Документ описывает патент на метод мониторинга и оценки запасов углеводородов в месторождениях и подземных хранилищах, используя циклические гравиометрические наблюдения. Метод включает размещение стационарных наблюдательных пунктов по заданным профилям и позволяет вычислять изменяющиеся запасы углеводородов на основе изменений силы тяжести. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за запасами углеводов в ходе эксплуатации.

1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29871
(51) G01V 11/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0790.1
(22) 09.06.2014
(45) 15.05.2015, бюл. №5
(72) Трипольский Виктор Павлович; Бекмухаметова
Зауре Арстановна; Коробкин Валерий Васильевич
(73) Акционерное общество "Казахстанско-
Британский технический университет"
(56) RU 2307379, 27.09.2007г
(54) СПОСОБ МОНИТОРИНГА И ОЦЕНКИ
ЗАПАСОВ УГЛЕВОДОРОДОВ
МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ЗАЛЕЖИ) И
ПОДЗЕМНЫХ НЕФТЕГАЗОХРАНИЛИЩ В
ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
(57) Изобретение относится к геофизике, в
частности, к гравиразведке, и может быть
использовано на этапе эксплуатации месторождения
нефти и газа для оценки его текущих запасов и
контроля за его разработкой (мониторинг запасов
УВ, остающихся в залежи для любого момента
времен), а также для контроля запасов в подземных
нефте- и газохранилищах.
Способ мониторинга и оценки запасов
углеводородов месторождения (залежи) и
подземных нефтегазохранилищ в процессе
эксплуатации включет проведение циклических,
гравиометрических наблюдений в течение всего
периода эксплуатации месторождения или
нефтегазохранилища на стационарных пунктах
наблюдения, расположенных по заданным в крест
простиранию месторождения (нефтегазохранилища)
профилям. По результатам выполненных измерений
определяют приращения силы тяжести и вычисляют
запасы Зобщие по формуле
Зобщие Δ З × А0/Δ А
где А0 - амплитуда над залежью до начала
эксплуатации: (в мГалах);
Δ З - известное количество добытой нефти из
залежи или газа из хранилища (фактические данные
за определенный период времени);
Δ А - величина на которую изменилась
амплитуда аномалии после отбора нефти или газа из
залежи (за этот период времени)
(19)KZ(13)A4(11)29871

2. 29871
2
Изобретение относится к геофизике, в частности,
к гравиразведке, и может быть использовано на
этапе эксплуатации месторождения нефти и газа для
оценки его текущих запасов и контроля за его
разработкой (мониторинг запасов УВ, остающихся в
залежи для любого момента времен), а также для
контроля запасов в подземных нефте- и
газохранилищах.
Известен способ контроля эксплуатации газовых
залежей, основанный на проведении в пределах
площади месторождения или подземного
газохранилища повторных наблюдений за
изменением силы тяжести, которые выполняются на
долговременных гравиметрических пунктах,
стабильно закрепленных на местности и по
изменениям поля силы тяжести судят о явлениях и
процессах, происходящих в залежи (Файтельсон
А.Ш, Золина С.П. «Использование режимных
гравиметрических исследований для контроля за
эксплуатацией газовых залежей и уточнения
элементов их строения», Обзорная информация,
серия «Геология и разведка газовых и
газоконденсатных месторождений» М. 1984, выпуск
11, с.15-17).
Однако в способе истолкование результатов
наблюдений основано на качественном их анализе,
что не позволяет достичь высокой эффективности и
результативности контроля.
Наиболее близким техническим решением к
предлагаемому способу, является способ
мониторинга разработки газовых месторождений
(Патент РФ №230379, кл. G01V 7/00, опубл.
27.09.2007) Способ предполагает проведение
циклических наблюдений на гравиметрических
пунктах двух типов - базисных и режимных.
Базисные размещают на участках месторождения в
пределах кустов эксплуатационных скважин.
Режимные пункты - на участках непосредственно не
дренируемых эксплуатационными скважинами.
Количество режимных пунктов не оговаривается.
