 303 of the Romashkinskoye field (08.2017)] Таблица 3 Длина волны, нм [Wavelength, nm] Скважина ***46 ***43 ***73 ***60 ***55Г Kсп, 1/см Kсп, 1/см Kсп, 1/см Kсп, 1/см Kсп, 1/см 385 4664,926 4551,784 6031,332 4934,726 5375,689 410 4160,139 4052,8 5340,876 4398,027 4786,771 540 800,6963 954,4531 1041,485 832,6081 1163,33 В результате были получены следующие результаты: 1. состав добываемой нефти исследуемых скважин отличается незначительно; 2. после применения технологии (табл. 3) коэффициент светопоглощения уменьшается в несколько раз, что свидетельствует об увеличении коэффициента охвата пласта и улучшении качества продукции; 3. реакция скважин на применение нестационарного отбора различна: коэффициент светоглощения добываемой нефти по скважине ***73 уменьшился в 1,9 раз, по скважине ***43 в 2,5 раза. В таблицах 4-6 представлены результаты хроматографических исследований за период с октября 2016 г. по август 2017 г. на скважинах 303-й залежи Ромашкинского месторождения, по результатам которого было установлено: 1. по всем анализируемым скважинам максимум содержания линейных алканов изменяется в сторону более легких фракций; 2. по скважинам ***55Г, ***60 изменение максимальной концентрации линейных алканов зафиксировано по хроматографическим исследованиям в июле 2017 г., по скважинам ***73, ***43 и ***46 - в августе 2017 г.; 3. данные результаты подтверждают результаты оптических исследований и свидетельствуют об эффективности проводимого мероприятия. Концентрация линейных алканов на скважинах 303-й залежи Ромашкинского месторождения: октябрь 2016 г. Таблица 4 [Linear alkanes concentration at wells of the deposit 303 of the Romashkinskoye field (10.2016)] Линейные алканы [Linear alkanes] Концентрация по скважинам [Concentration] ***55Г ***60 ***73 ***43 ***46 С5 2,398525 1,07542 0,604265 1,695 0,22718 Окончание табл. 4 Линейные алканы [Linear alkanes] Концентрация по скважинам [Concentration] ***55Г ***60 ***73 ***43 ***46 С6 1,890065 0,52349 1,044135 1,654495 0,8025 С7 2,841745 1,288247 1,313355 2,39456 1,91946 С8 5,491575 4,009283 3,954715 4,619725 5,33922 С9 6,290275 5,80696 5,76342 5,51443 7,28411 С10 6,472565 6,69737 6,53934 6,141235 7,95264 С11 7,098505 7,635503 7,388445 7,012105 8,61328 С12 5,895725 6,474563 6,18825 5,92247 6,83732 С13 5,148945 5,838317 5,540615 5,19022 5,52318 С14 6,86935 8,011813 7,428655 7,397535 7,52682 С15 5,97898 6,472013 6,433925 6,03538 6,00185 С16 4,53429 4,907023 4,892055 5,29028 4,99331 С17 3,65475 4,072477 3,943545 3,762665 3,42143 С18 3,706315 4,170253 3,82799 3,733305 3,37987 С19 3,806625 4,218607 4,189855 3,97997 3,35893 С20 3,386295 3,668447 3,75132 3,55607 2,98593 С21 2,77241 2,971567 3,09983 2,9399 2,44976 С22 2,535895 2,642687 2,812415 2,711675 2,25861 С23 2,1623 2,252443 2,430695 2,32333 1,93738 С24 1,768805 1,803457 2,023015 1,907585 1,60969 С25 2,005705 2,021373 2,29032 2,15564 1,88793 С26 1,55706 1,45968 1,70919 1,63448 1,52146 С27 1,301915 1,175517 1,42702 1,323645 1,34791 С28 1,281775 1,043193 1,270025 1,278535 1,40738 С29 0,98968 0,767297 1,103945 0,957655 1,14888 С30 0,58352 0,439873 0,62571 0,54124 0,75199 С31 0,529175 0,58816 0,708455 0,7018 0,74907 С32 0,350525 0,383313 0,468075 0,447085 0,4409 С33 0,20025 0,198203 0,258465 0,25517 0,20891 С34 0,155025 0,161293 0,184575 0,1834 0,14178 С35 0,205565 0,253823 0,34138 0,25294 0,19106 С36 0,18468 0,181127 0,23621 0,19961 0,19848 С37 0,157935 0,161573 0,192585 0,18325 0,17694 С38 0,10088 0,08183 0,119875 0,122175 0,09659 С39 0,063465 0,042827 0,039345 0,024335 0,05556 С40 0,042615 0,081107 0,031545 0,026275 0,02511 Концентрация линейных алканов на скважинах 303-й залежи Ромашкинского месторождения: июль 2017 г. Таблица 5 [Linear alkanes concentration at wells of the deposit 303 of the Romashkinskoye field (07.2017)] Линейные алканы [Linear alkanes] Концентрация по скважинам [Concentration] ***55Г ***60 ***73 ***43 ***46 С5 1,29133 10,91702 1,66597 0,37327 0,92044 С6 6,95113 6,57495 0,81560 0,21672 0,44198 С7 18,91217 13,71253 5,89832 5,16694 5,23109 С8 14,89222 11,40848 4,84621 6,14726 4,82899 С9 11,86014 9,81732 5,44710 6,93135 5,64044 Окончание табл. 5 Линейные алканы [Linear alkanes] Концентрация по скважинам [Concentration] ***55Г ***60 ***73 ***43 ***46 С10 7,95788 7,93107 5,65470 6,63591 5,95195 С11 6,15813 6,95973 6,29633 7,03610 6,69025 С12 4,02376 4,69062 5,23370 5,85779 5,60141 С13 3,27527 4,08004 5,08326 5,41927 5,26672 С14 3,88271 4,93812 7,91429 8,02806 7,86559 С15 2,50796 3,20473 4,85386 4,89742 5,24366 С16 2,72893 3,22944 5,34147 5,34817 5,42982 С17 0,88258 1,13891 2,07748 2,08667 2,41553 С18 1,61948 1,76627 3,70265 3,68807 3,84799 С19 1,78542 1,66662 3,91862 3,78978 3,98235 С20 1,51127 1,13465 3,46479 3,29667 3,48195 С21 1,08930 0,65414 2,82476 2,68476 2,83749 С22 0,94423 0,46895 2,69250 2,49207 2,66469 С23 0,76494 0,36735 2,33939 2,09240 2,23854 С24 0,57717 0,32477 1,96870 1,69741 1,84090 С25 0,53328 0,32982 1,95589 1,65056 1,79661 С26 0,44098 0,25507 1,70942 1,42233 1,61336 С27 0,44605 0,18081 1,36330 1,11613 1,32084 С28 0,37620 0,17837 1,28862 1,04148 1,27264 С29 0,27626 - 0,97397 0,77890 0,97554 С30 0,16102 - 0,55604 0,41695 0,56752 С31 0,15232 - 0,61351 0,50900 0,57185 С32 0,11827 - 0,40053 0,33694 0,37043 С33 0,13913 - 0,23424 0,14321 0,21693 С34 - - 0,18316 0,15164 0,16410 С35 - - 0,44242 0,34641 0,09853 С36 - - 0,10170 0,05700 0,09297 С37 - - 0,17753 0,11884 0,13012 С38 - - 0,08781 0,06117 0,06689 С39 - - 0,04640 0,03203 0,08495 С40 - - 0,04792 0,26301 0,28886 Концентрация линейных алканов на скважинах 303-й залежи Ромашкинского месторождения: август 2017 г. Таблица 6 [Linear alkanes concentration at wells of the deposit 303 of the Romashkinskoye field (08.2017)] Линейные алканы [Linear alkanes] Концентрация по скважинам [Concentration] ***55Г ***60 ***73 ***43 ***46 С5 - - - - - С6 - 0,66028 0,36750 1,75730 0,56370 С7 2,23674 1,08337 1,52642 4,25763 1,42245 С8 24,26208 19,78441 18,80998 24,60159 27,77366 С9 13,48171 9,20603 10,43769 14,39752 11,99449 С10 6,16914 5,65361 5,13486 5,50514 5,96859 С11 3,79953 4,55310 4,18367 3,34282 4,04048 С12 3,18300 3,67776 2,89767 1,43121 3,47505 С13 5,24944 3,90836 5,71516 4,91225 3,87857 Окончание табл. 6 Линейные алканы [Linear alkanes] Концентрация по скважинам [Concentration] ***55Г ***60 ***73 ***43 ***46 С14 7,68164 5,46010 7,43504 6,28022 6,55156 С15 5,14725 4,07139 4,97726 4,03129 4,21341 С16 4,55401 5,50699 4,75387 3,94614 3,56259 С17 2,10496 1,54045 3,06103 2,52027 2,18405 С18 2,78490 2,68419 3,89440 3,20336 3,00588 С19 3,74228 3,43068 3,71228 3,06867 2,97594 С20 3,09629 3,11768 3,24654 2,49371 2,46252 С21 2,61441 2,44287 2,52807 2,02853 2,01779 С22 2,38837 2,39395 2,33915 1,86914 1,80800 С23 1,95859 2,03932 1,91578 1,51129 1,46838 С24 1,55380 1,64331 1,51056 1,16540 1,12124 С25 1,56500 1,70920 1,55742 1,17275 1,03457 С26 1,32752 1,25744 1,27367 0,97614 0,91559 С27 1,09934 1,29984 1,04208 - 0,75732 С28 - 1,76576 0,99414 - 0,73362 С29 - 1,51225 - - - С30 - 0,96435 - - - С31 - 0,93053 - - - С32 - 0,56878 - - - Выводы 1. Хроматографические и оптические исследования свидетельствуют о первоначально схожем составе добываемой нефти до применения нестационарного отбора. 2. По результатам хроматографических и оптических исследований добываемой нефти можно судить об увеличении коэффициента охвата в результате применения нестационарного отбора жидкости на 303-й залежи. 3. Для детального анализа влияния технологических параметров нестационарного отбора жидкости подтверждения полученных выводов необходимо дополнить лабораторные исследования.

