Предложенный подход поспособствует эффективному заводнению нефтяных пластов и поддержанию высоких темпов нефтедобычи. Результаты исследований, полученные в ходе гранта Российского фонда фундаментальных исследований, опубликованы в октябрьском номере журнала «Геология и геофизика».
Ученые Пермского Политеха изучили смачиваемость нефтенасыщенных пород на керне методом рентгеновской томографии. По словам руководителя проекта доктора геолого-минералогических наук, профессора Сергея Галкина проблема достоверной оценки смачиваемости относится не только исключительно к фундаментальной науке, но и имеет важное практическое значение.
— Большинство нефтенасыщенных пород гидрофильны, то есть могут смачиваться водой. Динамика нефтевытеснения из гидрофильных и гидрофобных коллекторов принципиально различна, что необходимо учитывать при проектировании разработки месторождений. Не менее важно, что в гидрофобные породы, несмачиваемые, вода проникает плохо, что значительно снижает для них эффективность закачки воды в пласт. Оптимально организованное заводнение пластов является основным методом поддержания высоких темпов нефтедобычи и как можно более полного извлечения запасов углеводородов из скважины.
Традиционные методы исследований построены на изучении керна — образца горной породы в виде цилиндра, извлеченного из скважины. Учеными ПНИПУ разработана и запатентована методика определения смачиваемости породы путем сравнения томографий образцов керна в сухом состоянии и при насыщении раствором йодида натрия — контрастного вещества. Таким образом, ученые могут визуально оценить на сколько хорошо вода проникает в керн. При этом образцы породы на основании полученных томограмм могут быть отсортированы на группы по типу смачиваемости: на абсолютно гидрофобные, с сильными признаками гидрофобности, с признаками гидрофобности и гидрофильные. Авторами разработки, на примере месторождений Пермского края, проведено сопоставление результатов предложенного прямого метода оценки смачиваемости с используемыми в настоящее время косвенными методами и доказано, что последние часто дают неверную оценку.
Поскольку извлечение керна достаточно дорогостоящий процесс и лишь порядка 5% нефтяных пластов охарактеризованы такими образцами, применение на практике описанной методики напрямую не всегда возможно. Однако, практически на всех скважинах выполняются исследования геофизическими приборами, в том числе проводится электрический каротаж, в результате которого, с помощью специального зонда, спускаемого в скважину, получают данные о ее строении. Ученые Пермского Политеха сопоставили результаты, полученные с помощью разработанного прямого метода с результатами электрометрического каротажа и выяснили, что они хорошо согласуются друг с другом. Специалистами Пермского Политеха было проанализировано удельное электрическое сопротивление горных пород для образцов с разными типами смачиваемости. Эксперименты показали, что абсолютно гидрофобные породы имеют аномально высокое удельное электрическое сопротивление — более 1000 Ом?м, тогда как для гидрофильных характерны значительно более низкие значения — в диапазоне от 17 до 100 Ом?м. Анализ разработки залежей Пермского края показывает, что именно у нефтенасыщенных пород с высокими удельными электрическими сопротивлениями имеются проблемы с организацией закачки воды в пласт.
Пермские ученые доказали возможность контроля гидрофобизации пород электрическими методами. Точная оценка смачиваемости позволит разрабатывать геологические модели, которые могут использоваться для оптимизации разработки нефтяных месторождений, особенно в части организации эффективного заводнения пластов. Полученными результатами уже заинтересовалась одна из региональных нефтяных компаний.
— Именно такие работы, позволяющие строить более точные математические модели технологических процессов, на основании которых можно выстраивать эффективные с точки зрения бизнеса подходы для освоения месторождений, являются основой амбициозных проектов, способствующих выходу на мировой уровень, — отметил первый проректор ПНИПУ Николай Шевелев.