Предварительно выполняют районирование
месторождения и разбивают его на зоны с
одинаковым геологическим строением и в пределах
каждой зоны размещают не менее одного базисного
пункта и несколько режимных, равномерно
располагаемых на площади зоны. Наблюдения на
базисных пунктах применяют для получения в
течение всего времени эксплуатации
месторождения, для каждой его зоны,
корреляционные зависимости, между параметрами
разработки (объемов отбора газа, падения
пластового давления) и изменениями силы тяжести.
Результаты повторных наблюдений на режимных
пунктах пересчитываются с использованием
полученных зависимостей в количественные
характеристики отработки залежи на конкретных
участках.
Способ имеет следующие недостатки:
1) неопределенность в разбивке площади на зоны с
одинаковым геологическим строением;
2) неопределенность требований к количеству
режимных пунктов в пределах каждой зоны,
порядок их расстановка на местности и
последовательность наблюдений на них
3) неопределенность пересчёта результатов
повторных наблюдений на режимных пунктах с
использованием полученных зависимостей в
количественные характеристики отработки залежи.
Известно, что аномальные эффекты поля силы
тяжести над месторождениями УВ обычно
составляют десятые доли мГала, в лучшем случае
достигают 1 мГала. Поэтому изменения
гравитационного поля при отборе газа или нефти из
залежи не может превышать десятых, а чаще сотых
долей мГала. Это накладывает жесткие,
повышенные требования к методике наблюдений и
к точности выполняемых измерений. В
запатентованном способе эти требование остались
без внимания, а не выполнение их ставят под
сомнение достоверность получаемых данных.
Целью предлагаемого изобретения является
повышение достоверности контроля за состоянием
запасов УВ, остающихся в залежах в процессе
эксплуатации месторождений и подземных
хранилищах.
Для её реализации использовали установленную
практикой прямую зависимость значений
аномального поля силы тяжести над
месторождениями углеводородов от масштаба этих
месторождений и запасов углеводородного сырья в
них.
Сущность способа заключается в проведении
повторяющихся во времени (с периодичностью 6-12
месяцев) измерений поля силы тяжести на заранее
подготовленных и закрепленных на местности
долговременных, стационарных пунктах, по
профилям заданным в крест простиранию
месторождения (нефтегазохранилища). По
результатам выполненных измерений определяются
приращения- Δ А и вычисляют запасы Зобщие по
формуле
Зобщие ΔЗ × А0/ΔА (1)
где А0 - амплитуда аномалии поля силы тяжести
над залежью до начала эксплуатации: (в мГалах);
ΔЗ - известное количество добытой нефти из
залежи или газа из хранилища (фактические данные
за определенный период времени в тоннах);
ΔА - величина на которую изменилась амплитуда
аномалии после отбора нефти или газа из залежи (за
этот же период времени, в мГалах ).
Практическая реализация способа
осуществляется следующим образом (фиг.1). Через
залежь, в её эпицентре разбивается эталонный
(опорный) профиль из пяти пунктов, которые
надежно закрепляются на местности
долговременными топографическими знаками
(фиг.1А). Из них первый и последний (1 и 5)
выносятся за пределы залежи, а остальные (2, 3 4)
равномерно закрепляются в пределах залежи. По
эталонному профилю выполняются наблюдения
поля силы тяжести в прямом и обратном
направлениях, чтобы определить точное значение
А0 (фиг.1.А). Через определенное время,
(6-12 месяцев) после начала эксплуатации
выполняются повторные многоразовые наблюдения
по тому же профилю и с той же тщательностью , что

3. 29871
3
и в первый раз (на тех же закрепленных точках, с
той же аппаратурой) и определяют амплитуду
аномальной кривой Δg1 чтобы найти разность
ΔА = Δg0 – Δg1. А затем, по формуле (1) определяют
общие (фиг.1Б). Подобный мониторинг можно
осуществлять в течение всего времени эксплуатации
месторождения.
