- •1. Цель и задачи освоения дисциплины
- •Место дисциплины в структуре ооп специалитета
- •3. Связь с предшествующими дисциплинами
- •4. Связь с последующими дисциплинами
- •Оглавление
- •Введение
- •1 Понятие о породах-коллекторах и природных резервуарах
- •1.1 Типы пород-коллекторов, типы природных резервуаров
- •1.2 Пустоты в горных породах, их классификация по величине, форме, генезису
- •1.3 Зависимость пустотного пространства от условий формирования и текстурно-структурных особенностей пород
- •2 Гранулярная пористость и методы ее определения
- •2.1 Виды пористости. Первичная пористость обломочных пород.
- •2.2 Цемент в обломочных породах, особенности его состава, типы цементации
- •2.3 Изучение вещественного состава пород-коллекторов
- •2.3.1 Микроскопический метод
- •2.4 Гранулометрический состав пород и его изучение
- •2.4.1 Определение карбонатности
- •2.4.2 Интерпретация гранулометрического анализа
- •2.5 Плотность пород и флюидов, методы ее определения
- •2.6 Методы определения абсолютной, открытой и эффективной пористости
- •3 Остаточная вода в коллекторах и методы ее определения
- •3.1 Виды воды в породах
- •3.1.1 Свойства и состав воды
- •3.2 Методы определения содержания остаточной воды
- •4 Пористость карбонатных пород, ее особенности
- •4.1 Современная модель трещинного коллектора
- •4.2 Разновидности трещин
- •4.3 Густота, плотность, раскрытость трещин
- •4.4 Методы исследования трещинных коллекторов
- •5 Геометрия порового пространства и методы его изучения
- •5.1 Прямые методы
- •5.2 Косвенные методы
- •5.3 Метод полупроницаемой мембраны
- •6 Проницаемость
- •6.1 Поверхностное натяжение, смачиваемость, капиллярные силы и их влияние на проницаемость
- •6.2 Виды проницаемости
- •7 Породы-флюидоупоры
- •7.1 Классификация флюидоупоров по литологическому составу, экранирующим свойствам, площади распространения
- •7.2 Особенности порового пространства глинистых пород и их экранирующие свойства
- •7.3 Давление прорыва
- •8 Коллекторы нефти и газа на больших глубинах
- •8.1 Изменение плотности пород с глубиной в зависимости от их литологического состава
- •8.2 Оценка степени уплотнения гранулярных коллекторов
- •9 Природные резервуары нефти и газа
- •9.1 Типы природных резервуаров
- •9.2 Искусственные резервуары
- •9.3 Подземные хранилища газа (пхг)
- •9.4 Основы прогнозирования природных резервуаров
3 Остаточная вода в коллекторах и методы ее определения
Студент должен получить представление о разновидностях воды в породах, ее свойствах, методах определения ее содержания в коллекторе.
3.1 Виды воды в породах
При заполнении коллектора нефтью или газом не вся вода вытесняется. Количество остаточной воды тем больше, чем меньше диаметр пор и частиц, слагающих породу. Содержание остаточной воды выражают в долях единицы от объема порового пространства. Варьирует это содержание от сотых до 0,7 долей единицы и более, составляя для большинства песчано-алевритовых коллекторов нефти 0,2-0,3 долей ед.
Остаточную воду принято разделять на связанную и несвязанную (свободную). Связанные воды (конституционная, кристаллизационная, адсорбированнная и абсорбированная, капиллярная, пендулярная). Иммобилизованная вода – в изолированных пустотах.
Количество связанной воды сильно зависит от содержания глинистого вещества в породе и его природы.
При эксплуатации скважин выносится обычно свободная вода, а при очень больших депрессиях, особенно при разработке газовых залежей – и часть связанной. Это заставляет предусматривать мероприятия по удалению воды с забоев скважин и обезвоживанию продукции.
Л.И. Орлов (1963) сделал остаточную воду видимой. Если она содержит ионы хлора, на скол породы наносят 10 %-ный раствор азотнокислого серебра или насыщенный раствор азотнокислой ртути. Осадок белого цвета показывает капельное, менисковое или капиллярное распределение воды.
3.1.1 Свойства и состав воды
Свойства свободной и прочно связанной воды различны. Обычно минерализация остаточной воды выше, чем у подошвенных и законтурных вод (преимущественно за счет хлоридов).
Прочно связанная вода имеет плотность до 1,7 г/см3, замерзает при минус 78 оС, удерживается на поверхности частиц с силой т 10 до 10 тыс. атм. Рыхло связанная вода удерживается давлением менее 10 атм.
Прочно связанная вода при высвобождении не содержит примесей и является очень чистой. В силу этого, в первые моменты освобождения она оказывается чрезвычайно химически активной.
Повышение солености пластовых вод приводит к уменьшению рыхло связанной воды, в породе может остаться только тонкая пленка прочно связанной. На, в свою очередь, может быть прорвана за счет поверхностно-активных веществ нефти, что приведет к смачиванию частиц породы нефтью.
Остаточная вода уменьшает объем порового пространства, занимаемого нефтью или газом. Если определить объем остаточной воды и вычесть его их объема открытой пористости, можно получить примерную величину эффективной пористости. Остаточная вода влияет и на проницаемость, снижая ее. В алевролитах при водонасыщенности 0,3-0,5 долей ед. проницаемость снижается на 20-40%. Содержание глинистой примеси, особенно монтмориллонитовой, даже в небольших количествах (0,05 долей ед.) резко снижает проницаемость, прежде всего за счет резкого возрастания содержания воды.
3.2 Методы определения содержания остаточной воды
Прямой метод (на приборе Закса). Проблема в отборе керна с сохранением нефтеводонасыщенности (бурение на нефтяной основе, отбор проб глубинными пробоотборниками).
Косвеннные методы:
А) Полупроницаемой мембраны Образец насыщают водой, а затем вытесняют ее газом или нефтью под давлением через полупроницаемую мембрану в течение нескольких суток, доводя до постоянного значения. Для низкопроницаемых пород необходимы сравнительно высокие давления 10-15 кг/см3 и выше.
В) Метод центрифугирования. 3800-4200 об/мин. в течение 30 мин. (3 атм). Для карбонатных пород 4600 об/мин. Объем отжатой воды замеряется либо определяется взвешиванием образца.
α = (C3-C1)/(Vn·γв),
где:
α – остаточная водонасыщенность;
С3 – масса образца после центрифугирования;
С1 – масса сухого образца;
Vn – объем пор в образце;
γв – плотность воды.
С) Метод нагнетания ртути для измерения капиллярных давлений (порозиметрия).
D) Метод испарения (Е. Миссер, 1950). Образец высушивают при 105 ◦С, взвешивают, насыщают водой и снова взвешивают, затем помещают в ток воздуха. В течение 1-1,5 ч периодически замеряют потерю веса, добиваясь стабилизации.
Е) Хлоридный метод.
F) Метод электропроводности.
G) Метод капиллярного впитывания.
Н) Геофизические методы.
Вопросы для самоконтроля
3.1 Перечислите виды воды в породах.
3.2 Охарактеризуйте методы определения остаточной воды.