Р. Н. Насиров Официальные оппоненты - страница 4

Таблица 3 – Изменение парамагнитных свойств нефти месторождений Каражанбас и Мартыши в их сводовой части и в зоне ВНК



Месторождение, часть залежи, номер скважины

Плотность нефти, г/см3

V4+, г/т

ВП,

мг/100 г.

СР ∙ 10-17,

спин/г

Каражанбас, свод, 2117

ВНК, 74

ВНК, 851

Мартыши, свод, 80

свод, 82

ВНК, 62

ВНК, 41

0,936

0,949

0,946

0,883

0,884

0,885

0,886

162,2

229,2

259,3

6,1

6,3

7,3

7,3

25,5

33,3

35,2

0,255

0,187

0,322

0,277

15,1

18,6

21,5

3,6

3,2

5,2

4,1



Аналогичная закономерность установлена для залежи высоковязких нефтей северо-западного участка горизонтов С3 и С4 месторождения Каламкас.

Также определены концентрации ванадилпорфиринов в нефтях в зоне ВНК и в сводовой части залежей месторождений Каражанбас, Каламкас и Мартыши. Установлено, что они возрастают при переходе от свода к контурной части (таблица 3)

Эта закономерность объясняется тем, что металлопорфириновые комплексы обладают значительной поверхностной активностью, способствующей образованию устойчивых водонефтяных эмульсий, которые препятствуют отделению нефти от воды.

Следовательно, содержания ванадия, СР и ВП можно использовать при контроле за разработкой для определения момента подхода к забою скважин подошвенной нефти.


^ 4.2 Характер распределения нефтей по разрезу некоторых многопластовых месторождений надсолевых отложений


Для нефтей Западного Казахстана зависимость физико-химических свойств нефтей от глубины залегания и возраста рассматривалась на примере высоковязких и высокованадиевых нефтей полуострова Бузачи. Было установлено, что с увеличением глубины и возраста нефтевмещающих пород происходит уменьшение плотности нефти, содержания в ней серы и смол. С ростом глубины уменьшается также содержание в нефти четырехвалентного ванадия и СР, несколько менее четко проявляется уменьшение содержания ванадиловых порфиринов.

Указанная закономерность хорошо прослеживается в нефтях междуречья Урал-Волга, находящихся в разновозрастных нефтеносных толщах.

Некоторые закономерности распределения по разрезу месторождений нефтей с различными физико-химическими свойствами были выявлены для низкованадиевых нефтей месторождения Молдабек Восточный, расположенного в юго-восточной части Прикаспийской впадины в бассейнах нижнего течения рек Сагиз и Эмбы.

С увеличением геологического возраста и глубины залегания происходит изменение состава нефти месторождения Молдабек Восточный: уменьшаются ее плотность и содержание серы, увеличивается выход бензиновых фракций. В пределах отдельных продуктивных горизонтов физико-химические параметры нефти имеют близкие значения.

В пределах месторождения Молдабек Восточный с увеличением геологического возраста и глубины залегания нефти содержание четырехвалентного ванадия имеет тенденцию к снижению (рисунок 6).




Рисунок 6 – Среднее содержание ванадия в нефтях меловых и юрских продуктивных горизонтов месторождения Молдабек Восточный


Проведена корреляция разрезов продуктивных горизонтов месторождения Молдабек Восточный по концентрации четырехвалентного ванадия (рисунок 6). По каждому горизонту на большом числе проб определены средние содержания V4+. Нефть каждого продуктивного горизонта характеризуется определенным его содержанием. Это позволяет распознавать принадлежность получаемой нефти к тому или иному горизонту. Совпадение показаний по горизонтам М-III и Ю-I, по-видимому, объясняется имеющейся гидродинамической связью между ними.


^ 4.3 Существование гравитационной дифференциации нефтей

в залежах


В данном разделе было экспериментально установлено возрастание парамагнитных свойств нефтей с ростом глубины их залегания по разрезу месторождения Кара-Арна.

