Файл: Левит А.М. Анализ газа и дегазация при разведке нефтяных, газовых и угольных месторождений.pdf

матически при помощи командного электропневматического при­ бора [53], так и вручную. Для быстрой очистки поглотительной колонки применяется обратная продувка.

Результаты анализа могут записываться как при непрерывной протяжке ленты (ЭПП-09), так и при дискретной протяжке по заданной программе с печатанием максимумов пиков.

Хроматермограф ХГ-1Г устанавливается на газокаротажной станции АГКС-4. В виде приставки он может быть установлен на всех газокаротажных станциях старого типа, может использо­ ваться и для анализа углеводородных газов, отобранных при по­ мощи опробователя пласта на кабеле (ОПК).Этот прибор особенно ценен для этой цели тем, что все газы, образующиеся при взрыве кумулятивного заряда (Н2, СО, С 02, NO, NH3, НгБидр.) при попа­ дании в баллон не искажают результаты анализа (Q —С6).

На широко применяемых в газовом каротаже хроматермографах с термохимическими детекторами (ГСТЛ-3, ХТ-2М) в присут­ ствии этих газов результаты анализа углеводородных газов по обычно применяемой методике получаются сильно искаженными.

. О результатах применения хроматермографа ХГ-1Г при геохими­ ческих исследованиях. На ряде площадей Украины, расположен­ ных на Днепровско-Донецкой впадине (Машевской, Глинско-Роз- бышевской и др.) часто допускаются пропуски продуктивных пластов, расположенных на значительных глубинах (>3000 м) и вскрываемых при низких скоростях бурения (<1 м/ч). При буре­ нии таких скважин концентрации углеводородных газов в буровом растворе вследствие большого коэффициента разбавления (>2000 м3/м3) очень невелики, и существующие газокаротажные станции, где установлены газоанализаторы с термохимическими и термокондуктометрическими детекторами, их не отмечают.

Для выяснения возможности отбивки таких пластов при по­ мощи более чувствительных газоанализаторов нами использова­ лась установка с двумя газоанализаторами: один с термохимиче­ ским детектором, второй — с пламенно-ионизационным. При по­ мощи этой установки мы совместно с работниками Полтавской Геофизической экспедиции проводили газовый каротаж на скв. 128 Глинско-Розбышевской площади. Здесь в отложениях визейского яруса в интервале 3710—3750 м при скорости бурения около 1 м/ч была вскрыта толща песчаников, переслаивающихся алевролитами пористостью 14—18% и проницаемостью 230—550 мД. Этот про­ дуктивный газовый горизонт под индексом К = 31 прослеживается с переменной мощностью по всей площади. При вскрытии его на скв. 126 получен газ дебитом 1,5 млн. м3/сут.

Результаты газового каротажа, полученные при вскрытии про­ дуктивного пласта на скв. 128, показаны на рис. 72.

Из рис. 72 видно, что продуктивный пласт, совершенно не от­ меченный газоанализатором с термохимическим детектором, хо­ рошо отбился газоанализатором с пламенно-ионизационным де­ тектором.

175

Газовый каротаж с применением газоанализаторов с термохи­ мическим (во всех опытах показания термохимического детектора записывались на самопишущем потенциометре без загрубления) и пламенно-ионизационным детекторами проводился нами и при бурении разведочной скв. 158 на Щелковском подземном газохра­ нилище. При забое скважины 1120 м после 18-часового перерыва циркуляции, сразу при ее возобновлении, для определения содер­ жания углеводородных газов в газовоздушной смеси, идущей от

~1

Р и с . 72. Р е з у л ь т а т ы г а з о в о го к а р о т а ж а , п о л у ч е н н ы е в п р о ц е с с е б у р е н и я с к в . 128 Г л и н с к о - Р о з б ы ш е в с к о й п л о щ а д и п р и п р и м е ­ н е н и и г а з о а н а л и з а т о р о в с т е р м о х и м и ч е с к и м (а) и п л а м е н н о ­ и о н и з а ц и о н н ы м (б ) д е т е к т о р а м и

/ — песчаник; 2 — аргиллит; 3 — алевролит

поплавкового дегазатора, были параллельно включены два газо­ анализатора: один с термохимическим детектором, второй — с пла­ менно-ионизационным. Показания обоих газоанализаторов запи­ сывались на двух самопишущих потенциометрах. Полученные результаты приведены на рис. 73.

