- •Передмова
- •1 Нафтогазова механіка як наука, її розвиток та зв'язок з іншими дисциплінами
- •Контрольні запитання
- •2 Стан розвитку нафтогазової галузі та проблеми нафтогазовидобутку
- •2.1 Короткі відомості про земну кору
- •Контрольні запитання
- •3 Природні колектори нафти і газу та їх основні властивості
- •3.1 Гранулометричний склад порід-колекторів
- •Контрольні запитання
- •3.2 Пористість
- •3.2.1 Залежність пористості від кладки зерен, тиску та температури
- •3.3 Неоднорідність колекторських властивостей пласта
- •3.4 Фізико-механічні властивості гірських порід
- •3.5 Теплові властивості гірських порід
- •3.6 Акустичні властивості гірських порід
- •Контрольні запитання
- •3.7 Проникність
- •3.7.1 Абсолютна проникність
- •3.7.2 Проникність тріщинуватих порід
- •3.7.3 Залежність проникності від пористості та розміру пор
- •3.7.4 Фазова (ефективна) проникність
- •3.7.5 Відносна проникність
- •3.8 Питома поверхня гірських порід
- •Контрольні запитання
- •4 Пластові вуглеводні
- •4.1 Склад та фізичні властивості нафт
- •4.1.1 Густина пластової нафти
- •4.1.2 В’язкість пластової нафти
- •4.1.3 Структурно-механічні властивості аномально-в’язких нафт
- •4.1.4 Фотоколориметрія нафти
- •Контрольні запитання
- •4.2 Природний газ. Склад та властивості природного газу
- •4.2.1 Склад та класифікація природних газів
- •4.2.2 Фізико-хімічні властивості вуглеводневих газів
- •4.2.3 Стан та параметри газових сумішей
- •4.2.4 Вміст важких вуглеводнів у суміші
- •Контрольні запитання
- •5 Фазові перетворення вуглеводневих систем
- •5.1 Склад та характеристика рідкої суміші
- •5.2 Газовий конденсат
- •5.3 Газогідрати
- •Контрольні запитання
- •6 Склад та фізико-хімічні властивості пластових вод
- •6.1 Залишкова вода
- •6.2 Підземні води
- •6.3 Основні властивості пластових вод та параметри, що їх характеризують
- •Контрольні запитання
- •7 Молекулярно-поверхневі явища та капілярні процеси
- •Контрольні запитання
- •8 Режими роботи нафтових і газових покладів
- •8.1 Коефіцієнт нафтовилучення та чинники, що на нього впливають
- •8.2 Визначення нафтовилучення промисловими методами
- •8.3 Визначення нафтовилучення за допомогою лабораторних досліджень
- •Контрольні запитання
- •9 Призначення, напрямки розвитку і класифікація методів підвищення нафтовилучення пластів
- •9.1 Фізико-гідродинамічні методи підвищення нафтовилучення
- •9.1.1 Методи збільшення нафтовилучення, пов'язані з системою розробки нафтового покладу
- •9.1.2 Циклічна дія на пласт під час заводнення
- •9.1.3 Зміна напрямків фільтраційних потоків
- •9.1.4 Встановлення оптимальних величин репресії і депресії на пласт
- •9.1.5 Часткове зниження тиску нижче тиску насичення нафти
- •9.2 Фізико-хімічні методи підвищення нафтовилучення пластів
- •9.2.1 Методи для покращення заводнення
- •9.2.1.1 Застосування поверхнево-активних речовин
- •9.2.1.2 Застосування полімерів
- •9.2.1.3 Застосування лугів, кислот, пін, емульсій
- •9.2.2 Методи підвищення нафтовилучення
- •9.2.2.1 Застосування міцелярних розчинів
- •9.2.2.2 Застосування двоокису вуглецю
- •9.3 Газові методи збільшення нафтовилучення пластів
- •9.3.1 Застосування сухого вуглеводневого газу
- •9.3.2 Застосування збагаченого і зрідженого газу
- •9.3.3 Застосування газу високого тиску
- •9.3.4 Застосування інших газів і сумішей
- •9.3.5 Газоводяна дія на пласти
- •9.4 Теплові методи підвищення нафтовилучення пластів
- •9.4.1 Застосування нагрітої води
- •9.4.2 Застосування пари
- •9.4.3 Застосування внутрішньопластового горіння
- •9.5 Критерії застосування методів підвищення нафтовилучення
- •9.6 Ефективність застосування методів підвищення нафтовилучення пластів
- •9.6.1 Оцінка технологічного ефекту
- •9.6.2 Оцінка економічної ефективності впровадження методів підвищення нафтовилучення пластів
- •Контрольні запитання
- •Перелік використаних джерел
3.1 Гранулометричний склад порід-колекторів
Гранулометричним (механічним) складом породи називають кількісний (масовий) вміст у ній частинок різного розміру (дисперсності).