Анализ полученных результатов (таблица 4) показывает, что имеется достаточно четкое различие в распределении усредненных значений содержания ванадия между изученными продуктивными горизонтами. Следует отметить, что сеноманский горизонт характеризуется кондиционным содержанием ванадия причем с увеличением возраста и глубины залегания нефти растет содержание ванадия и СР, поэтому промышленная значимость месторождения Кара-Арна в качестве сырьевого источника ванадия представляет практический интерес.


Таблица 4 – Изменения парамагнитных свойств нефти месторождения Кара-Арна с ростом глубины ее залегания


Количество исследова-нных скважин

Интервал отбора нефти, м

Возраст

Среднее содержание ванадия, г/т

СР ∙ 10-17, спин/г

3

4

11

510-555

967-983

1047-1074

Сеноман

Ранний альб

Апт

60,08

93,83

102,44

8,36

10,95

11,99


Такая же закономерность – увеличение с глубиной содержания ванадия и СР установлена для изученной части многопластового месторождения нефти Сазанкурак.

Такое распределение нефтей с разными свойствами внутри пластов подчиняется принципу гравитационной дифференциации, в соответствии с которыми ванадий со смолами и асфальтенами скапливается в нижних частях пласта.


^ 4.4 Прогноз возможных гидродинамических связей по площади и высоте нескольких залежей


Комплексное соединение иона ванадила (VO2+) в нефтях представляет более устойчивое соединение, чем СР. Стабильность СР зависит от многих факторов – окислительно-воостановительных условий, температуры пласта, радиоактивных свойств породы. Эти факторы не оказывают влияния на степень окисления центрального иона ванадия (V4+), а сказываются в той или иной степени на его лигандном окружении.

Данные о количественном содержании V4+ можно успешно использовать для установления наличия или отсутствия гидродинамической связи между отдельными нефтеносными пластами и горизонтами месторождений. Обнаружено, что в гидродинамически связанных пластах концентрации V4+ в нефтях близки по величине, значительное их различие однозначно свидетельствует об отсутствии такой связи.

Метод был реализован при геологопромысловом анализе разработки отдельных горизонтов месторождений Каламкас, Камышитовое, Мартыши.


Заключение


  1. В работе впервые предлагается новый способ определения ванадия и СР в сырых нефтях и битуминозных экстрактах пород при температуре жидкого азота. Важным научно-практическим результатом предлагаемого нового способа определения ванадия в сырых нефтях, в отличие от метода американских авторов является снижение расхода азота, а дополнительное преимущество способа заключается в удешевлении процесса, так как исключается применение дорогостоящей температурной приставки.

  2. Выявлена взаимосвязь парамагнитных свойств нефтей надсолевых месторождений междуречья Урала и Эмбы с их физико-химическими характеристиками (плотностью, вязкостью, выходом бензиновых фракций, содержанием серы, смол и асфальтенов).

  3. Изучен химико-минералогический состав осадочных пород месторождений нефти Прикаспийской впадины с помощью современных физико-химических методов исследований, таких как ЭПР-радиоспектроскопия, ИК-спектроскопия, рентгенофазовый анализ и рентгенофлуоресцентный анализ (РФА).

  4. Установлено, что помимо парамагнитной формы марганца для выявления залежей нефти и газа в геологических разрезах надсолевых и подсолевых отложений Прикаспийской впадины могут быть использованы аномальные содержания СР и четырехвалентного ванадия, содержащиеся в породах.

  5. Для нефтей Прикаспийской впадины установлена зависимость парамагнитных свойств нефтей от глубины залегания и геологического возраста продуктивных отложений; впервые методом ЭПР исследовано явление гравитационной дифференциации нефти (на примере разведываемом месторождений Сазанкурак).

  6. На основе определения количества парамагнитных центров (ПЦ) – соединений четырехвалентного ванадия и свободных радикалов (СР) в нефтях разработан новый физико-химический способ контроля за разработкой залежей.

