
- •О. Е. Зеливянская петрофизика
- •Предисловие
- •1 Предмет, методы и задачи петрофизики
- •2 Пористость
- •2.1 Происхождение, форма, размер, взаимосвязь пор. Виды пористости
- •2.2 Коэффициент общей пористости минералов и горных пород
- •2.3 Гранулометрический состав песчаных и глинистых пород
- •2.4 Глинистость
- •2.5 Поровый состав
- •2.6 Поверхность порового пространства
- •3 Влажность, влагоемкость, двойной слой
- •3.1 Структура воды в горных породах
- •3.2. Категории воды в горных породах
- •3.3 Влагоемкость и влагоотдача горных пород
- •3.3.1 Виды влагоемкости
- •3.3.2 Влагоёмкость и водоотдача горных пород
- •3.4 Эффективная и динамическая пористость
- •3.5 Нефте- и газонасыщение
- •4 Проницаемость горных пород
- •4.1 Абсолютная проницаемость
- •4.2 Проницаемость трещиноватых пород
- •4.3 Эффективная и относительная проницаемости
- •4.4 Классификации пород и коллекторов
- •4.4.1 Зависимость коэффициента абсолютной проницаемости от различных петрофизических величин
- •4.4.2 Классификация пород по коэффициенту проницаемости
- •4.4.3 Классификация коллекторов по а. А. Ханину
- •5 Электропроводность пород коллекторов
- •5.1 Электропроводность газовой, жидкой и твердой фаз
- •5.2 Параметр пористости
- •5.3 Параметр поверхностной проводимости
- •5.4 Параметр насыщения
- •6 Естественная поляризация горных пород
- •6.1 Диффузионные потенциалы
- •6.2 Диффузионно-абсорбционные потенциалы
- •6.3 Фильтрационные потенциалы
- •6.4 Окислительно-восстановительные потенциалы
- •7 Ядерно-магнитные свойства
- •8 Петрофизические классификации и модели
- •8.1 Взаимосвязи между петрофизическими параметрами
- •8.2 Классификация минералов и горных пород
- •8.3 Понятие петрофизической модели
- •8.4 Петрофизические модели месторождений нефти и газа
- •8.4.1 Физические свойства флюидов.
- •8.4.2 Термодинамические условия образования нефти и газа
- •4 − Темно-коричневый; 7 − черный
- •8.4.3 Петрофизические параметры нефтегазоносных пород
- •8.4.4 Модели залежи углеводородов и нефтегазоносных структур
- •1 − Газ; 2 − нефть; 3 − вода; 4 − вмещающие породы;
- •5 − Отражающая поверхность с максимальным поглощением упругой энергии
- •Литература Основная литература
- •Дополнительная литература
- •3 55029, Г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1
4 − Темно-коричневый; 7 − черный
Возможность прогнозирования условий образования углеводородов по петрофизическим данным основана на том, что те же геологические факторы, которые вызывают образование и разрушение нефти, влияют на вмещающие породы и на их физические свойства. Благоприятен и тот факт, что интервал образования углеводородов ограничивается зоной катагенеза (эпигенеза), изменение физических параметров в которой отличается от таковых в зонах диагенеза и метаморфизма, в чем мы убедились при рассмотрении угленосных формаций.
Из-за значительных вариаций петрофизических свойств в зависимости от состава и конкретных условий залегания пород практически невозможно привести конкретных значений физических параметров, соответствующих границам зоны эпигенеза. Из рис. 8.4 видно, в каком широком интервале изменяется пористость глинистых пород, которая определяет вариации их плотности, скорости упругих колебаний й удельного электрического сопротивления. На этом же рисунке приведены данные по майкопским глинам, показывающие, что степень уплотнения глин зависит от условий их залегания с песчаными слоями и Что с учетом этих условий изменение пористости глин с глубиной становится более определенным и закономерным, как более определенным будет прогноз по физическим параметрам пород интервалов образования углеводородов в конкретных условиях седиментационных бассейнов. Здесь мы отметим закономерности самого общего плана.
Зона образования углеводородов отличается от вышележащей зоны диагенеза более высокими значениями плотности, скорости упругих колебаний и уделйного электрического сопротивления всех разновидностей осадочных пород в связи с большей степенью их уплотнения, значительно более низкими градиентами изменения этих параметров с глубиной, меньшим влиянием пористости на значения названных физических параметров и меньшей их взаимной коррелируемостью, более узким диапазоном изменения физических параметров в пределах отдельных разновидностей пород. Более определенным является прогноз по физическим параметрам пластовой воды. Зоне катагенеза соответствуют значения плотности поровой воды в интервале 1,0-0,9 при минерализации 1 % NaCl и удельное электрическое сопротивление <0,7 Ом∙м при минерализации 0,5 % NaCl.
Нижняя граница зоны образования углеводородов выглядит менее рельефно. Ниже зоны катагенеза органического вещества осадки в полной мере уплотнены и значения пористости пород уравновешены у всех разновидностей и мало влияют на плотность, скорость упругих колебаний и удельное электрическое сопротивление, которые в большей мере определяются минеральным составом пород. Значения этих физических параметров в среднем более высокие, чем в вышележащей зоне нефтеобразования. Скорость упругих продольных; колебаний, как правило, превышает 4 км/с, а плотность − 2,5∙103 кг/м3. В тонкозернистых породах возникает минерал-полупроводник графит, что определяет их повышенную поляризуемость. Появляются связи плотности и скорости упругих колебаний с теми физическими параметрами, которые не зависят от пористости, а определяются исключительно минеральным и элементным составом горных пород − с магнитной восприимчивостью и радиоактивностью.
Более определенной является характеристика условий образования углеводородов по физическим параметрам углей в разрезах нефтегазоносных бассейнов. Физические параметры углей зависят только от степени их метаморфизма и зольности и практически не отличаются в различных седиментационных бассейнах. В связи с закономерным и хорошо изученным изменением физических параметров углей от степени их метаморфизма при различной зольности они могут служить надежными астрофизическими реперами условий образования углеводородов (рис. 8.5). Так, при 20 % зольности границами зоны образования углеводородов являются следующие значения физических параметров углей: =(1,3−1,4)∙103 кг/м3; vp=2,2−2,8 км/с; >100 Ом∙м. Резкое понижение удельного сопротивления углей на глубину, смена знака естественной поляризации с отрицательного на положительный и увеличение ее амплитуды будут указывать на переход через границу «катагенез-метагенез», ниже которой образование углеводородов невозможно.
Это не исключает нахождение здесь месторождений нефти и газа, если последние мигрировали сюда из менее метаморфизованных отложений, и если современная температура здесь не превышает 200°С.