Szczelność naftowych otworów wiertniczych w świetle powierzchniowych badań geochemicznych – studium przypadku z monokliny przedsudeckiej

Abstract

Celem pracy jest ocena integralności naftowego otworu wiertniczego na monoklinie przedsudeckiej, oparta na wynikach powierzchniowych badań geochemicznych gazów glebowych zrealizowanych metodą »gazu wolnego«. W 16 punktach rozmieszczonych wokół głowicy otworu pobrano próbki z głębokości około 1,2 m i poddano je analizie metodą chromatografii gazowej (FID/TCD) w zakresie oznaczenia: $CH_4$, alkanów $C_{2}–C_{5}$, gazowych alkenów, $H_2$, $O_2$, $N_2$ i $CO_2$. Zbiory stężeń metanu (0,9–30 ppm) i etanu (0,012–3,657 ppm) wykazują rozkłady asymetryczne, a wartości sumy alkanów $C_{2}–C_{5}$ powyżej 0,2 ppm określono jako anomalne. Korelacje $CH_{4}–C_{2}H_{6}–C_{3}H_{8}$ ($r \approx$ 0,93–0,96) wskazują na wspólne, wgłębne źródło emanacji węglowodorów. Strefy anomalne alkanów zostały zarejestrowane w bezpośrednim sąsiedztwie głowicy otworu. Analiza wskaźników geochemicznych wykazała podobieństwo składu gazu glebowego do gazu ziemnego pobranego z otworu, co potwierdza obecność jego śladowych ilości w próbkach. Maksymalne stężenia: 30 ppm $CH_4$ oraz 4,57 ppm sumy alkanów $C_{2}–C_{5}$ nie są efektem znaczącej nieszczelności otworu, aczkolwiek wskazują na potrzebę dalszego monitoringu. Przeprowadzone badania podkreślają znaczenie doboru odpowiedniej metodyki opróbowania strefy przyotoworowej oraz zasadności wykonywania pełnej analizy składu cząsteczkowego dla wczesnego wykrywania nieszczelności otworów naftowych.

The aim of this study is to assess the integrity of an oil well located on the Fore-Sudetic Monocline based on near-surface geochemical investigations of soil gases using the »free gas« method. Soil gas samples were collected from a depth of ~1.2 m at 16 points arranged around the wellhead and analyzed by gas chromatography (FID/TCD) for $CH_4$, total $C_{2}–C_{5}$ alkanes, alkenes, $H_2$, $O_2$, $N_2$ and $CO_2$. Methane concentrations (0.9–30 ppm) and ethane concentrations (0.012–3.657 ppm) exhibit asymmetric distributions, and the values of total $C_{2}–C_{5}$ alkanes above 0.2 ppm were defined as anomalous. Strong correlations between $CH_{4}–C_{2}H_{6}–C_{3}H_{8}$ ($r \approx$ 0.93–0.96) indicate a common, deep-seated source of hydrocarbon emanations. Anomalous alkane zones were recorded in the immediate vicinity of the wellhead. Geochemical ratio analysis revealed similarity between soil gas composition and the well gas, confirming the presence of trace amounts of natural gas in the samples. Maximum concentrations (30 ppm $CH_4$ and 4.57 ppm total $C_{2}–C_{5}$ alaknes) do not indicate significant leakage of the well but point to the necessity of continued monitoring. The study highlights the importance of proper sampling strategy in the near-well zone and the need for comprehensive molecular composition analysis to enable early detection of potential well integrity failures.