СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В КЕРНЕ

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к экстракционно-спектрофотометрическому определению содержания углеводородов в керне и может быть использовано в промысловых научно-исследовательских лабораториях, геологоразведочных подразделениях нефтегазодобывающих предприятий при выполнении геологопоисковых работ на нефть и газ при оценке перспективности региона, а также для решения других прикладных геологических задач, в частности для решения вопросов миграции углеводородов в пластовых условиях.

Известен способ определения содержания углеводородов в керне, в котором используют экстракционно-дистилляционный метод [РД 39-2-399-80. Методическое руководство по бурению с отбором керна нефтяных и газовых скважин. ВНИИБТ, М., 1982, с.113], основанный на длительной экстракции углеводородов из керна в течение 2-3 суток путем помещения керна в поток горячего толуола, высушивания экстрагированного керна в сушильном шкафу при температуре 100°С и неоднократном взвешивании до получения постоянной массы экстрагированного образца керна, определение по разности масс исходного и отэкстрагированного, просушенного образца керна, массы экстрагированных углеводородов с поправкой на массу содержащейся в этом образце воды.

Недостатком данного способа является то, что при его осуществлении определение содержания углеводородов в керне представляет собой длительную процедуру с затратой значительного количества экстрагента, а также дополнительно требует определения содержания в керне воды. При этом точность определения массы углеводородов в керне оказывается зависящей от точности определения содержания в нем воды, что представляет собой дополнительную процедуру, также увеличивающую время исследования.

Известен способ определения нефтенасыщенности керна, включающий экстрагирование из керна нефтеобразующих соединений, при этом образец керна помещают в бюкс с притертой крышкой, в который наливают фиксированный объем четыреххлористого углерода, выдерживают смесь не более суток, после чего полученный экстракт исследуют методом инфракрасной спектрометрии и по полученному спектру или значению оптической плотности экстракта определяют содержание извлеченных из керна нефтяных углеводородов [Патент РФ №2207545, МПК⁷ G01N 21/35, опубл. 27.06.2003]. Описанный способ является наиболее близким к заявляемому нами изобретению и принят в качестве прототипа.

Точность определения коэффициента нефтенасыщенности керна по прототипу во многом зависит от точности определения плотности нефти, пористости горной породы, а также от полноты извлечения нефтепродуктов из горной породы, что существенно влияет на точность и длительность анализа, и это является основным его недостатком.

Техническим результатом заявленного нами изобретения является повышение точности анализа и сокращение времени на проведение исследования по определению содержания углеводородов в керне.

Технический результат в способе определения содержания углеводородов в керне, включающем экстрагирование из керна углеводородообразующих соединений, для чего керн помещают в бюкс, в который наливают фиксированный объем четыреххлористого углерода, полученный экстракт исследуют методом инфракрасной спектрофотометрии, по полученному спектру или значениям оптической плотности экстракта определяют содержание углеводородов в керне, достигается тем, что перед помещением керна в бюкс его измельчают до размера зерен 0,5-0,25 мм, в бюкс с помещенной в него навеской керна массой не менее 0,8 г наливают четыреххлористый углерод в объеме не менее 5 мл, проводят не менее 5 экстракций навески керна, при проведении каждой из экстракций перемешивают навеску керна с четыреххлористым углеродом не менее 10 с, дают смеси отстояться и переливают полученный экстракт в чистый и предварительно взвешенный бюкс, а содержание углеводородов в керне определяют по следующей зависимости:

где С_{ув.керна} - керна - содержание углеводородов в керне, г;

С_{ув.экстр.} - содержание углеводородов в экстракте, г;

m_экстр. - масса экстракта, г;

ρ_экстр. - плотность экстракта, г/см³;

m_керна - масса керна, г.

Существенными отличительными признаками заявленного изобретения являются следующие:

- перед помещением керна в бюкс его измельчают до размера зерен 0,5-0,25 мм;

- в бюкс с помещенной в него навеской керна массой не менее 0,8 г наливают четыреххлористый углерод в объеме не менее 5 мл;

- проводят не менее пяти экстракций навески керна;

- при проведении каждой из экстракций перемешивают навеску керна с четыреххлористым углеродом не менее 10 с;

- дают смеси отстояться и переливают полученный экстракт в чистый и предварительно взвешенный бюкс;

- содержание углеводородов в керне определяют по следующей зависимости:

где С_{ув.керна} - содержание углеводородов в керне, г;

С_{ув.экстр.} - содержание углеводородов в экстракте, г;

m_экстр. - масса экстракта, г;

ρ_экстр. - плотность экстракта, г/см³;

m_керна - масса керна, г.

Изложенная выше совокупность признаков неизвестна из источников патентной и научно-технической информации, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Новизна».

Заявленное изобретение для специалиста явным образом не следует из уровня техники, при этом нами не выявлены решения, имеющие совпадающие признаки, поэтому мы считаем, что заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Заявленное изобретение успешно прошло испытания в лабораторных условиях, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Способ определения содержания углеводородов в керне осуществляют в следующей последовательности:

- керн измельчают и отбирают фракцию 0,25-0,5 мм;

- помещают навеску керна массой не менее 0,8 г в предварительно взвешенный и подготовленный бюкс;

- по разнице масс бюкса с навеской керна и пустого бюкса определяют точную массу навески;

- выполняют экстракцию углеводородов из керна, для чего в бюкс наливают не менее 5 мл четыреххлористого углерода;

- перемешивают навеску керна и четыреххлористый углерод в течение 10 с, дают смеси отстояться и переливают полученный экстракт в чистый и предварительно взвешенный бюкс;

- в бюкс с оставшимся керном добавляют чистый четыреххлористый углерод, повторяют экстракцию и переливают полученный экстракт в бюкс с экстрактом предыдущей экстракции;

- всего проводят не менее пяти экстракций углеводородов чистым четыреххлористым углеродом, переливая полученные экстракты в один бюкс;

- взвешивают бюкс с общим экстрактом и по разнице масс определяют массу использованного для экстракции четыреххлористого углерода;

- определяют содержание углеводородов в общем экстракте спектрофотометрическим методом;

- рассчитывают содержание углеводородов в керне.

Пример

Результат исследования спектрофотометрическим методом в кювете с толщиной поглощающего слоя 0,0998 см. Исходные данные:

- масса бюкса, m_δ=22,9531 г;

- масса керна и бюкса, m_б.к.=24,0082 г;

- масса керна, m_керна=m_б.к.- m_δ=24,0082-22,9531=1,0551 г;

- масса бюкса, m_б1=24,1548 г;

- масса бюкса и четыреххлористого углерода, m_{б1.экстр.}=63,2642 г;

- масса четыреххлористого углерода, m_экстр.=m_{б1.экстр.}- m_б1=63,2642-24,1548=39,1094 г.

Производилась пятикратная экстракция углеводородов из керна четыреххлористым углеродом.

Содержание экстрагированных углеводородов в общем экстракте по данным ИК-спектрометрии:

С_{ув.экстр.}=0,795 г/л.

Содержание углеводородов в керне:

Заявленное техническое решение в сравнении с прототипом позволяет на порядок сократить время на проведение исследований и увеличить достоверность анализа за счет полноты извлечения углеводородов из керна.