Irina A Guskova

Almetyevsk State Oil Institute

Author for correspondence.
Email: guskovaagni1@rambler.ru
2, Lenina str., Almetyevsk, 423452, Tatarstan Republic, Russian Federation

Doctor of Technical Sciences, Scientific work chancellor, Head of the Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields, Almetyevsk State Oil Institute. Research interests: Scientific developments in the field of oil production in complicated conditions, difficult reserves extraction problems

Evgeniya V Levanova

Almetyevsk State Oil Institute

Email: evgeniyalevanova@rambler.ru
2, Lenina str., Almetyevsk, 423452, Tatarstan Republic, Russian Federation

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor in the Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields, Almetyevsk State Oil Institute. Research interests: Special features about application of methods for increasing oil recovery and processing the bottomhole formation zone at the late stage of oil field development

Ivan E Beloshapka

Almetyevsk State Oil Institute

Email: i.e.beloshapka@gmail.com
2, Lenina str., Almetyevsk, 423452, Tatarstan Republic, Russian Federation

post-graduate student in the Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields, Almetyevsk State Oil Institute. Research interests: Increasing efficiency of developing deposits with difficult oil reserves, filtration studies

  • Khamidullina A.N., Yaminova L.N. Geological structure refinement and special considerations for the development of carbonate reservoirs of the deposits 301—303 in the Romashkinskoye oil field. Oil Industry. 2015. No. 7. Pp. 30—33. (In Russ.).
  • Ibatullin R.R., Nizayev R.Kh., Evdokimov A.M. Sovershenstvovanie sistemy razrabotki na osnove modelirovaniya karbonatnykh otlozhenii zalezhi 302—303 Romashkinskogo neftyanogo mestorozhdeniya [Production system improvement based on the carbonate deposits modeling of the deposit 302-303 of the Romashkinskoye oil field]. TatNIPIneft scientific works collection. 2012. No. LXXX. Pp. 75—77. (In Russ.).
  • Khamidullina A.N., Yaminova L.N. Geological and production aspects of extensively fractured carbonate reservoirs. Oil Industry. 2015. No. 3. Pp. 47—52. (In Russ.).
  • Shaydullin R.G., Guskov D.V. Model’ treshchinoobrazovaniya v karbonatnom massive 302, 303 zalezhi nefti Romashkinskogo mestorozhdeniya [Crack formation model in the carbonate massif deposit 302, 303 of the Romashkinskoye field]. Scientific and technical journal “Georesursy”. 2006. No. 4. Pp. 14—17. (In Russ.).
  • Khamidullin M.M. Povyshenie effektivnosti razrabotki slozhnopostroennykh karbonatnykh kollektorov (na primere razrabotki zalezhei 302—303 Romashkinskogo mestorozhdeniya) [Increase in the production efficiency of complexly built carbonate reservoirs (by example of the development of the deposits 302—303 of the Romashkinskoye field)]: author’s abstract thesis (25.00.17) Hamidullin Marat Madarisovich; TatNIPIneft PC Tatneft. Bugulma, 2006. Pp. 6—21. (In Russ.).
  • Khisamov R.S. Production of oil reserves difficult to recover issues on the late stage of development and innovative technologies of their solution. Georesursy. 2012. № 3 (45). Pp. 8—13. (In Russ.).