При условии, если размеры залежи в плане
велики (более 10 км), то разбивают не один а
несколько дополнительных профилей (3, 5) на
равном расстоянии друг от друга. Дополнительные
профили оборудуются также, как и эталонный.
Выставляются и закрепляются на местности
долговременные пункты (в общем случае 5 на
каждом профиле с выносом концевых пикетов за
пределы залежи). На них выполняются такие же
тщательные, с повтором наблюдения (в прямом и
обратном направлениях). Анализ получаемых
данных обеспечивает возможность судить о
характере миграции нефти и газа в залежи. На фиг.2
схематически показана схема месторождения,
подготовленного для циклических наблюдений за
изменениями поля силы тяжести по предложенному
способу.
Наблюдения начинаются на базовом пункте
эталоного профиля, затем отрабатывается сам
профиль (в прямом и обратном направлениях).
Далее осуществляется переход на дополнительный
профиль (Пр.1). Отработка его, осуществляется в
том же порядке, и, наконец, переход и отработка
второго дополнительного профиля (Пр.2). Работа
заканчивается замкнутым ходом - наблюдениями на
концевых пунктах трёх профилей, что обеспечивает
привязку всех выполненных наблюдений к
значению поля на базовом пункте.
Эксплуатационную скважину (скважины) обычно
закладывают в районе точки 3 эталонного профиля
и в случае успеха, начинают добычу. Наблюдения
на дополнительных профилях (ПР1 и ПР2)
позволяют следить за поведением углеводородов в
залежи, за их миграцией из концевых частей залежи
к центру (если амплитуды аномальных кривых
уменьшаются). И наоборот - неизменность
амплитуд свидетельствует об отсутствии миграции,
а следовательно, об отсутствии связи между
отдельными частями залежи. Подобная ситуация
может оказаться очень полезной так, как заставит
поменять планы по дальнейшему бурению,
скорректировав их в правильном направлении.
Пример оценки запасов месторождения УВ.
Перед началом эксплуатации месторождения над
центральной частью залежи, определено, что
аномалия силы тяжести составляет А0=0.85 мГал.
Далее, в течении 6-ти месяцев эксплуатации добыто
ΔЗ=800000 тонн нефти. При повторном
наблюдении, по центральному профилю
установлено, что величина аномалии за 6 месяцев
эксплуатации, изменилась и составила А0=0.80 мГал
т.е., а разность соответственно составила
ΔА=0.05 мГал. Следовательно, первоначальные
запасы нефти месторождения можно оценить в
13600000 тонн, согласно нижеприведенному
расчёту, а в недрах после забора 800000 тонн
остаётся 13600000-800000=12800000 тонн нефти.
Зобщие = ΔЗ×А0/ΔА =800000×0,85/0.05=13600000
тонн
За следующие 6 месяцев добыто 560000 тонн
нефти и повторные наблюдения по центральному
профилю установили, что амплитуда аномалии
после этого изменилась на 0,035 мГала. и составила
0,765 мГал. Тогда выполнив аналогичный расчёт,
получим:
Зобщие=Δ3×А0/ΔА=560000×0,80/0,035=12800000 тонн.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ мониторинга и оценки запасов
углеводородов месторождения (залежи) и
подземных нефтегазохранилищ в процессе
эксплуатации, включающий проведение
циклических, гравиометрических наблюдений в
течение всего периода эксплуатации месторождения
или нефтегазохранилища на стационарных пунктах
наблюдения, отличающийся тем, что пункты
наблюдения располагают по заданным в крест
простиранию месторождения (нефтегазохранилища)
профилях, по результатам выполненных измерений
определяют приращения силы тяжести и вычисляют
запасы Зобщие по формуле:
Зобщие = ∆3 × А0/∆А,
где А0 - амплитуда над залежью до начала
эксплуатации (в мГалах);
∆З - известное количество добытой нефти из
залежи или газа из хранилища (фактические данные
за определенный период времени);
∆А - величина, на которую изменилась
амплитуда аномалии после отбора нефти и газа из
залежи (за этот же период времени).

4. 29871
4
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Сакалова