Коллекторы
Коллекторами называют горные породы, которые обладают достаточной проницаемостью, чтобы обеспечить притоки флюидов в скважины. Практически все мировые запасы углеводородов приурочены к осадочным обломочным и хемогенным карбонатным породам. Среди коллекторов различают поровые(песчаники и алевролиты), трещинные(известняки и доломиты) и кавернозныеколлекторы (карбонатные породы с крупными пустотами выщелачивания).
Две важнейшие характеристики коллекторов – их ёмкостные и фильтрационные свойства. Ёмкостные свойства определяют коэффициентом общей пористости, или просто пористостью. Это отношение суммарного объёма пустот в породе ко всему объёму породы, выраженное в процентах.
В обломочных породах из-за неплотного прилегания частиц между обломками образуются промежутки разной величины – поры. Объём пор зависит от формы и размеров зёрен, их упаковки, а также от количества цемента. Максимальная теоретическая величина пористости достигает почти 50 % при шарообразной форме обломков (рис. 3.2, а). Неправильная форма зёрен приводит к уменьшению пустотного пространства (рис. 3.2, б). Промежутки между обломками обычно заполнены глинистым, известковым, карбонатным, железистым и смешанным цементом. В итоге реально определяемая величина пористости составляет немногие проценты.
а б в
Рис. 3.2. Типы коллекторов:
а – песчаники однородные с окатанными песчинками; б – песчаники разнозернистые с
плохо откатанными зёрнами; в – трещиноватые известняки;
1 – порода; 2 – поровое и трещинное пространство
Самые большие колебания общей пористости наблюдаются в карбонатных породах. Если известняки сформировались из остатков организмов, обломков раковин с неправильной формой, неодинаковых по размерам, то они неплотно прилегают друг к другу и между ними имеется большое количество пустот. Погребённые рифовые постройки высокопористые, они содержат много пор. Если карбонатные породы возникли за счёт хемогенного выпадения из раствора, то образуются пласты плотных известняков. Их ёмкостные свойства определяются трещинами и пустотами, сформировавшимися за счёт последующих процессов выщелачивания, перекристаллизации и растрескивания при тектонических движениях (рис. 3, в). В карбонатных породах пустоты и трещины бывают самыми разнообразными, от волосяных трещин до больших пустот и полостей (каверн), заполненных подземной водой, нефтью и газом. В известняках и доломитах пористость колеблется в очень широких пределах: от долей процента до более чем 30 %.
Величина коэффициента пористости ещё не определяет коллекторских свойств породы. Очень важно, чтобы поры были связаны между собой, сообщались друг с другом. Только в этом случае по ним могут двигаться вода, нефть и газ. Часто встречаются замкнутые поры, по которым не происходит движения флюидов. Поэтому эксплуатационные качества коллектора точнее определяются эффективной пористостью. Это относительный объём пустот в породе, которые сообщаются друг с другом. Эффективная пористость всегда меньше общей пористости.
Второе важное свойство коллекторов – их фильтрационная способность, определяемая проницаемостью. Проницаемость – это способность породы пропускать через себя жидкость и газ при перепаде давления. В системе СИ проницаемость выражается в м2; в системе, принятой в нефтепромысловой практике, – в дарси (Д), при этом 1 Д = 1,02 10–12 м2 » 1 мкм2. Горная порода обладает проницаемостью в один дарси, если через её поперечное сечение площадью в 1 см2 под действием градиента давления в 1 атм/см ежесекундно протекает 1 см3 жидкости вязкостью 1 сП.
Минимальная проницаемость эффективного коллектора принимается равной 0,005 мкм2. Лабораторными опытами установлено, что нефть может двигаться по порам размером больше 1 мкм, а газ перемещается по порам значительно меньшего размера. Абсолютно непроницаемых пород нет, есть практически непроницаемые породы. Например, у глин пористость может достигать более 50 %, но они состоят из плотно прилегающих чешуек и пластинок, которые изолируют поры. Проницаемость глин ничтожно мала, и они являются барьерами на пути движения нефти и газа.
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 998;