Тонкослоистые пласты
.pdfvk.com/club152685050Пракmuческuе|аспектыvk.com/id446425943геофизических исследований скважин
162
ляется избирательным из-за минералогических различий в осадочной породе и приводит к образованию мульдовой пористости. Не связан
ное со структурой выщелачивание, как правило, приводит к образова
нию больших пустот или карстов.
•Доломитизация. Это процесс замещения СаСОз соединением СаМg(СОЗ)2.
Входе этого процесса возникает пористость и она по своей природе
обычно бывает полостной или межкристаллической.
10.2.3.Образование тектонических нарушений и деформация осадочных пород
На осадочные породы любого месторождения действует сила гравита
ции, а также силы, оказывающие растягивающее или сжимающее дейс
твие в каком-либо горизонтальном направлении. Эффекты растягивания могут возникать вследствие (а) недостаточной боковой поддержки близ лежащими осадочными породами, (Ь) движения нижележащих пород
или (с) неустойчивости покрывающей толщи, возникающей из-за раз
личной степени сжатия или соляных диапиров. Эффекты сжатия могут
возникать вследствие (а) гравитационного сдвига пород по наклонным
поверхностям геологического фундамента или (Ь) перемещения масси
вов самого фундамента.
Основные особенности, наблюдаемые в тектонических процессах, свя
занных с растяжением пород:
•Конседиментационные разломы. Существуют тектонические наруше
ния, в которых толщина пластов в сброшенном блоке превышает тол
щину пластов (в пределах одного и того же геологического периода
времени) во взброшенном блоке. Сброшенный блок осел быстрее, чем
взброшенный, и в нем накопилось большее количество осадочных по
род. Крутизна плоскости нарушения обычно уменьшается с глубиной
(рис. 10.2.1).
•Опрокинутые антиклинали. Существуют конседиментационные анти
клинали, в которых комплекс пород утолщается от гребня к крыльям
структуры. Крылья опускались быстрее, чем гребень, и накопили оса
дочные породы большей толщины.
•Сбросы (нормальные разломы). Перемещение фундамента во время или
после отложения осадочных материалов может стать причиной тек
тонических нарушений. В случае сброса осадочные породы с верхней
стороны плоскости нарушения перемещаются вертикально вниз отно
сительно осадочных пород, находящихся с нижней ее стороны (рис.
10.2.1).
•Соляные купола. Во время пермского и триасового периодов от океанов были изолированы большие объемы морской воды, и их последующее
vk.com/club152685050Пеmроф| vkuзu.каcom/id446425943u nромысловая геология 165
10.2.4. Аномальное пластовое давление
Нормальные давления определяются гидростатическим градиентом
(как правило, 0,45 (фунт/дюйм2 )/фут) от поверхности до определенной
глубины. Значительное отклонение от него расценивается как аномальное.
Основные причины возникновения аномального давления:
•Низкий уровень грунтовых вод или высокая абсолютная отметка. В го ристых областях уровень грунтовых вод находится на большой глуби
не по отношению к поверхности, и при бурении скважины в верхней
части проходка осуществляется в сухой породе.
•Наличие углеводородов. Наличие столба углеводородов над водоносной
зоной приводит К тому, что пластовое давление в продуктивной части
разреза будет больше, чем если бы там присутствовала только вода.
Более подробно эта ситуация обсуждается в главе 2.
•Истощение залежи. Добыча из залежи, где водонапорный режим или за
качка воды недостаточны для компенсации объемов отбора, приводит
кпадению пластового давления. До некоторой степени это падение дав
ления компенсируется давлением газа, выделяющегося из нефти, или наличием слабодренируемых низкопроницаемых зон. Однако эти про
цессы всегда следуют за добычей с отставанием. В некоторых случаях
падение давления, связанное с истощением залежи, может быть очень существенным (до 5000 фунт/дюйм2 ) И приводить К серьезным пробле
мам при бурении дополнительных эксплуатационных скважин.
•Неустойчивость при сжатии. При захоронении осадков вода может
отжиматься из поровorо пространства незамкнутorо резервуара из-за
увеличения давления покрывающих пород. В этом случае соответс
твенно возрастает нагрузка на скелет пород-колекторов. Если вода не
может уйти из резервуара или может уйти лишь частично, часть веса
покрывающих пород перераспределяется на поровый флюид и приво
дит К существенному повышению пластового давления. Глины в про цессе разработки месторождений обычно являются непроницаемыми,
но в масштабе геологического времени, когда идет процесс образо вания и захоронения осадков, из них достаточно быстро отжимается
свободная вода, способствуя сохранению равновесного состояния. Та
кой аномальный рост давления может возникать в условиях, когда: (а) проницаемость глины уменьшается по мере сжатия, (Ь) толщина гли
нистой породы велика, (с) глинистая порода структурно неустойчива или (d) скорость погружения породы очень велика.
