Глава 2

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ГОРНЫХ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА

1. Типы пород-коллекторов

Благоприятными условиями для накопления и сохранения нефти и газа в горных породах являются наличие пустот в породе, которые могут занимать нефть и газ, и залегание пород в виде геологических структур, препятствующих рассеиванию нефти и газа. Если горная порода обладает свойствами, которые обеспечивают подвижность нефти и газа в ее пустотном пространстве и, следовательно, возможность их извлечения, то ее называют коллектором.

По происхождению горные породы делят на три класса: магматические (изверженные), образовавшиеся в результате застывания и кристаллизации магматической массы; осадочные, являющиеся продуктами разрушения литосферы и жизнедеятельности организмов; метаморфические, которые образовались из осадочных и магматических в результате их физического и химического изменений под действием высоких давлений, температур и химических воздействий. Все горные породы могут быть коллекторами нефти и газа, но лишь 1 % згпасов нефти и газа приурочен к магматическим и метаморфическим породам. В основном скопления нефти и газа приурочены к осадочным породам, которые также в зависимости от происхождения подразделяются на три группы: терригенные, состоящие из обломочного материала (пески, песчаники, алевролиты, глины, аргиллиты и другие) и составляющие 85—95% осадочного комплекса земной коры; хемогенные, образовавшиеся из минеральных веществ, выпавших из водных растворов в результате химических и биохимических реакций или температурных изменений (каменная соль, гипсы, ангидриды, доломиты, некоторые известняки и другие); органогенные, сложенные из скелетных остатков животного и растительного мира (мел, известняки и т. п.).

Коллекторские свойства горных пород в первую очередь обусловливаются наличием в них пустот (пор, трещин и каверн). Поры — это пустоты, образованные межзерновыми пространствами и представляющие собой сложные капиллярные системы. Трещины — пустоты, образовавшиеся в результате разрушения сплошности породы, как правило, под действием механических напряжений, и характеризующиеся несоизмеримостью одного линейного размера по отношению к остальным. Каверны — пустоты значительного размера, образовавшиеся в результате выщелачивания горной породы. В отличие от пор в кавернах гравитационные силы преобладают над капиллярными.

Обычно к кавернам относят пустоты с линейными размерами более 1—3 мм.

Тип пустотного пространства, обусловленный происхождением породы, во многом определяет ее физические свойства, поэтому он положен в основу наиболее часто используемой классификации пород-коллекторов (табл. 2.1).

Поровыми коллекторами сложены многочисленные месторождения нефти и газа земного шара. Каверноього типа коллектор, как и чисто трещинного, встречается значительно реже. Чаще коллекторы бывают смешанного типа, особенно трещин- но-порового. Коллектор порового и трещинно-порового типов как правило связан с терригенными породами. В них содержится около 60% мировых запасов нефти и 76% запасов газа. Коллектор трещинного и кавернового типов характерны для карбонатных пород. В терригенных и карбонатных породах содержится 99% мировых запасов нефти и газа. Вместе с тем карбонатные отложения из-за высокой продуктивности обеспечивают около 60% мировой добычи нефти. В СССР основные коллекторы нефти и газа — терригенные породы. В то же время эксплуатируется и более 200 месторождений с карбонатными коллекторами. Удельный вес запасов нефти в карбонатных

Таблица 2.1

Классификация коллекторов нефти и газа

Коллектор			Литологический состав
Тип	Порода
Поровый	Пористая	Терригенные, несцементированные и сцементированные гранулярные породы (пески, песчаники, алевролиты, переотложенные известняки)
Каверновый	Кавернозная	Карбонатные крупно- и мелкокавернозные породы (известняки, доломиты, доломитизированные известняки) Плотные непроницаемые породы (плотные известняки, мергели, алевролиты, сланцы), в том числе и магматические
Трещинный	Трещиноватая
Трещинно-поровый	Трещиновато-по- ристая	Терригенные, сцементированные гранулярные породы (песчаники, алевролиты, переотложенные известняки)
Трещинно-каверно-	Трещиновато-ка	Карбонатные и реже хемогенные по
выи	вернозная	роды
Трещинно-порово-	Т рещиновато-пори-	Карбонатные, терригенные и реже
каверновый	стокавернозная	хемогенные породы
Кавернопоровый	Кавернозно-пори стая	Терригенные и карбонатные породы

коллекторах и ее добычи из них в нашей стране постоянно возрастает.

Разнообразие условий формирования горных пород-коллекторов нефти и газа объясняет широкий диапазон изменения их физических свойств. Среди физических параметров, характеризующих свойства горных пород-коллекторов, с позиций практики нефтегазодобычи главное значение имеют те, которые определяют емкость пустот, способность породы пропускать через себя жидкости и газы, полноту извлечения из них нефти и газа.