^ Оценка полноты решения поставленных задач

Запланированные работы, поставленные в диссертационной работе, достигнуты и решены полностью. В частности, в результате применения предлагаемого экспресс-метода определения содержания ванадия (предварительный патент РК №15051), установлены закономерности распределения парамагнитных свойств нефтей по разрезу и площади многопластовых месторождений надсолевых отложений Прикаспийской впадины. Установлена также взаимосвязь парамагнитных свойств нефтей надсолевых месторождений с их химическими характеристиками. Впервые создан комплексный и системный подход к проблеме прогноза нефтегазоносности Прикаспийской впадины, отраженный в предварительном патенте РК №16208, на основании которого можно подготавливать образцы экстрагированных углеводородов для массового исследования; два патента Российской Федерации (№2068190, №2068186) позволяют выполнять собственно исследования по прогнозированию нефтегазоносности перспективных отложений различных регионов Западного Казахстана.

^ Оценка научного уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в данной области

Анализ патентной информации и научной литературы показал, что отсутствуют системные исследования по физико-химическим анализам парамагнитных отложений Прикаспийской впадины и по использованию их парамагнитных свойств для решения конкретных задач нефтегазопоисковой геохимии и нефтепромысловой геологии.

Автором разработан новый способ определения ванадия и СР в сырых нефтях и битуминозных экстрактах пород при температуре жидкого азота. Использование этого способа, а также способа экстракции органических веществ (ОВ) из образцов осадочных пород (предпатент РК №16208) и комплекса современных физико-химических методов анализа в исследованиях осадочных отложений Прикаспийской впадины позволило использовать аномальное содержание СР и ванадия (IV), содержащихся в породах, для выявления залежей углеводородов помимо парамагнитной формы марганца.

Конкурентоспособность и приоритетность выполненной работы подтверждается предварительными патентами РК и выступлением автора на международных конференциях, которые прошли в России, Великобритании и Испании.

^ Рекомендации по конкретному использованию результатов диссертации

Результаты диссертации могут быть использованы при прогнозировании нефтегазоносности недр и подсчете геологических запасов ванадия в месторождении нефти; для контроля за разработкой залежей нефти; для разработки природоохранных мер.


Список опубликованных работ по теме диссертации


  1. Tyo L.A., Jexsenov M.K., Kuspanova B.K., Batirbaev I.M., Nasirov R. Paramagnetic criterions of prognosis for oil and gas rocks content // Доклады НАН РК- 2002.- №6.- С.93-98.

  2. Те Л.А., Джексенов М.К., Калауова А.С., Куспанова Б.К., Насиров Р. Использование метода ЭПР для контроля за разработкой нефтяных месторождений Эмбы // Известия НАН РК, серия химическая. – 2003. - №2.- С.90 – 92.

  3. Джексенов М.К., Те Л.А., Насиров Р., Джакиев К.Т., Тавризов В.Е. Существования гравитационной дифференциации нефтей в залежах // Доклады НАН РК. – 2003.- №1.- С. 84 – 87.

  4. Те Л. А., Насиров Р., Джексенов М. К., Куспанова Б. К. Использование парамагнитных центров пород для поисков залежи –нефти и газа // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии.- 2003. -№3.- С. 24 – 26.

  5. Те Л. А., Насиров Р., Шамбилова Г. К., Баймукашева Г. К. Modeling of nature and properties of oils on a base of appraisal of their paramagnetic characteristics changing // Вестник КазГНУ им. Аль-Фараби.- 2003.- №3 (31).- С. 35

  6. Те Л. А., Насиров Р., Джексенов М. К., Куспанова Б. К. Использование парамагнитных центров пород для поисков залежи – нефти и газа // II – Международная научно-практическая конференция «Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов и глобальной энергии». - Астрахань, Россия.- 2003.- С. 24.

  7. Предварительный патент РК, № 16208, опубл. 15.09.2005. Бюл. №9 Способ для экстракции углеводородного вещества из образцов горных пород / Те Л. А., Насиров Р., Джакиев К. Е., Тавризов В. Е., Джексенов М.

  8. Предварительный патент РК, №15051. опубл. 15.11.2004 Бюл. №.11 Способ определения содержания ванадия в нефтях и нефтепродуктах/ Насиров Р., Джексенов М.К., Те Л.А.

  9. Картбаева Г. Т., Бисенбаева А., Те Л. А., Насиров Р. Исследование современными физико-химическими методами арагонитово-кальцитовой структуры раковин моллюсков, взятых из морских террас Прикаспийской впадин. // Южно-Российский Вестник геологии, географии и глобальной энергии. - 2006.-№4.- С.62-64,.

