Разработка теории радиогеохимического эффекта (стр. 2 из 9)
При обводнении скважин закачиваемой водой гамма-аномалии в интервале заводняемого пласта, выделены по 55% скважин. В пределах коллекторов, заводняемых пластовой водой, образование гамма-аномалий отмечено по 75% скважин, т. е. в этом случае вероятность отложения солей радиобарита больше. Отсутствует какая-либо связь между вероятностью образования гамма-аномалии в заводняемом пласте и количеством отобранной воды или нефти из этого пласта. Величина аномалии также не зависит от количества отобранной воды или нефти. При заводнении нижних пластов повышение гамма - активности в интервале пласта отмечено в 70% случаев, а при заводнении верхних пластов – в 40% случаев. По нижним пластам отложение радиобарита обычно наблюдается в интервале мощностью не менее 4 – 6 м (см. рис.1, а и б). Если заводняется верхний пласт, то повышение показаний ГМ обычно отмечается в интервале мощностью до 2 м, который бывает приурочен к подошвенной части коллектора (рис.1, в).
При сопоставлении результатов измерений естественной гамма-активности по верхним нижним пластам создается впечатление, что основным источником изотопов радия являются пласты с подошвенной водой. По-видимому, на контакте нефти с водой содержание радия в воде существенно больше, чем в пластах, значительно удаленных от водонефтяного контакта. Например, на Арланском месторождении по диаграммам ГМ, зарегистрированным после выхода скважины из бурения, граница нефть-вода в пласте выделяется характерным максимумом интенсивности естественного гамма-излучения. Возможно, на этом месторождении существовали наиболее -благоприятные условия для адсорбции радиоактивных-элементов на границе нефти с водой. Содержание изотопов радия в зоне водонефтяного контакта должно возрастать на участках интенсивного движения подошвенной воды. Например, на Павловской площади до начала разработки залежи скорость фильтрации воды по пласту была больше, чем на Абдрахмановской и Южно-Ромашкинской площадях. Этим можно объяснить, почему по скважинам Павловской площади вероятность появления гамма-аномалий при заводнении коллекторов больше и интенсивность их выше по сравнению с данными, полученными по Абдрахмановской и Южно-Ромашкинской площадям.
По скважинам, эксплуатирующим пласты с подошвенной водой и обводняющимся вследствие поступления воды по затрубному пространству или прискважинной зоне коллектора, вероятность образования гамма-аномалий составляет 50%, т. е. меньше, чем в случае заводнения коллекторов в интервале нижних пластов.
Повышение естественной гамма-активности часто наблюдается в интервалах, которые не являются источником поступления воды в скважину. Гамма-аномалии, не совпадающие по глубине с интервалом притока воды в скважину, выделены по 158 скважинам, причем 32 скважины ко времени проведения измерений работали без воды. Из числа-рассмотренных скважин в 47 гамма-аномалии приурочены к работающему пласту, из которого в скважину поступает безводная нефть. В 47 скважинах гамма-аномалии выделяются в интервале пластов, вскрытых перфорацией, но эти пласты в работе скважины не участвуют. В остальных 64 скважинах отложение радиобарита отмечается в интервале неколлекторов.Из приведенных данных следует, что в 70% случаев повышение гамма -активности отмечается в интервалах, из которых нет притока жидкости в скважину (неработающие пласты и интервалы неколлекторов). В 30% случаев из пласта поступала безводная нефть, но в пределах этого коллектора выделяется гамма-аномалия. Возможно, в подобных случаях работает не вся мощность пласта и в неработающих интервалах происходит отложение солей радиобарита.
Анализ образования гамма-аномалий после определенного периода эксплуатации скважин показывает, что отложение солей радиобарита не по всем скважинам происходит в интервале заводняемого коллектора и в 40% рассмотренных скважин заводняемые коллекторы не выделяются повышением естественной гамма-активности.
1.3. Выводы
На основе всего выше сказанного можно сделать следующие выводы:
1. Радиогеохимический эффект наблюдается на границе нефть-вода в пласте. Таким образом, в нефтяном пласте содержание радиоактивных веществ повышается.
2. Вероятность появления гамма-аномалии при заводнении нижних пластов больше, чем при заводнении верхних пластов.
3. Интенсивность гамма-аномалий зависит от скорости фильтрации воды по пласту.
4. Аномальная радиоактивность часто наблюдается в пластах, которые не являются источниками поступления воды в скважину. Образование этих гамма-аномалий, по-видимому, связано с адсорбцией бария и радия из жидкости, движущейся по стволу, на участках обсадной колонны, подвергшихся коррозии, и на цементе за колонной в интервале пластов, вскрытых перфорацией.
5. Радиогеохимический эффект можно применять при исследованиях в интервале пластов, не вскрытых перфорацией.
Содержанием этой главы являются основные понятия и уравнения, и их решения, необходимые разработки теории на основе математической модели.
2.1. Уравнение неразрывности
В замкнутой изолированной системе полная масса остается постоянной, т.е. она не возникает и не исчезает сама по себе.
Закон сохранения массы означает, что для любого
с поверхностью 
изменение массы в должно равняться количеству массы протекающему через .Плотностью
в точке 
пространства называют предел отношения массы 
в элементарном объеме 
этому объему, охватывающему точку 
, при стягивании его в эту точку, т.е.:  , | (2.1) |
Тогда
 , | (2.2) |
где m - интегральный параметр, удовлетворяющий закону аддитивности,
-локальный параметр.Выделим в пространстве неподвижную замкнутую поверхность
ограничивающую объем . Каждой точке выделенного объема сопоставим вектор 
. 
Рис.3.
Выберем на поверхности
ориентированный элемент поверхности, где 
– вектор внешней нормали, 
- площадь выбранной площадки.Тогда через элемент площади
входит или выходит количество массы сплошной среды 
, где 
– вектор потока массы.Через всю поверхность войдет или выйдет количество массы
 | (2.3) |
Будем предполагать, что источники и стоки отсутствуют, тогда закон сохранения массы запишется в виде:
 | (2.4) |
В (2.4) знак минус в правой части объясняется тем, что если
образует с 
острый угол, т.е. 
, то 
проходит через изнутри наружу, т.е. масса в убывает.  | (2.5) |
Уравнение (2.5) – уравнение неразрывности для массы в интегральной форме.
Проведем в первом интеграле (2.5) дифференцирование по
как по параметру (поскольку не зависит от ), т.е. внесем производную под знак интеграла и заменим ее частной производную, поскольку подынтегральная функция зависит от переменной интегрирования, получим: