Геолого- промысловая характеристика продуктивного пласта.

Характеристика продуктивного пласта включает сведения: о гранулометрическом составе, коллекторских, механических свойствах; насыщенности нефтью, газом и водой.

От гранулометрических характеристик зависят коллекторских свойства пласта –пористость, проницаемость, удельная поверхность контакта пористой среды.

Разные породы обладают разными по величине порами, то есть разной пористостью. Пористостьопределяет способность породы вмещать, удерживать и пропускать определенное количествоводы, жидких и газообразных углеводородов. Пористость (количественно) - отношение объема пор к общему объему породы в %. Например пористость песчаника достигает 30%, а плотный известняк всего 5%.

Каналы, образуемые порами, условно подразделяются: 1. крупные (сверхкапиллярные), диаметром более 0,5 мм. 2. капиллярные от 0,5 до 0,0002 мм. 3. субкапиллярные менее 0,0002 мм. Отношение объема пор к объему породы называется коэффициентом полной пористости (пористостью).

Коэффициент полной пористостине может в достаточной степени характеризовать коллекторских свой свойства горных пород. Часть пор являются закрытыми, то есть друг с другом не соединены каналами. Поэтому используются коэффициенты открытой и эффективной пористости.

Коэффициент открытой пористости –отношение объема суммарного объема сообщающихся пор к объему всего образца.

Коэффициент эффективной пористости –относительный объем пор, по которым возможно движение заполняющих их жидкостей и газов.

Флюиды нефти и газа накапливаться в порах и достаточно свободно перемещаются между ними по микро трещинам. Это свойство породы коллектора называется проницаемостью.

Коэффициент проницаемости – определяется линейным законом Дарси, размерность "метр в квадрате" – образец пористой среды площадью 1 м. кв., длинной 1 м., через который при перепаде давления 1 Па расход жидкости вязкостью 1 Па/сек. Составляет 1 м. куб сек.

Нефть добывают из пластов с проницаемостью 2 х 10 в 12 степени м. кв.,газ при проницаемости 5 х 10 в 15 степени м. кв.

При разработке нефтяных и газовых месторождений пористой среде одновременно движутся нефть, газ и вода или их смеси. В результате проницаемость одной и той же пористой среды для одной фазы (жидкость или газ) будут меняться в зависимости от соотношения компонентов в смести.

Поэтому для оценки проницаемости нефтесодержащих пород введены понятия абсолютной и эффективной (фазовой)проницаемости.

Абсолютная проницаемость – степень фильтрации одного какого-либо фазы (воды, нефти, газа).

Эффективная (фазовая) проницаемость – проницаемость пористой среды при одновременной фильтрации многофазных систем. Зависит от свойств пористой среды, свойств каждой фазы в отдельности, соотношения фаз в смеси и градиента давления в пласте.

Относительная проницаемость – отношение эффективной (фазовой) проницаемости к абсолютной проницаемости.

Удельная поверхность породы называется суммарная площадь частиц, приходящаяся на единицу объема. От удельной поверхности зависят их проницаемость, содержание остаточной (связанной) воды и нефти. Промышленные месторождения имеют показатель удельной поверхности от 40000 до 230000 м.кв./м.куб.При удельной поверхности более 230000 м.кв./м.куб. (глины, глинистые пески, глинистые сланцы) породы являются слабопроницаемыми (покрышки).

Упругость пласта– это его способность изменять свой объем при изменении давления. До начала разработки пласт находится под давлением веса вышележащих пород (горное давление) и противодавление создаваемое флюидами (нефти, воды, газа). При отборе нефти и газа пластовое давление падает и под действием горного давления объем пласта, объем пор его уменьшается (снижается коэффициент пористости).

Нефтенасыщенность(газо – или водонасыщенность). Коэффициентнефтенасыщенность - объем пор заполненных нефтью к общему объему пор.

Перемещение нефти и газа происходит в две стадии. Сначала, поскольку углеводороды легче, они вытесняются из материнских пластов лежащих в нижних придонных слоях моря в выше в пористые породы. пока не достигают слоя непроницаемой горной породы им таким образом оказываются в ловушке.

Осадочные породы образуются в виде горизонтальных или слегка наклонных пластов.

По мере образования новых слоев нижние пласты на отдельных участках не выдерживают давления и прогибаются. или выдавливаются в результате перемещения горных пород, при этом они деформируются образуя складки. (Рис …)

Пласты могут быть горизонтальные и в виде складок, результат колебательных, сдвиговых и горообразовательных процессов. Выпуклость – «антиклиналь», прогиб – «синклиналь». Антиклиналь + синклиналь – полная складка.

Рис.1. Складка осадочных пород 1

В России 90% залежей «антиклиналь», за рубежом около 70%. Размеры антиклиналей, длинна – 5-10.. км, ширина 2…3.. км, высота 50…70… м.

Самое крупное в мир - Гавар (Саудовская Аравия) имеет размеры 225х25 км высота 370 м, Газовое месторождение - Уренгой 120х30 км высота 200 м

Наилучшими коллекторскими свойствами обладают поровые породы.

Покрышки - практически непроницаемые горные породы, химического или смешанного происхождения, не нарушенные трещинами. Чаще всего – это глины (непроницаемы для воды и нефти), реже – каменная соль и известняки.

Короткая антиклиналь, свод которой снижается от верхней точки во всех направлениях, называется куполом. Купол наиболее интерес в теории залегания и поиска нефти.

Существует вид деформации горных пород – сброс.Породы при подвижках земной коры образуют вертикальные разломы и смещения (трещины) так называемые линии кливажа. Один из видов смещения - сброс. Величина - сбросов от нескольких сантиметров до нескольких километров. Сбросы могут быть нормальные,то есть вертикальные или поперечные, то есть горизонтальные или смешанные.

Движение земной коры – наиважнейший фактор формирования так называемых ловушек для флюидов нефти и газа. Флюиды непрерывно двигаются вертикально и горизонтально, пока не попадают в такие ловушки, образованные непроницаемыми породами.

Три типа ловушек – структурные, стратиграфические, комбинированные. Структурные - в результате образования складки и сброса (изменение структуры). Стратиграфические– результат изменения литологии горной породы, изменения типа породы или ее пористости. Комбинированные - сочетание двух вышеназванных.

Для образования залежей необходимо наличие трех факторов: 1. источникнефти и газа, 2. порода коллектор– пористый, проницаемый пласт, 3. ловушка – барьер, перед которым жидкость или газ остановились и начали накапливаться.

Скобление углеводородов в ловушке достаточное для промышленной разработки называется залежью.