Шарошечное долото Секторное долото

Все горные породы имеют поры, свободные пространства между зернами, т.е. обладают пористостью. Породы-коллекторы – осадочные горные породы, у которых поры, пустоты и трещины, могут быть вместилищами нефти и газа. К ним относятся: пески, песчаники, конгломераты, трещиноватые и кавернозные известняки, доломиты. Эти породы также обладают проницаемостью, т.е. способностью пропускать жидкости и газы через систему многочисленных каналов, связывающих пустоты в породе. К непроницаемым или плохо проницаемым породам относятся глины, глинистые сланцы, песчаники с глинистой цементацией. Коллекторские свойства нефтеносных пластов зависят от размера и формы зерен слагающих породу, степени отсорбированности обломочного материала, характера и степеней цементации осадков, а карбонатных пород - от пористости и трещиноватости. Пласты пористой породы, поры и трещины которой заполнены нефтью, называются нефтяными пластами или горизонтами. Промышленная ценность нефтяного месторождения определяется по проницаемости его пород - способности проникновения жидкости или газов через породу при создании перепада давления. Движение жидкостей или газов через пористую среду называется фильтрацией. Абсолютная проницаемость - проницаемость пористой среды при движении в ней лишь одной какой-либо фазы (газа или только жидкости). Эффективная (фазовая) - проницаемость породы при одновременной фильтрации различных жидкостей и газа.

Для образования нефтяной залежи необходимы определенные условия. Это наличие пласта- коллектора, наличие над ним непроницаемых пластов экранов для ограничения движения жидкости вверх, определенное расположение пласта в толще земной коры, т.е. наличие нефтяной ловушки.

Нефть - это сложная смесь углеводородов. В среднем в нефти содержится: 82-87% углерода, 11-14% водорода, 0.4 -1.0% примесей - соединений, содержащих кислород, азот, серу, асфальтовые и смолистые вещества. При подогреве нефти в зависимости от температуры из нее вначале испаряются самые легкие - бензиновые фракции, затем более тяжелые - керосиновые, соляровые и т.д. Считают, что фракции нефти, кипящие в интервалах 40-200С - бензиновые, 150-300С - керосиновые, 300-400С - соляровые, выше 400С - масляные. Содержание в нефти большого количества смолистых и парафинистых соединений делает ее вязкой и малоподвижной, что вызывает необходимость проведения особых мероприятий для извлечения ее на поверхность и последующей транспортировки по трубопроводам. Содержание в нефти сернистых соединений ухудшает ее качество, вызывает осложнения в добыче нефти. О качестве нефти в промысловой практике ориентировочно судят по ее плотности. Плотностьхарактеризуется массой, приходящейся на единицу объема. Плотность нефти при нормальных условиях колеблется от 700 до 1000 кг/м3. Легкие нефти с плотностью до 880 кг/м3 наиболее ценные, т.к. обычно в них содержится больше бензиновых и масляных фракций. Важнейшее физическое свойство любой жидкости, в том числе и нефти - вязкость, т.е. свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц при движении. Вязкость пресной воды при температуре +20С составляет 1мПа.с. Вязкость нефтей добываемых в России в зависимости от характеристики и температуры изменяется от 1 до нескольких десятков мПа.с. С повышением температуры вязкость нефти уменьшается. С увеличением количества растворенного газа в нефти вязкость нефти также значительно уменьшается. Как известно при углублении в земную кору наблюдается увеличение температуры пластов. В среднем по России температура увеличивается на 3 градуса при углублении через каждые 100 м. Это наблюдается на первых 20 км земной коры. По этим причинам вязкость нефти в пластовых условиях всегда меньше, чем вязкость на поверхности.

Различные типы пустот в породе

а — хорошо отсортированная порода с высокой пористостью;

б — плохо отсортированная порода с низкой пористостью;

в — хорошо отсортированная пористая порода;

г — порода, пористость которой уменьшена в результате отложения минерального вещества в пустотах между зернами;

д — порода, ставшая пористой благодаря растворению;

е — порода, ставшая коллектором благодаря трещиноватости.

Газы, добываемые из нефтегазовых залежей вместе с нефтью, называют нефтяными газами. Они представляют собой смесь углеводородов - метана, этана, пропана, бутана и др. Самый легкий из всех углеводородов - метан. В газах добываемых из нефтяных и газовых месторождений метана содержится от 40 до 95%. Относительная плотность (отношение массы объема данного газа к массе такого же объема воздуха) нефтяных газов колеблется от 0.554 (метан) до 2.49 (пентан). При нормальных условиях метан и этан находятся в газообразном состоянии. Следующие за ним по относительной плотности пропан и бутан, также относятся к газам, но легко переходят в жидкость, даже при небольших давлениях. В зависимости от преобладания в нефтяных газах легких (метан, этан) или тяжелых (пропан и выше) углеводородов газы разделяются на сухие - природный газ, который не содержит тяжелых углеводородов или содержит их в незначительных количествах. Жирные - газ, содержащий тяжелые углеводороды в таких количествах, когда из него целесообразно получать сжиженные газы или газовые бензины. Коэффициент растворимости газа (газовый фактор) показывает, сколько газа растворяется в единице объема жидкости при повышении давления на единицу. Со снижением давления до определенного значения (давление насыщения) начинает выделяться растворенный в нефти газ. Газовый фактор не на всех месторождениях одинаков. Он обычно колеблется от 30 м3/м3 до 100 м3/м3 и выше. Давление, при котором из нефти начинают выделяться первые пузырьки растворенного газа, называют давлением насыщения пластовой нефти. Это давление зависит от состава нефти и газа, соотношения их объемов и от температуры.

Пластовые воды имеются в большинстве нефтегазовых месторождениях и являются обычным спутником нефти. Помимо пластов, в которых вода залегает вместе с нефтью, встречаются и чисто водоносные пласты. Пластовые воды обычно сильно минерализованы. Степень их минерализации колеблется от нескольких сот граммов на 1 м3 в пресной воде и до 80 кг/м3 в концентрированных рассолах. Минеральные вещества, содержащиеся в пластовых водах, представлены солями натрия, кальция, магния, калия и других металлов. Основные соли пластовых вод - хлориды, а также карбонаты щелочных металлов. Плотность пластовой воды в зависимости от количества растворенных в ней солей достигает - 1,2 г/см3. Вязкость пластовой воды в большинстве нефтяных месторождений меньше вязкости нефти. Пластовые воды обладают электропроводностью, которая зависит от степени ее минерализации.

Н — высота залежи;

h_г, h_н — высоты соответственно газовой шапки и нефтяной части залежи.

Пластовое давление - показатель, характеризующий горное давление. Чем больше пластовое давление, тем большей энергией обладает пласт. Пластовое давление определяется статическимуровнем жидкости в скважине. Статический уровень устанавливается в скважинах, из которых не производится отбор жидкости. Пластовое давление может быть определено по формуле

Рпл = Нrg + Ризб где,

Рпл - пластовое давление, Па