Коллекторские свойства горных пород
Горные породы, содержащие нефть, газ и воду и способные отдавать их при разработке, называются коллекторами. 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. Любая порода, которая содержит сообщающиеся между собой поры, пустоты, трещины, может стать коллектором.
Принято все коллекторы нефти и газа разделять на терригенные и карбонатные.
Терригенные коллекторы. Породы-коллекторы терригенного типа состоят из зерен минералов и обломков пород разных размеров, сцементированных цементами различного типа. Обычно эти породы представлены в разной мере сцементированными песчаниками, алевролитам, а также в виде смеси их с глинами и аргиллитами. Для характеристики терригенных коллекторов большое значение имеет их минералогический и гранулометрический составы.
По минералогическому составу терригенные коллекторы делятся на кварцевые и полимиктовые.
Кварцевый коллектор образуется в природе при условиях, когда в процессе осадконакопления превалирующее значение имеют зерна кварца. В этом случае образованная порода имеет песчаную основу (до 95 - 98 %).
Полимиктовый коллектор образуется, если при осадконакоплении помимо зерен кварца большой процент зерен представлен полевыми шпатами и продуктами их химических преобразований. Образованная порода имеет значительную примесь глинистых разностей (до 25 - 50 %), ухудшающих ее коллекторские свойства.
Карбонатные коллекторыслагаются в основном известняками и доломитами. Среди карбонатных коллекторов особое место занимают биогенные или органогенные толщи, образованные жизнедеятельностью организмов: кораллов, мшанок, моллюсков, диатомовых водорослей.
Породы-коллекторы характеризуются пористостью, проницаемостью и трещиноватостью. Пористость горной породы характеризуется наличием в ней пустот (пор), являющихся вместилищем для жидкостей (воды, нефти) и газов, находящихся в недрах Земли.
Различают общую, открытую и эффективную пористость.
Общая пористостьхарактеризуется разностью между объемом образца и объемом составляющих его зерен.
Открытая пористость или пористость насыщения характеризуется объемом тех пустот, в которые может проникать жидкость (газ) при перепадах давлений, наблюдающихся в естественных пластах.
Эффективная пористость- учитывает лишь объем открытых пор, насыщенных нефтью (или газом), за вычетом содержания связанной воды в порах.
С пористостью связаны величины насыщения пласта флюидами: водонасыщенность (Sв), газонасыщенность (Sг), нефтенасыщенность (Sн), величины, выраженные в долях или в процентах.
Связь пористости и коэффициента насыщенности (в долях):
, | (1.13) |
Так как поровое пространство породы всегда заполнено, то Sнасыщ = 1;
Sг = 1 – (Sв + Sн), | (1.14) |
Промышленную ценность нефтяного месторождения можно определить по проницаемость его пород - это фильтрующий параметр горной породы, характеризующий её способность пропускать через себя жидкости и газы при перепаде давления.
Породы нефтяных и газовых залежей имеют капиллярные каналы, средний размер которых составляет 0,0002 – 0,5 мм. При эксплуатации нефтяных месторождений в пористой среде движется нефть, газ, вода или их смеси. Поэтому для характеристики проницаемости нефтесодержащих пород различают проницаемость абсолютную, эффективную и относительную.
Абсолютная проницаемость- проницаемость пористой среды при движении в ней лишь одной какой-либо фазы (газа или однородной жидкости).
Эффективная (фазовая)- проницаемость породы для одной из жидкостей или газа при одновременной фильтрации различных жидкостей и газа.
Относительная - проницаемость пористой среды, характеризующаяся отношением фазовой проницаемости этой среды к абсолютной.
К проницаемым породам относят пески, песчаники, известняки, к непроницаемым или плохо проницаемым породам - глины, глинистые сланцы, песчаники с глинистой цементацией и т.д.
Единица измерения коэффициента проницаемости называется Дарси (Д). Обычно проницаемость выражают в миллидарси или мкм2. 1 Д » 1,02·10-12 м2 или 1мД » 1,02·10-15 м2.
Одно из важных свойств горных пород - трещиноватость, которая обуславливается густотой развития в них трещин. Трещинная проницаемость прямо пропорциональна густоте трещин в пласте. На рис. 1.4 показан пример естественной трещиноватости породы-коллектора.
Содержание в породе частиц различной величины, выраженное в весовых процентах, называется гранулометрическим (механическим)составом.
Рис. 1.4 – Наличие естественной трещиноватости в пласте-коллекторе |
От гранулометрического состава зависят не только пористость, но и другие важнейшие свойства пористой среды: проницаемость, удельная поверхность и др.
На основании результатов механического анализа, проводимого в процессе эксплуатации месторождения, для оборудования забоев нефтяных скважин подбирают фильтры, предохраняющие скважину от поступления в нее песка, подбирают режимы промывок песчаных пробок и т.д. Анализ механического состава широко применяется не только для изучения свойств, их происхождения, но и в нефтепромысловой практике. Механический состав определяют ситовым анализом (a > 0,05 мм), седиментационным, в жидкости различная скорость осаждения.
Удельная поверхность- суммарная поверхность частиц или поровых каналов, содержащихся в единице объёма горной породы. Величина ее в коллекторах нефти и газа составляет десятки тысяч квадратных метров (при диаметре зерен 0,2 мм удельная поверхность превышает 20 000 м2/м2). Вследствие этого в виде пленочной нефти и конденсата в пласте остается большое количество углеводородов.
Контрольные вопросы по теме 1
1. Нефть, ее химический состав и товарные качества.
2. Физические свойства нефти.
3. Вязкость нефти. Классификация нефти по вязкости. Зависимость вязкости от пластовых условий.
4. Давление насыщения. Влияние давления насыщения на фильтрацию жидкости в пластовых условиях.
5. Плотность нефти. Классификация нефти по плотности. Зависимость плотности от пластовых условий.
6. Понятие о сжимаемости нефти и температурном расширении.
7. Понятие об объемном коэффициенте пластовой нефти и пересчетном коэффициенте.
8. Природный углеводородный газ и его физические свойства.
9. Природный углеводородный газ, его химический состав. Группы природного углеводородного газа.
10. Понятие о газоконденсате. Сырой и стабильный конденсат. Давление начала конденсации.
11. Физические свойства пластовых вод.
12. Пластовые воды и их промысловая классификация.
13. Понятие о минерализации пластовых вод. Зависимость минерализации от пластовых условий.
14. Понятие о породах-коллекторах, терригенные и карбонатные коллектора.
15. Пористость пород-коллекторов. Генетическая классификация пористости. Виды пористости.
16. Проницаемость пород-коллекторов. Виды проницаемости. Единицы измерения.
17. Нефтегазоводонасыщенность, карбонатность и гранулометрический состав пород-коллекторов.
18. Дайте характеристику полимиктовым коллекторам.
Дата добавления: 2016-01-03; просмотров: 3024;