  • Tsarev N.I., Tsarev V.I., Katrakov I.B. Prakticheskaya gazovaya khromatografiya [Practical gas chromatography]: Educational and methodological manual for students of the chemical faculty on a special course «Gas chromatography methods of analysis». Barnaul: Publishing house Alt. University Publ., 2000. 156 p. (In Russ.).
  • Devlikamov V.V., Marhasin I.L., Babalyan G.A. Opticheskie metody kontrolya za razrabotkoi neftyanykh mestorozhdenii [Optical methods of control over the oil deposits production]. Moscow: Nedra Publ., 1970. 160 p. (In Russ.).
  • Evdokimov I.N., Losev A.P. Vozmozhnosti opticheskikh metodov issledovanii v sistemakh kontrolya razrabotki neftyanykh mestorozhdenii [Opportunities of optical research methods in control systems for the oil deposits development]: monograph. Moscow: Publishing house «OIL and GAS», 2007. 228 p. (In Russ.).
  • Gabdrakhmanov A.T., Garipova L.I., Levanova E.V. The review of photocolorimetric and spectrophotometric oil researches for the geological and field problems solution // Almetyevsk State Oil Institute scientific notes. Vol. VII. 2009. Pp. 112—118. (In Russ.).
  • Farrakhov I.M. Methods of laboratory and static researches of optical properties of high-viscosity oil // ASOI scientific notes. 2010. Vol. VIII. 2010. Pp. 9—16. (in Russ).
  • Guskova I.A., Gabdrakhmanov A.T. Assessment of EOR methods’ effect on oil properties. Oil Industry. 2011. No. 4. Pp. 101—103. (In Russ.).
  • Yanaeva O.V., Barskaya E.E., Ganeeva Y.M., Guskova I.A., Gabdrakhmanov A.T., Yusupova T.N. Analiz izmeneniya sostava i svoistv dobyvaemoi nefti v rezul’tate provedeniya GRP [Analysis of changes in the composition and properties of oil produced as a result of the hydraulic fracturing]. Herald of Kazan Technological University. 2014. 17(3). Pp. 265—267. (In Russ.).
  • Yanaeva O.V., Barskaya E.E., Ganeeva Y.M., Okhotnikova E.S., Guskova I.A., Gabdrakhmanov A.T., Yusupova T.N. Otsenka deistviya gidrorazryva karbonatnogo plasta s zakachkoi kislotosoderzhashchego reagenta po izmeneniyu sostava i svoistv dobyvaimoi nefti [Evaluation of the action of hydraulic fracturing of a carbonate formation with the acid-containing reagent injection to change the composition and properties of extracted oil]. Herald of Kazan Technological University. 2014. 17(7). Pp. 263—265. (In Russ.).
  • Gabdrakhmanov A.T. Kontrol’ protsessov vozdeistviya na plasty s primeneniem kompleksnogo metoda analiza spektrov vidimogo opticheskogo pogloshcheniya obraztsov dobyvaemoi nefti [Control of the processes of impact on the seams using a complex method of analyzing the specters of visible optical absorption of extracted oil samples]. Thesis for obtaining the scientific degree of Candidate of Technical Sciences (25.00.17) Gabdrakhmanov Artur Tagirovich; TatNIPIneft PC Tatneft. Bugulma, 2011. (In Russ.).

Views

Abstract - 76

PDF (Russian) - 14

PlumX


Copyright (c) 2018 Guskova I.A., Levanova E.V., Beloshapka I.E.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.