Глава 8 природные породы-коллекторы

Характеристика коллекторов дается по их основным свойствам: по-ристости, проницаемости, структуре порового пространства, остаточной водонасыщенности, физико-химическим свойствам поверхности пустот, в соответствии и по материалам Ю.К. Бурлина, О.Г. Баженовой, Б.А. Соко-лова, В.Е. Хаина и других исследователей.

Пористость

породах различают несколько видов пористости (пустотности): об-щую (или абсолютную), открытую (или насыщения), эффективную (или ди-намическую) и закрытую. Под общей понимается объем всех видов пустот (трещины как пустоты совершенно другого генезиса целесообразно не учи-тывать). Отношение объема всех пустот к объему породы, их содержащей, называется коэффициентом общей пористости. Сходное определение име-ет и коэффициент открытой пористости, только здесь учитывается объем сообщающихся между собою пор и каналов. Обычно за вычетом некоторого количества воды, содержащейся в порах в пределах залежи, коэффициент открытой пористости используется при подсчете общих геологических за-пасов углеводородов. Под эффективной пористостью понимается объем тех пор и соединяющих их каналов, по которым возможно реальное перемеще-ние флюидов. Не учитываются тупиковые, застойные пустоты или поры очень мелкого размера, хотя в объем открытой пористости они входят. Этот вид пористости используется при подсчетах извлекаемых запасов. Под за-крытой пористостью подразумевается объем изолированных пор, не имею-щих связи с другими пустотами.

При погружении пород на все большие глубины пористость в целом убывает, хотя и неравномерно. В разной степени уменьшаются и различные виды пористости. Например, открытая пористость снижается в большей сте-пени, так как каналы, соединяющие отдельные поры, при увеличении давле-ния могут сомкнуться, а поры – превратиться в закрытые. Величина закрытой пористости при погружении даже может относительно возрастать.

Определение пористости происходит как экспериментально в лаборато-рии, так и косвенно по данным разных видов каротажа. Общая пористость определяется по сопоставлениям величин средней минеральной плотности зерен и плотности породы в объеме (объемная плотность). Ясно, что они бу-дут различаться тем больше, чем больше в породах пустотного пространства при одинаковом минеральном составе. Разность между плотностью породы и минеральной плотностью – это и есть коэффициент общей пористости. От-крытая пористость определяется при помощи керосинонасыщения. Опреде-ляется объем образца и объем вошедшего в сухой образец керосина, который заполнит только сообщающиеся поры. Соотношение объемов дает соответст-венный коэффициент. Эффективная пористость определяется более сложно:

70

либо путем заполнения породы искусственной моделью нефти – смола опре-деленного состава, которая застывает в порах, либо расчетным путем по со-поставлению пористости с проницаемостью.

Пористость пород и размеры пустотных пространств изменяются под влиянием различных факторов. Уменьшение размеров пор и снижение по-ристости происходит по мере роста давления. Но при повышении давления флюидов или в результате растворения нередко наблюдается и возрастание пористости.

В обломочных недоуплотненных породах величина пористости зави-сит от формы зерен (при одном и том же размере) и от их укладки. В не-глубоко залегающих сеноманских песчаниках Уренгойского газового ме-сторождения при свободной укладке угловатых зерен пористость достига-ет 40 %. Большое влияние на величину пористости оказывает также сте-пень отсортированности материала, при низкой отсортированности мелкие зерна забивают поры между крупными частицами.

Способ образования, генетический тип обломочной породы часто име-ют определяющее значение для пористости, заложенные в момент образо-вания породы качества могут сохраняться до больших глубин. Особенно хорошо это заметно в отложениях скоростных потоков на склонах бассейна осадконакопления, где материал хорошо сортируется, а глинистые фракции вымываются. По-видимому, поэтому на апшеронском шельфе на глубине 6,5 км пористость плиоценовых песчаников составляет 18 %.

Цементация породы также снижает пористость. В карбонатных породах процессы выщелачивания, доломитизации вызывают увеличение пористости, а перекристаллизация часто ее уменьшает. Все процессы литогенеза так или иначе влияют на пористость, в том числе изменения в глинистом цементе, ка-таклаз, растворение зерен химически малостойких минералов и т.д.

Емкостные свойства породы-коллектора, слагающей природный ре-зервуар, определяются также важным параметром как эффективная ем-кость (q) по формуле:

q = К_п × Н_эф,

где К_п – средняя пористость породы в пределах исследуемой части пласта; Н_эф – средняя эффективная толщина пласта.