  10. Kudaikulov U., Makhatova V., Kuspanova B., Tyo L., Nasirov R.. Investigation of the nature of free radicals in oils of Caspian region by EPR method. // Abstract Book of EUROMAR (Magnetic Resonance for the Future).- York, England, 2006.- 168 р.

  11. Nasirov R., Kartbaeva Gulnaz T., Kudaikulov U., Kuspanova B., Tyo L. Using Electronic Paramagnetic Resonance (EPR) to Predict Oil and Gas Saturation in Rocks of Precaspian Hollow // Book of Abstracts of 5th Asia-Pasific EPR/ESR Symposium.- Novosibirsk, Russia. 2006.- 196 c.

  12. Shambilova G., Makhatova V., Kudaikulov U., Tyo L., Nasirov R. Modeling of nature and properties of oils of Caspian region on a base of appraisal of their paramagnetic characteristics changing. // Book of Abstracts of 6th European Federation of EPR Groups Meeting. -Madrid, Spain, 2006.- 75 р.

  13. Те Л. А., Вельк О.Д., Куспанова Б., Мусина К.С., Шамшиденова С.. Результаты определения содержания асфальтенов в сырых нефтях Прикаспийского региона методом ЭПР // Всероссийская научно-практическая конференция химиков с международным участием по актуальным проблемам модернизации химического образования и развитием химических наук. -Санкт-Петербург. - 2007. – С.230-233

  14. Насиров Р., Те Л.А., Абитова С., Мударисова Г. Системный подход для выявления залежей нефти и газа при изучении геологического разреза нефтегазовых скважин методом ЭПР // XLIII Всероссийская конференция по проблемам математики, информатики, физики и химии. Москва. РУДН. - 2007.

  15. Те Л., Насиров Р., Жумагазин Ж.Д., Шамбилова Г.К. и др. Исследование токсичных соединений нефти и продуктов ее сгорания, вызывающих заболевания среди населения Западно_Казахстанского региона. //Международный форум научных идей. Атырау. – 2007.






^ Те Леонид Александрович


Парамагнитті қасиеті бар Kаспий маңы ойпаты шөгінді жыныстарын

физико-химиялық зерттеу

Химия ғылымдарының кандидаты ғылыми дәрежесін алу үшін қорғалатын диссертацияның авторефераты

^ 02.00.04 – физикалық химия


Түйін

Зерттеу объектісі: Каспий маңы ойпаты тұз үсті және тұз асты шөгінді қабатынан алынған тау жыныстары мен мұнай үлгілерінің парамагниттік қасиеттері мен физико-химиялық сипаттамалары зерттелді.

^ Жұмыстың мақсаты: Каспий маңы ойпатының парамагнитті шөгінділерінің физико-химиялық сипаттамаларын зерттеу. Олардың негізінде мұнай мен газ қабаттарын ашудың парамагнитті критериелерін анықтау және мұнай өндіру ісін бақылауға орнықты болып табылатын ванадил ионының комплексті қосылысын қолдану.

^ Зерттеу әдістері: Мұнай және ол орналасқан шөгінді тау жыныстары сияқты күрделі табиғи объектілердің физико-химиялық қасиеттерін зерттеуден алынған нәтижелердің құндылығы және дәлдігі осы заманның физико-химиялық әдістерін (ИК-,УФ-,ЯМР-, ЭПР-спектроскопия, рентгенофлуоресенценттік және рентгенофазалық талдау) кешенді қолдану негізінде іске асты.

^ Жұмыстың нәтижесі: Алғаш рет сұйытылған азот температурасында шикі мұнайдағы ванадиймен еркін радикалды анықтаудың тиімді әдісі ұсынылды.

