К оглавлению

Определение СО2 при газокаротажных исследованиях

П.А. Левшунов

В процессе газокаротажных исследований замеряется концентрация газообразных и парообразных углеводородов, извлеченных из циркулирующего глинистого раствора. Определенный интерес представляет при этом замер концентрации также и иеуглеводородных компонентов природного газа, в частности СО2.

Углеводородные газы характерны для всех нефтеносных пластов и, естественно, необходимо в первую очередь выяснить, подчиняется ли такой же закономерности углекислый газ. В указанных целях по площадям: Муханово, Коханы, Дмитриевская (Куйбышевнефть), Троицкая и Анастасиевская (Краснодарнефть), Ленинская (Туркменнефть), исследовались природные газы нефтеносных, газоносных и водоносных пластов, залегающих в палеозойских и третичных отложениях в 40 скважинах.

Для определения концентрации СО2 брались не только природные газы в свободной фазе, но и растворенные при атмосферных условиях в нефти, конденсате и пластовой воде. Выделение растворенного газа производилось термовакуумным дегазатором, а анализ на СО2 осуществлялся прибором ВТИ.

IV горизонт меотиса Троицкой площади содержит нефтегазовую залежь, где газовая шапка по мощности в некоторых случаях превышает нефтяную часть пласта. Скв. 367 пробурена в своде структуры, где IV горизонт представлен только газом. В присводовой скв. 546 и в приконтурной скв. 32 IV горизонт представлен нефтяной и газовой частями. В законтурной скв. 43 IV горизонт полностью водоносен. В скв. 367 и 43 IV горизонт испытывался как газовый и водоносный, а в скв. 546 и 32 испытывалась его нефтяная часть.

Из всех скважин отобран природный газ и проанализирован на содержание в нем СО2 (табл. 1).

Максимальные концентрации СO2 в природном газе IV горизонта приурочены к сводовым скважинам, от которых наблюдается их закономерное снижение к контуру и за контур залежи. По изменению концентрации СО2 в природном газе IV горизонта оконтуривается залежь нефти и газа.

По электрокаротажной диаграмме скв. 182 видно, что газовая шапка IV горизонта меотиса разделена глинистым пропластком на две самостоятельные части. В скв. 149 и 151 Анастасиевской площади и в скв. 27 Троицкой площади испытывались различные части IV горизонта, из которых были отобраны пробы газа и нефти. Рассмотрим распределение концентрации СО2 по мощности IV горизонта (табл. 2).

Как видно из таблицы, при нормальном атмосферном давлении в нефти растворено большое количество СО2; к кровле IV горизонта концентрация СО2 закономерно снижается.

Выше IV нефтегазоносного горизонта меотиса залегают три промышленно газоносных горизонта (понтические отложения), концентрация СО2 в природном газе которых приведена в табл. 3.

В конденсате и пластовой воде II и III газоносных горизонтов концентрация СO2 повышена, в свободном газе она равна нулю. В природном газе I газоносного горизонта наблюдается обратная закономерность: в растворенном газе конденсата и пластовой воды СО2 нет, а в природном газе содержится небольшое его количество.

На Мухановской площади исследовался нефтеносный пласт девона Д-II; результаты исследований газов на содержание СО2 приведены в табл. 4.

Наибольшая концентрация СО2 в растворенном в нефти газе, в попутном нефтяном газе; в природном газе водоносного пласта концентрация СО2 исчисляется в среднем в пределах одного, иногда нескольких процентов.

На Ленинской площади исследовался III нефтеносный горизонт (красноцветная толща). Оказалось, что ни в нефти, ни в попутном газе СO2 не содержится. Было установлено наличие растворенного СО2 (до 2%) только в пластовых водах законтурных скважин, причем в свободной фазе природного газа водоносных горизонтов концентрация СО2 была также нулевой.

По двум скважинам были проведены замеры концентрации СО2 параллельно газокаротажным исследованиям. В скв. 489 (Троицкая площадь) исследовался IV нефтегазоносный горизонт меотиса; результаты исследований приведены в табл. 5.

По повышенной концентрации СО2 была выделена нефтяная часть IV нефтегазоносного горизонта. Значительно меньшей концентрацией отмечается газовая шапка и нулевой концентрацией - глины, подстилающие IV горизонт.

В скв. 137 (Мухановская площадь) исследовался нефтеносный пласт C1 нижнего карбона; результаты исследований приведены в табл. 6.

