4.2. Обобщенная модель терригенного коллектора

Объемную модель терригенного коллектора можно представить в виде смеси фаз: твердой, представленной минералами и твердым ор­ганическим веществом; жидкой, включающей минерализованную воду, нефть, газоконденсат; газообразной.

Скелет (каркас) терригенного коллектора состоит из зерен квар­ца, полевых шпатов и обломков горных пород (см. Рис. 4.1).

В процессе диагенеза и катагенеза часть минералов скелета пре­терпевает преобразования: пелитизацию полевых шпатов, гидрата­цию слюд. В результате в породе появляются глинистые агрегаты, за­мещающие зерна в скелете, или сами по себе являющиеся зернами, если обломки пород представлены аргиллитами («Структурная» гли­нистость на Рис.4.1 (цветная вкладка)).

Так как терригенные коллектора представлены песчаниками или алевролитами, которые чаще всего осаждались в неспокойной водной среде, то можно условно принять, что в осадке межзерновое про­странство было заполнено водой, и обозначить его как межзерновую пористость или пористость скелета (Кп ск). Само это понятие доста­точно условное, но для математического описания модели терригенных коллекторов является очень удобным. Тогда общая модель гор­ной породы будет описана следующим выражением:

Кск + Кгл.сл. + Кп ск = 1 (4.1)

где Кск - объемная доля скелета,

Кгл.сл. - объемная доля слоистой глинистости. В процессе диагенеза и катагенеза пространство между зернами заполняется глинистыми («рассеянная» глинистость на Рис. 4.1), кар­бонатными, железистыми и другими минералами. На определенной стадии катагенеза происходит регенерация кварца. Так как все эти минералы находятся в пространстве между первичными зернами, то " они уменьшают пространство, которое может заполнить флюид. Долю общего пространства горной породы, которую заполняет флюид, на­зывают общей пористостью и характеризуют коэффициентом порис­тости, определяемым как

Кп = Vnop/N/горной породы (4.2)

В зарубежных публикациях Кп обычно обозначают Ф, реже - т.

Связь межзернового (межскелетного) пространства Кп ск, пористо­сти и минералов в межзерновом пространстве выражается уравнением:

Кп ск = Кп + Кгл расс+ Ккарб + K_Q, (4.3)

где Кгл расс - объемная доля глинистости, соответствующая рассе­янной глинистости; Ккарб - объемная доля карбонатных минералов, заполняющих межзерновое пространство; K_Q - объемная доля регенерированного кварца. Даже если поровое пространство заполнено водой, оно не обла­дает едиными физическими свойствами. Вода, находящаяся в порах, по-разному связана с твердой фазой - ее можно разделить на прочносвязанную - мономолекулярную воду (слой Штерна), рыхлосвязаную воду (диффузионный слой Гуи) и подвижную воду (см. рис. 4.2). Прочно и рыхлосвязанная вода образуют физически связанную воду, или предельную остаточную водонасыщенность (Ков), соответствующую количеству воды, которая может остаться в коллекторе при максимальной его насыщенности углеводородами.

Рис. 4.2. Схема двойного электрического слоя: 1 - поверхность гли­нистой частицы с отрицательными зарядами; 2 - катионы адсорб­ционного слоя (слой Штерна); 3 - диффузный слой Гуи; 4 - свобод­ный раствор; а-в - падение электрического потенциала в двойном электрическом слое (потенциал Нернста); б-в - падение потенциа­ла в диффузном слое (электрокинетический потенциал) [2]

В практике исследований керна с целью получения коэффициен­та открытой пористости применяется нагревание образцов до темпе­ратуры 105 °С после экстрагирования и отмывки от солей. Нагрев до 105 °С позволяет удалить не всю рыхлосвязанную воду, а только ос­новную ее часть.

Поровое пространство, по которому может передвигаться сво­бодная вода, называется эффективной пористостью (Кп эфф) и ма­тематически записывается уравнением, в котором все переменные выражены в долях:

Кп эфф = Кп (1 - Ков) (4.4)

Эффективное по воде поровое пространство коллектора может быть заполнено углеводородами (УВ), извлекаемыми в процессе эксплуатации залежи и неизвлекаемыми и подвижной водой: первичной, недовытесненнои углеводородами в процессе заполнения резервуара; вторичной, используемой для под­держания пластового давления.

Поровое пространство коллектора, заполненное подвижным флюидом: водой, нефтью, газом, - называется динамической порис­тостью. Она выражается через остаточную водонасыщенность и ко­эффициент неизвлекаемой нефти (Кно):

Кп дин = Кп [1 - (Ков ♦ Кно)] (4.5)

Предложенная модель может быть использована для решения различных задач, стоящих перед геологами-нефтяниками, буровика­ми, разработчиками залежей углеводородов.

Наиболее актуально использование предлагаемой модели при подсчете запасов углеводородов.

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ДАННЫХ ПРИ ПОДСЧЕТЕ ЗАПАСОВ НЕФТИ И ГАЗА ТЕРРИГЕННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