НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВАЯ ГЕОЛОГИЯ
.pdfФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
КАВЕРНОЗНОСТЬ
Кавернозность горных пород обусловливается существованием в них вторичных пустот в виде каверн. Кавернозность свойственна карбонатным коллекторам.
Следует различать породы микрокавернозные и макрокавернозные.
К первым относятся породы с большим количеством мелких пустот, с диаметром каверн (пор выщелачивания) до 2 мм, ко вторым - с рассеянными в породе более крупными кавернами - вплоть до нескольких сантиметров.
Средняя пустотность микрокавернозных пород обычно не превышает 13-15%, но может быть и больше.
Макрокавернозные коллекторы в чистом виде встречаются редко, их пустотность достигает не более 1-2%. При больших толщинах продуктивных карбонатных
отложений и при такой емкости коллектора запасы залежей могут быть весьма значительными.
Коэффициент кавернозности Кк равен отношению объема каверн VK к видимому
объему образца Vобр : |
Кк = VK /VO6P. |
Если порода целиком |
кавернозна, то Кк = (Vобр. - Vмин/Vобр./, |
где Vмин - объем минеральной части породы.
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ТРЕЩИНОВАТОСТЬ
Трещиноватость горных пород обусловливается наличием в них трещин, не заполненных твердым веществом. Залежи, связанные с трещиноватыми
коллекторами, приурочены большей частью к плотным карбонатным коллекторам, а в некоторых районах и к терригенным отложениям. Наличие
разветвленной сети трещин, пронизывающих эти плотные коллекторы, обеспечивает значительные притоки нефти к скважинам.
Качество трещиноватой горной породы как коллектора определяется густотой и раскрытостью трещин.
По величине раскрытости трещин в нефтегазопромысловой геологии выделяют макротрещины шириной более 40-50 мкм и микротрещины шириной до 40-50 мкм.
Макротрещиноватость в основном свойственна карбонатным коллекторам Изучение макротрещиноватости проводят на основе визуального исследования стенок скважины по фотографиям, полученным с помощью глубинных фотокамер, а также по данным гидродинамических исследований скважин. Микротрещиноватость изучают на образцах - на больших шлифах с площадью до 2000 мм2 или крупных образцах кубической формы со стороной куба 5 см.
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ТРЕЩИНОВАТОСТЬ
Промыслово-геологическая классификация пород-коллекторов
|
|
(по М.И. Максимову) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Коллектор |
|
|
|
|
Литологический состав |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тип |
Порода |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
Поровый |
Пористая |
|
Гранулярные коллекторы, несцементированные и |
||||
|
|
|
сцементированные (пески, песчаники, алевролиты, |
||||
|
|
|
переотложенные известняки) |
|
|||
Каверновый |
Кавернозная |
|
Карбонатные крупно- и мелкокавернозные породы |
||||
|
|
|
(известняки, доломитизированные известняки, |
||||
|
|
|
доломиты) |
|
|
||
Трещинный |
Трещиноватая |
|
Плотные породы (плотные известняки, мергели, |
||||
|
|
|
алевролиты, хрупкие сланцы) |
|
|||
Трещинно-поровый |
Трещиновато- |
пористая |
Гранулярные |
коллекторы, |
сцемен- |
||
|
|
|
тированные |
(песчаники, |
алевролиты, |
||
|
|
|
переотложенные карбонатные породы) |
|
|||
Трещинно- |
Трещиновато- |
|
|
|
Карбонатные породы |
|
|
|
|
|
|||||
каверновый |
кавернозная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Трещинно-порово- |
Трещиновато- |
пористо- |
|
|
|
То же |
|
|
|
|
|
||||
каверновый |
кавернозная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Керново-поровый |
Кавернозно-пористая |
|
|
|
То же |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
НЕФТЕ-, ГАЗО-, ВОДОНАСЫЩЕННОСТЬ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ
Коэффициентом нефтенасыщенности Кн (газонасыщенности Кг)
называется отношение объема нефти (газа), содержащейся в открытом пустотном пространстве, к суммарному объему пустотного пространства.
Коэффициентом водонасыщенности Кв коллектора, содержащего нефть или газ, называется отношение объема остаточной воды, содержащейся в открытом пустотном пространстве, к суммарному объему открытых пустот.
Кн, Кг, Кв выражают в процентах от объема открытого пустотного пространства.
Указанные коэффициенты связаны следующими соотношениями:
для нефтенасыщенного коллектора Кн + Кв = 1; для газонасыщенного коллектора Кг + Кв = 1;
для газонасыщенного коллектора, содержащего кроме остаточной воды еще и нефть Кг + Кн + Кв = 1
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
НЕФТЕ-, ГАЗО-, ВОДОНАСЫЩЕННОСТЬ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ
Полагают, что нефтенасыщенные и газонасыщенные пласты первоначально были полностью насыщены водой. При образовании залежей нефть и газ
вследствие их меньшей плотности мигрировали в повышенные части пластов, вытесняя оттуда воду. Однако вода из пустотного пространства вытеснялась не
полностью, вследствие чего нефтегазонасыщенные пласты содержат некоторое количество воды, называемой остаточной. Относительное содержание этой воды
в пустотном пространстве тем больше, чем меньше размер пустот и проницаемость коллектора.