В пределах нефтеносного песчаника концентрация СО2 в газовоздушной смеси выше, чем в пределах водоносного песчаника, что соответствует распределению СО2 в природных газах.

По обеим скважинам исследовались газовоздушиые смеси, концентрация СO2 в которых определялась при неглубокой дегазации глинистого раствора. При наличии высоких газопоказаний на газокаротажной станции целесообразно отбирать дополнительные пробы глинистого раствора и подвергать их глубокой, в частности термовакуумной дегазации, что обусловит получение более достоверных данных.

По данным П.И. Черемных на Абашевской площади (Кузбасс) из пермских отложений получен приток газа составом: 95-96% углекислого газа, 3-4% углеводородов и 1% азота.

При газокаротажных исследованиях указанных отложений платиновые нити электрического газоанализатора охлаждались углекислым газом, в результате чего стрелка индикатора газоанализатора давала отрицательные отклонения. Для регистрации газопоказаний стрелку индикатора электрического газоанализатора приходилось устанавливать не в нулевое положение, а на середину шкалы.

ВЫВОДЫ

1.                 Наличие СO2 не всегда характерно для природных газов, что ограничивает его использование для дополнительной интерпретации данных газового каротажа.

2.         При высоких газопоказаниях на газокаротажной станции можно рекомендовать отбирать дополнительные пробы глинистого раствора, подвергать их глубокой (термовакуумной) дегазации, а выделенный газ анализировать на содержание СО2.

3.         По повышенной концентрации СO2 в некоторых случаях будет отбиваться часть пласта, содержащая жидкие флюиды (нефть, конденсат, пластовую воду).

4.  Исследование концентраций СО2 в природных газах представляет определенный интерес для изучения вопросов формирования залежей нефти и газа. В одних нефтях концентрация растворенного СО2 высокая, в других СО2 отсутствует, что, вероятно, свидетельствует о различных закономерностях формирования залежей нефти. Сказанное подтверждается также различием в концентрации СО2 по простиранию IV нефтеносного горизонта (меотис) Троицкой площади.

ВНИГНИ

 

Таблица 1

№ скважины

Интервалы испытания IV горизонта

Характеристика газа

Концентрация СO2, % об.

367

Газовая шапка

Свободный

2,8

546

Нефтяной

Дегазированный из нефти при атмосферных условиях

4,0

32

»

То же

1,4

43

Водоносный

Дегазированный из пластовой воды при атмосферных условиях

0,4

 

 

Таблица 2

№ скважины

Интервал испытания IV горизонта

Характеристика газа

Концентрация СO2, % об.

27

Газовая шапка

Свободный

0,25

151

То же

То же

0,5

149

Нефтяной

Попутный нефтяной

5,7

149

»

Дегазированный из нефти при атмосферных условиях

10,7

 

Таблица 3

№ скважины

Объект исследования

Характеристика газа

Концентрация СO2, % об.

59

I горизонт

Свободный

0,8

59

То же

Растворенный в пластовой воде

0

59

»

Растворенный в конденсате

0

601

II горизонт

Свободный

0

601

То же

Растворенный в пластовой воде

9,5

601

»

Растворенный в конденсате

8,7

604

III горизонт

Свободный

0

604

То же

Растворенный в пластовой воде

7,1

604

»

Растворенный в конденсате

17,1

 

 

Таблица 4

Характеристика газа

Средняя концентрация, % об.

Растворенный в нефти при атмосферных условиях

19,0

Попутный нефтяной

1,0

Растворенный в пластовой воде

0,9

Свободный газ водоносного пласта

0,7

 

Таблица 5

Глубина, м

Объект исследования IV горизонта

Концентрация СO2, % об.

1470

Газовая шапка

0.5

1489

То же

0,0

1499

»

0,2

1510

»

0,0

1520

Нефтяная часть

2,5

1528

То же

2,2

1535

Подстилающие IV горизонт глины

0,3

1545

То же

0,0

1555

»

0,0

 

Таблица 6

Глубина, м

Объект исследования

Концентрация СO2, % об.

2066

Нефтеносный песчаник

2,0

2070

То же

2,6

2073

»

1,0

2075

»

4,0

2078

»

1.1

2082

»

2,2

2086

»

1,8

2089

Водоносный песчаник

1,3

2091

То же

0,8

2095

»

0,0

2097

»

0,8

 

Рисунок