Зерттеу нәтижесінде Жайық және Ембі өзендері орналасқан тұз үсті мұнайларының парамагнитті қасиеттері мен олардың физико-химиялық сипаттамалары (тығыздығы, тұтқырлығы, бензинді бөлігінің шығымы, күкірті, шайыры мен асфальтені) арасындағы байланыс тағайындалды. Жоғарыда аталған физико-химиялық әдістер көмегімен мұнай қабаты кездесетін шөгінді тау жыныстарының химико-минералдық құрамы зерттелді. Нәтижесінде күрделі геолого-геохимиялық және петрофизикалық мәселелерді шешуде, оларды кешенді қолданудың маңыздылығы дәлелденді. Тек осы жағдайда ғана маңызды ғылыми-практикалық ақпараттарды алуға қол жетті. Парамагнитті орталықтардың (ПО) – Mn2+ , V4+ және органикалық еркін радикалдардың (ЕР) тау жыныстары үлгісіндегі (керн) мөлшерін анықтауға мұнай мен газды болжаудың жаңа әдісі, ал мұнайда өмір сүретін басқа да ПО – ванадий қосылыстары мен еркін радикалдардың мөлшерін анықтауға мұнай кеніштерін іздестіру сатысында, сондай-ақ оларды пайдалану ісінде мұнайдың өндірілуін бақылау әдісі негізделді.

Қолданылу облысы: Физикалық химия, мұнай химиясы, геохимия, қоршаған ортаны қорғау және табиғи қазба байлықтарды тиімді пайдалану, мұнай өңдеу зауыттар зертханалары, мұнай іздеу және өндіру компаниялары.

^ Экономикалық тиімділігі және жұмыстың маңыздылығы: Осы заманның физико-химиялық әдістері және өзіміз жасақтаған әдістемелер, технологиялар мен тау жыныстары және оның қабаттарынан алынған мұнай үлгілерін кешенді зерттеу тиімділігі, тікелей анализдің дәлдігімен, зерттелетін үлгілердің өте аз мөлшерімен, бұзылмауымен, сондай-ақ анализдің тездігімен анықталады.


Leonid Aleksandrovich Tyo


Physicochemical analysis of Caspian hollow paramagnetic deposits


The candidate of chemical science applicant’s thesis

^ 02.00.04 – physical chemistry


Summary


Object of the investigation. Paramagnetic properties and physicochemical characteristics of rock and oil samples have been studied. The samples were taken from geological sections of oversalt and subsalt deposits of the PreCaspian basin.

Aim of the work. To study physicochemical characteristics of paramagnetic deposits in the PreCaspian basin. To set on their basis paramagnetic criteria for oil and gas reservoir delineation as well as to use stable vanadyl ion compounds for control of oil reservoir development.

^ Work procedure. The value and reliability of the results of study of physicochemical characteristics of such complex objects as oil and its enclosing sedimentary rocks are based on the use of complex modern physicochemical methods.

Results of the work. The work offers a new method for determination of vanadium and free radicals in crude oils and bituminous rock extracts at liquid nitrogen temperature. The relationship between paramagnetic properties of oils from the Ural and Emba interfluve area and their physicochemical characteristics (density, viscosity, yield of gasoline fractions, sulphur, pitch, asphaltene contents) has been revealed.

The chemicomineral composition of sediments has been studied using modern physicochemical methods, such as EPR-radiospectroscopy, IR-spectroscopy, X-ray phase analysis and X-ray fluorescence analysis.

To solve complex geological-geochemical and petrophysical problems a package of the above methods should be used. Only in this case we can get maximum scientific and practical effects.

The new prediction method is based on determination of paramagnetic centres (PC) - Mn2+, V4+ ions and free organic radicals (CP) in rock cores, mud solids, and the method for control of oil reservoir development both at the stage of exploration and during the exploitation is based on determination of another paramagnetic centres - vanadium compounds and free radicals in oils.

Field of application. The work results may be used for prediction of oil-and-gas presence in place and estimation of geological reserves of vanadium in oil fields; for control of oil reservoir development; for elaboration of conservation measures.


Work efficiency. The efficiency of the studies based on modern physicochemical methods and our original procedures and technologies of rock and oil sample examination is directly related with rapid analyses, a very small volume of samples for study, nondestructive analyses of samples studied.


Подписано в печать 23.04.2007г.

Печать - ризография

Усл.печ.л. 1,0 Тираж 120 экз.


Печать: г.Караганда, ЦТО “Семира”, тел.: 774-772




1368327600054479.html
1368429632052398.html
1368523317064270.html
1368542543170112.html
1368721636491092.html