6.Природные резервуары и нефтегазоносные комплексы
Цели изучения – получить знания о породах-коллекторах и флюидоупорах, их ёмкостно-фильтрационных свойствах, видах пористости и проницаемости, классификационных параметрах, зависимости ёмкостно-фильтрационных свойств в зависимости от изменения литологического и минералогического состава, термобарических условий, а также - о строении, составе и классификациях природных резервуарах и нефтегазоносных комплексах как важных природных системах, в которых происходит генерация и миграция УВ и формирование в их ловушках залежей и месторождений нефти и газа.
Задачи – изучить:
морфологические и генетические виды пустот;
виды пористости и проницаемости;
единицы измерения величин пористости и проницаемости;
факторы, влияющие на величину пористости и проницаемости;
классификации пород-коллекторов по условиям фильтрации и аккумуляции пластовых флюидов, величине эффективной пористости и величине коэффициента проницаемости, по вещественному (литологическому) составу горных пород;
основные факторы, определяющие экранирующие свойства флюидоупоров;
классификации флюидоупоров по Э.А. Бакирову и А.А. Ханину;
основные морфологические типы природных резервуаров;
связь типов морфологические типы с гидродинамическими условиями;
генетические типы ловушек и их связь с природными резервуарами;
показатели, характеризующие свойства нефтегазоносных комплексов;
классификации нефтегазоносных комплексов по генезису и масштабам;
принципиальные различия сингенетичных и эпигенетичных нефтегазоносных комплексов.
Уметь:
делать макроскопическое описание и пород-коллекторов и флюидоупоров, определять вид их порового пространства;
по данным макроскопического описания и пород-коллекторов и флюидоупоров определять тип коллектора (флюидоупора);
давать качественную характеристику коллекторским свойствам пород по количественным данным: общей, открытой и эффективной пористости; величине проницаемости;
определять типы природных резервуаров и ловушек по структурным картам и геологическим разрезам месторождений и залежей нефти и газа
6.1 Породы-коллекторы
Коллекторами называются породы, обладающие способностью к аккумуляции и фильтрации нефти, газа и воды. Эти процессы возможны, если порода имеет пустотное пространство, которое может быть представлено порами, кавернами и трещинами (рис. 13), объединенными в общую систему каналов.
Рисунок 13 – Виды пустотного пространства пород (по О.Е. Мейнцер; 1923):
а – хорошо отсортированная высокопористая порода; б - плохо отсортированная низкопористая порода; в – хорошо отсортированная порода с пористыми зёрнами и очень высокой пористостью; г – хорошо отсортированная, но сцементированная порода пониженной пористости; д – порода с порами растворения; е – порода стрещинной пористостью
Поры – это пустоты между минеральными зернами и обломками пород. Они имеют размеры менее 1 мм и заключены в жестком каркасе породы, называемом матрицей.
Каверны – это пустоты в горных породах размером более 1 мм.
Трещины – это совокупность разрывов сплошности породы.
По размерам поры и трещины разделяются на три категории: 1) некапиллярные или сверхкапиллярные, 2) капиллярные и 3) субкапиллярные или ультракапиллярные. К некапиллярным относятся поры диаметром более 0,5 мм и трещины шириной более 0,25 мм. Капиллярными являются поры от 0,5 до 0,0002 мм и трещины от 0,25 до 0,0001 мм. К субкапиллярным относятся поры менее 0,0002 мм и трещины менее 0,0001 мм.
Такое разделение пустотного пространства пород связано с тем, что в некапиллярных пустотах содержатся свободные флюиды (вода, нефть и газ), движение которых находится под действием гравитационных сил или перепада давления.
В капиллярных пустотах также содержатся свободные флюиды, но их движение находится под действием капиллярных или менисковых сил, а также гравитационных сил или перепада давления. Поскольку движение нефти и газа происходит в водонасыщенных коллекторах, то в капиллярных пустотах знак капиллярного давления на разделе фаз зависит и от таких свойств пород как гидрофильность или гидрофобность.
В субкапиллярных пустотах находятся физически связанные или адсорбированные флюиды. Эти флюиды крепко связаны с поверхностью минеральных частиц силами межмолекулярного притяжения и полностью закрывают просветы порово-трещинного пространства. Поэтому субкапиллярные пустоты для жидкостей и газов практически не проницаемы. Однако при высоких температурах и давлениях, когда капиллярные эффекты сводятся к минимуму или исчезают, движение флюидов по этим пустотам становиться возможным.
Поры и трещины могут быть первичными или сингенетичными и вторичными или эпигенетичными.
Первичные пустоты образуются между зернами обломочных и некоторых карбонатных пород, одновременно с их формированием и обусловлены текстурными особенностями этих пород.
Вторичные пустоты образуются в результате катагенных процессов, что особенно характерно для карбонатных пород, а также в результате тектонических и гипергенных процессов.
Суммарный объем трещинных пустот разного происхождения всегда меньше объёма пор и каверн и лежит в пределах от сотых долей процента до 2-3 %, редко превышая 5 %. В среднем он составляет 0,1-1 %. Однако по сравнению спорами и кавернами, трещинные пустоты прямолинейны, имеют большую протяженность и глубину проникновения. Всё это оказывает огромное значение на фильтрационные свойства горных пород.
Трещины с раскрытостью более 0,1 мм хорошо прослеживаются визуально.