Из рис. 73 видно., что эксплуатационный пласт, который газо­ анализатором с термохимическим детектором не отмечен, дважды отбит газоанализатором с пламенно-ионизационным детектором. Время между появлениями пиков на отмеченных аномалиях со­ ставляет 40 мин. Это время соответствует продолжительности од­ ного полного цикла бурового раствора. Аномалии, соответствую­ щие первому и второму циклам, схожи между собой. Схожи между собой точки 1 и Г; 2 и 2'\ 3 и 3'\ 4 и 4', а расстояния между этими точками также соответствуют времени одного полного цикла бу­ рового раствора (40 мин).

176

Из проведенных работ видно, что продуктивные пласты, не отбиваемые как в процессе бурения, так и после перерыва цирку­

результаты анализа на газоанали­ заторах с термокондуктометрическими и термохимическими детек­

торами. Как известно, пламенно-ионизационный газоанализатор совершенно не чувствителен к водороду, вследствие чего его пока­ зания более надежные.

Из всего изложенного следует, что там, где продуктивные газоносные и нефтеносные пласты отбиваются малыми газопоказаниями или вовсе не отбиваются, а также там, где буровой

раствор содержит значительные концентрации водорода, наиболее надежными являются газоанализаторы с пламенно-ионизацион­ ными детекторами. Эти газоанализаторы в сотни раз чувствитель­ нее применяемых, более стабильны в работе и совершенно не чув­ ствительны к искажающему влиянию водорода и других неуглево­ дородных газов.

О возможности использования хроматермографа ХГ-1Г для ведения газового каротажа при добавлении значительных коли­ честв сырой нефти в буровой раствор. В практике бурения сква­ жин для улучшения эксплуатационных свойств бурового раствора довольно часто добавляют к нему значительные количества сырой нефти. В результате этого содержание всех углеводородных газов в буровом растворе и особенно тяжелых углеводородов резко воз­ растает, и вести газовый каротаж по обычной методике становится невозможным.

Широко применяемые в настоящее время газокаротажные стан­ ции, где используются газоанализаторы с термохимическими де­ текторами как для суммарного, так и для компонентного анализов углеводородных газов, малопригодны для ведения газового каро­ тажа при наличии значительных количеств сырой нефти в буровом растворе. Для этой цели лучше приспособлены газоанализаторы с катарометром для суммарного определения углеводородных га­ зов и хроматографы с пламенно-ионизационными детекторами для их компонентного анализа. Эти газоанализаторы установлены на новой газокаротажной станции АГК.С-4. Кроме того, на ряде га­ зокаротажных станций АГКС-65 также используются катарометры. Однако и при работе с этими газоанализаторами встречаются трудности при наличии сырой нефти в буровом растворе.

Для выяснения изменения концентраций углеводородных газов в газовой смеси, извлекаемой из бурового раствора с добавками сырой нефти в процессе его циркуляции по скважине, мы проде­ лали следующий опыт. В полулитровые бутылки налили по 250 мл глинистого раствора и по 100 мл сырой нефти, отобранной из скв. 1 Мармовичской площади (БССР). Жидкость в бутылке интенсивно взболтали, и бутылки с жидкостью в опрокинутом виде оставили на хранение. По истечении трех суток газ из бутылок собирали шприцем и анализировали на хроматермографе ГСТЛ-3. После этого жидкость перелили в другие свободные бутылки, и после взбалтывания бутылки с жидкостью в опрокинутом виде снова оста­ вили на хранение. По истечении трех суток газ из бутылок анализи­ ровали, и жидкость перелили в другие свободные бутылки. Таким путем достигалась многократная естественная дегазация нефти.

Изменение концентраций различных углеводородов в газовой1*

Р и с . 74. Р е з у л ь т а т ы га з о в о г о к а р о т а ж а , п о л у ч е н н ы е в с кв . 16 Д а в ы д о в с к о й п л о ­ щ а д и Б С С Р с п р и м е н е н и е м к а т а р о м е т р а , т е р м о х и м и ч е с к о го и п л а м е н н о -и о н и з а ­ ц и о н н о го д е т е к т о р о в .

1 — в процессе бурения,. 2 — после перерыва циркуляции, 3 — после испытания пласта

179

смеси, выделившейся из пробы бурового раствора с добавкой нефти, при ее многократной естественной дегазации показано на рис. 75.