Остаточная вода содержится в залежах в виде пленки на стенах пор, каверн, трещин. Для нефтегазопромысловой геологии интерес представляет остаточная вода, содержащаяся в открытом пустотном пространстве.
Количество остаточной воды может быть определено способами экстрагирования образцов в приборе Дина и Старка или в приборах С.Л.Закса. В
обоих случаях взвешенный образец помещают в емкость, где он обрабатывается кипящим растворителем нефти. При кипении вода испаряется вместе с растворителем, попадая в холодильник, где и конденсируется. Так как вода
тяжелее применяемых углеводородных растворителей, то она накапливается в нижней части градуированной ловушки
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
НЕФТЕ-, ГАЗО-, ВОДОНАСЫЩЕННОСТЬ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ
По мнению ряда исследователей, к гидрофобным следует относить породы, содержащие менее 10 % остаточной воды (Кв ≤ 0,1).
При значении коэффициента водонасыщенности более 0,1 породы считают гидрофильными.
Необходимость различать гидрофильные и гидрофобные коллекторы обусловлена тем, что в первых процесс вытеснения нефти из пустотного пространства при прочих равных условиях и высокой проницаемости протекает значительно легче, чем во вторых.
Вгидрофильном коллекторе вся нефть находится в подвижном состоянии
ипри ее вытеснении как бы скользит по пленке воды.
Вгидрофобном коллекторе часть нефти, образуя пленку на стенках пустот, не участвует в процессе движения, вследствие чего увеличиваются потери нефти в пласте. Эти особенности следует изучать и учитывать при подсчете запасов и проектировании разработки, определяя величину конечного нефтеизвлечения при возможных системах разработки.
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ. ПРОНИЦАЕМОСТЬ,
Проницаемость - способность горной породы пропускать через себя
жидкости и газы при перепаде давления.
Абсолютно непроницаемых тел в природе нет. При сверх высоких давлениях все горные породы проницаемы. Однако при сравнительно небольших перепадах
давления в нефтяных пластах многие породы в результате незначительных размеров пор оказываются практически непроницаемыми для жидкостей и газов.
Хорошо проницаемыми породами являются: песок, песчаники, доломиты,
доломитизированные известняки, алевролиты, а так же глины, имеющие массивную пакетную упаковку.
К плохо проницаемым относятся: глинистые сланцы, мергели, песчаники с обильной глинистой цементацией, глины с упорядоченной пакет. упаковкой.
|
20-30 нм |
|
|
|
Массивная упаковка глин - фильтрация |
6-16 нм |
пакет |
происходит через каналы между пакетами |
|
|
Упорядоченная пакетная упаковка глин -
фильтрация практически не происходит
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ. ПРОНИЦАЕМОСТЬ,
H1-H2
Q
F
H1
H2
L
Схема экспериментальной установки Дарси для изучения течения воды через песок
Проницаемость г.п. в случае линейной фильт- рации определяется по закону Дарси: объемный расход жидкости, проходящий сквозь породу при ламинарном движении прямо пропорционально коэффициенту проницаемости поперечного сечения этой породы, перепаду давления, и обратно пропор- ционально вязкости жидкости и длине пройденного пути.
Q Kпр
где Q-объемный расход жидкости в м3/с; Kпр – коэффициент проницаемости в м2; F – площадь поперечного сечения в м2;- вязкость флюида в Па с;
L – длина пути в см;
(P1-P2) – перепад давления в Па;
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ. ПРОНИЦАЕМОСТЬ,
В случае фильтрации газа коэффициент проницаемости рассчитывается по формуле:
Kпр |
2Q0P0 L |
|
F(P2 |
P2) |
|
|
1 |
2 |
где Q0-объемный расход газа приведенный к атмосферному давлению ; Р0 – атмосферное давление в Па;
F – площадь поперечного сечения в м2;- вязкость флюида в Па с;
L – длина пути в см;
P1 - начальное давление в Па;
P2 – конечное давление в Па;
Абсолютная проницаемость - характеризует физические свойства породы, т.е. природу самой среды
Эффективная проницаемость - характеризует способность среды пропускать через себя жидкость, или газ в зависимости от их соотношения между собой.
Относительная проницаемость - отношение эффективной проницаемости к абсолютной
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ. ПРОНИЦАЕМОСТЬ,
Проницаемость горных пород зависит от следующих основных причин:
•от размера поперечного сечения пор
•от формы пор
•от характера сообщения между порами
•от трещиноватости породы
•от минералогического состава пород