• Воздействие температуры на давление. Когда часть погружающихся
осадков изолирована перекрывающими породами и сохраняет неиз
менный объем, повышение температуры с глубиной может привести
к быстрому росту давления в этом комплексе.
vk.com/club152685050166 Практuческuе| аспектыvk.com/id446425943геофизических исследований скважин
•Фазовые переходы. Объем воды в системе может увеличиваться, при
водя к увеличению порового давления: (а) при обезвоживании глин, в особенности когда монтмориллонит переходит виллит; (Ь) при пе
реходе гипса в ангидрит.
•Осмос. Когда два комплекса характеризуются разной степенью мине
рализации пластовых вод и разделяются полупроницаемым прослоем
(например, глиной), вода из коллектора с меньшей минерализацией бу дет перетекать в коллектор с большей минерализацией, вызывая в нем рост пластового давления. Теоретически такие перепады давления мо
гут достигать 3000 фунт/дюйм2 , хотя на практике этого наблюдать ни
когда не удавалось.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ГЛАВА 11
ФИЗИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫРАЗРА&ОТКИ
МЕСТОРО)КДЕНИЙ
11.1. ОСНОВНЫЕ СООТНОШЕНИЯ,
ОПИСЫВАЮЩИЕ ПОВЕДЕНИЕ ГАЗОВ
Рассмотрим газ, поведение которого описывается графиком, изобра
женным на рис. 11.1.1.
Линия, разделяющая области, где вещество находится в жидком или газообразном состоянии, называется линией давления насыщенных па
ров. Следовательно, при пересечении кривой на графике в направлении
слева направо происходит кипение жидкости, и она переходит в газооб разное состояние; при пересечении же этой кривой в обратном направ
лении происходит конденсация газа и переход его в жидкое состояние.
Выше критической точки, определяемой давлением Ре и температурой 7;, находится только фаза, в которой газ и жидкость неразличимы.
Уравнение состояния связывает давление, объем и температуру вещес
тва. Для газов при низких давлениях в диапазоне от средних до высоких температур может быть записано уравнение состояния идеального газа:
pV = nRI; |
(11.1.1) |
|
где |
р - |
давление, H/M2; |
|
V - |
объем, м3; |
|
n - |
число молей; |
|
R - |
газовая постоянная (8,3143 дж/ОКfмоль); |
|
Т - |
температура, ОК = (ОС + 273). |
167
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
|
170 |
Пракmuческuе аспекты геофизических исследований скважин |
Уnpaжвщme 11.1. Определевиеmютиости воздуха
Рассчитайте плотность воздуха при нормальных условиях: температу ра = 15,5 ОС; давление = 1 атм. Молекулярная масса воздуха составляет 29 кг/кмоль.
Коэффициент расширения газа (Е) связывает объем фиксированно
го числа молей газа при нормальных условиях с их объемом в условиях
коллектора. Он определяется как:
Е = объем при нормальных условиях (15,5 ОС; 1,10325 х |
|
х 105 Н/м2 )/объем при пластовых условиях. |
(11.1.9) |
С помощью уравнения 11.1.4 можно показать, что: |
|
Е = 1,965 х 10-4 P/(Z Х 1), |
(11.1.10) |
где Р - в Н/м2, а Т - в градусах К. Очень часто это соотношение запи
сывается в единицах измерения, принятых в международной практике
нефтедобычи, и тогда оно выглядит следующим образом:
Е = 35,37 х P/(Z х 1), |
(11.1.11) |
где Р - в барах, а Т - в градусах Рэнкина (Rankine) (OR |
ор + 460 = |
= ОК Х 1,8).
11.2. ПОВЕДЕНИЕ НЕФТЕЙ И ЖИРНЫХ
ГАЗОВ В УСЛОВИЯХ ЗАЛЕЖИ
Обычно нефтяные залежи представляют собой многокомпонентные системы. Другими словами, присутствующий в них газ находится либо только в растворенном виде, либо еще и в виде свободного газа. Поэ-
Таблица 11.1.1 Свойства rаэов
|
|
Молекулярноя |
Р" |
Т" |
|
Газ |
Формула |
масса, кr/кмоль |
Н/м' |
ок |
|
Метан |
СН4 |
16 |
4,61 |
х 106 |
191 |
Этан |
С'Н6 |
30 |
4,88 |
х 106 |
306 |
Пропан |
СзН, |
44 |
4,25 |
х 10' |
370 |
Азот |
N, |
28 |
3,4 х 10' |
126 |
|
|
|
|
|
|
|