Из рис. 75 видно, что метан исчез из газовоздушной смеси после первой дегазации. Концентрация этана снижалась от дега­ зации к дегазации и достигла нуля после шестой дегазации, а кон­ центрация пропана уменьшилась в 20 раз после восьмой дегаза­ ции. Концентрация бутана за восемь дегазаций уменьшилась всего лишь в 3 раза. Концентрация пентана заметно не снизилась и после двенадцати дегазаций.

Р и с . 75. И з м е н е н и е к о н ц е н т р а ц и й у гл е в о д о р о д н ы х га з о в в г а з о в о з д у ш н о й с м е си , и з в л е ч е н н о й и з п р о б б у р о в о го р а с т в о р а с д о б а в к о й н е ф ти , п р и и х м н о ­ г о к р а т н о й е с т е с т в е н н о й д е га з а ц и и

Проведенный опыт показал, что при наличии значительных ко­ личеств сырой нефти в буровом растворе газовый каротаж можно вести только по метану и этану. По мере циркуляции бурового раствора без дополнительных добавок нефти становится возмож­ ным использование для газового каротажа и пропана.

Следует также учесть, что добавление нефти в буровой раствор затрудняет ведение газового каротажа не только тем, что она вно­ сит в буровой раствор углеводородные газы, характеризующие про­ дуктивный пласт, но и тем, что в присутствии ее изменяется соот­ ношение компонентов в извлеченной газовой смеси. Это связано с тем, что коэффициенты растворимости углеводородных газов в буровом растворе (без добавок нефти) очень близки между со­ бой, вследствие чего соотношение концентраций различных компо­ нентов в извлеченной газовой смеси при разных степенях дегаза­ ции близко к их соотношению в глинистом растворе и вскрываемом пласте. При наличии нефти в буровом растворе коэффициенты

180

растворимостей различных углеводородных газов резко отлича­ ются друг от друга, вследствие чего по их соотношению в извле­ ченном газе нельзя судить об их концентрации в буровом рас­ творе, а следовательно, и в разбуриваемом пласте. Это создает дополнительные трудности даже в том случае, когда можно вести газовый каротаж по всем углеводородным газам.

Из двух газоанализаторов, установленных на газокаротажной станции АГКС-4, катарометр обладает ограниченной чувствитель­ ностью к углеводородным газам. Кроме того, при наличии значи­ тельных концентраций водорода в буровом растворе он без спе­ циальных ловушек совершенно не пригоден. У пламенно-ионизаци­ онного детектора этих недостатков нет.

Мы проверяли пригодность хроматермографа ХГ-1Г для про­ ведения газового каротажа при заливке нефти в буровой раствор на скв. 11031 Восточно-Лениногорской площади, где перед самым вскрытием пласта в глинистый раствор была залита сырая нефть

(4 м3).

После полного цикла бурового раствора по скважине показа­ ния хроматографа по тяжелым углеводородам достигли таких размеров, что пики не укладывались на ленте самописца даже при использовании четвертой шкалы (загрубление в 1000 раз). Что касается показаний прибора по метану и этану, то их пики вполне укладывались на ленте самописца и при использовании третьей шкалы (загрубление в 100 раз). Вследствие этого газовый каро­ таж проводился нами только по двум компонентам: по метану и этану. Пики остальных компонентов в расчетах не использовались. Результаты работ показаны на рис. 76.

Из рис. 76 видно, что продуктивный пласт проявил себя зна­ чительным повышением концентраций метана и этана. Когда после вскрытия пласта циркуляция бурового раствора проходила без бурения, концентрации метана и этана быстро упали до фоно­ вых. Момент прекращения бурения с учетом отставания отмечен на газокаротажных кривых черточками.

Из изложенного видно, что методика ведения газового каро­ тажа по метану и этану с использованием хроматермографа ХГ-1Г при-заливке сырой нефти в буровой раствор является перс­ пективной.

Хроматермограф ХГ-1Г использовался нами для ведения газо­ вого каротажа на скважинах, расположенных в Припятском про­ гибе (БССР), где бурение велось на буровом растворе с добав­ ками значительных количеств сырой нефти, т. е. в условиях, когда результаты, получаемые по старой методике, большей частью не поддаются интерпретации. Работа проводилась совместно с со­ трудниками' Гомельской промыслово-геофизической экспедиции.

Рассмотрим результаты, полученные на скв. 67 Осташковичской площади, где газовый каротаж проводился по метану, этану и пропану в интервале 2625—2775 м. До глубины 2625 м скважина была обсажена технической колонной. После обсадки скважина

181