Від ступеня дисперсності мінералів залежать багато властивостей гірських порід: пористість, проникність, питома поверхня, капілярні властивості та ін.
Дисперсність (роздрібненість) частинок сцементованих порід вивчають на шліфах під мікроскопом. Несцементовані та слабосцементовані пісковики піддають гранулометричному аналізу, розділяючи породи на фракції, тобто дезінтегрують породу.
Оскільки розміри зерен породи зумовлюють їх загальну поверхню, яка контактує з нафтою, то від гранулометричного складу залежить кількість нафти, що залишається в продуктивному пласті у вигляді плівок на поверхні зерен, а також у вигляді капілярно втриманої нафти на породі після закінчення її видобування.
Поряд із звичайними зернистими мінералами в природі досить широко розповсюджені глинисті та колоїдно-дисперсні мінерали з розмірами частинок менше 0,1 мкм. Через значну їх загальну поверхню склад мінералів впливає на процеси поглинання аніонів та катіонів (процеси адсорбції, ступінь набухання порід у воді). Для більшості нафтогазовмісних порід розміри зерен 0,01- 1 мм.
Механічний склад несцементованих і слабосцементованих порід визначають ситовим та седиментаційним аналізами.
Ситовий аналіз сипучих або дезінтегрованих порід застосовується для роз'єднання (дезінтеграції) та розділення піску на фракції 0,05 мм і більші. Вміст менших за розмірами частинок визначають методом седиментації.
Ситовий аналіз проводиться з використанням набору каліброваних дротяних, капронових або шовкових сит з отворами 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 та 0,25 мм. Зверху ставиться сито з найбільшими отворами. Для аналізу звичайно беруть наважку породи в 5 г, дезінтегрують, просівають її на ситах протягом 15 хв. і зважують кожну фракцію, що залишилась на ситах.
Седиментаційний розподіл частинок на фракції відбувається через відмінність швидкостей осідання частинок різних розмірів у в’язкій рідині. Щоб концентрація частинок не впливала на швидкість їх осідання в дисперсному середовищі масовий вміст твердої фази не повинен перевищувати 1 %.
Швидкість осідання частинок в рідині при седиментаційному аналізі визначають за формулою Стокса:
-
.
(3.1)
Як видно з наведеної формули, для розрахунків необхідно знати густину зерен породи та рідини, кінематичну в’язкість рідини та діаметр частинок.
Результати гранулометричного складу зображають у вигляді таблиць, графіків, гістограм, циклограм, інтегральної кривої сумарного складу та розподілу зерен породи за розмірами (рисунки 3.1 і 3.2).
Масова доля фракції, % |
|
Рисунок 3.1 - Крива розподілу зерен породи за розмірами (1) і гістограма (2) |
Сумарна масова доля фракції % |
|
Рисунок 3.2–Крива сумарного гранулометричного складу зерен породи |
За даними гранулометричного складу можна виділяти різні породи: глини, алеврити, піски, а також визначають питому поверхню порід та судять про їх неоднорідність. Слід зауважити, що із збільшенням величини питомої поверхні породи переважно погіршуються її колекторські властивості.
Ступінь неоднорідності породи визначається за відношенням сумарних мас частинок, що відповідкають 60 та 10 % від загальної маси. Для порід нафтових і газових родовищ він коливається в межах 1,1-20,0. Також за даними гранулометричного аналізу підбирають розміри фільтрів, що встановлюються на вибоях свердловин для запобігання руйнування продуктивного пласта та винесення частинок породи в стовбур свердловини рідиною з пласта.