Природные коллекторы

Природные коллекторы нефти и газа.Физические свойства горных пород

Природные коллекторы нефти и газа.Физические свойства горных пород — Методические Указания, раздел Физика, ФИЗИКА ПЛАСТА 2.1 Классификация Горных Пород По Происхождению. Осадоч­Ные Породы. Классифик.

2.1 Классификация горных пород по происхождению. Осадоч­ные породы. Классификация осадочных пород.

2.2 Гранулометрический состав пород. Определение гранулометрического состава пород. Ситовой и седиментационный анализ.Изображение гранулометрического состава; практические приложения результатов анализа.

2.3 Пористость горных пород. Пористость фиктивного грунта. Коэффициенты полной, открытой, эффективной, динамической порис­тости и методаих определения. Лабораторные методы определения газонасыщенной пористости газоносных коллекторов.

2.4 Проницаемость горных пород. Коэффициенты абсолютной и фазовой проницаемостей. Относительная проницаемость. Фильтрация нефти и газа а пористой среде. Закон Дарси. Нарушение линейного закона при фильтрации нефти и газа. Определение коэффициента проницаемости при нелинейном законе фильтрации. Вклад русских ученых в изучение нелинейной фильтрации, методы и аппаратура для определения коэффициентов проницаемости сцементированных и рыхлых пород. Связь проницаемости с пористостью и размерами поровых каналов. Изменение проницаемости в зависимости от различ­ных факторов: давления, температуры, выпавшего конденсата и др. Расчетные методы оценки абсолютной и фазовой проницаемости гор­ных пород.

2.5 Трещиноватость и кавернозность горных пород. Классифи­кация трещиноватых пород по строению порового пространства. Параметры трещиноватости. Методы изучения трещиноватости и кавернозности. Влияние трещин и каналов на проницаемость горных пород.

2.6 Распределениепор по размерам. Кривые «капиллярное давление-насыщенность».Приложение их в промысловой практике.Функция Леверетта.

2.7 Удельная поверхность горных пород и методы ее опреде­ления. Влияние гранулометрического состава пород на величину удельной поверхности. Связь удельной поверхности с нефтегазоконденсатоотдачей пласта и его коллекторскими свойствами.

Рисунок 6 – Изменение плотности нефтей в зависимости от температуры

( цифры на кривых обозначают плотность нефти в кг/ м 3 при 15,5 0 С)

2.8 Насыщенность порового пространства пород нефтью, водой и газом. Пространственное расположение флюидов в порах пород. Методы определения водо- и нефтенасыщенностн горных пород.

2.9 Механические свойства горных пород. Напряженное состояние пород в нетронутом массиве. Влияние скважин (выработок) на напряженное состояние. Основные механические свойства горных пород: упругость, сжимаемость, прочность на сжатие и на разрыв, пластичность, набухаемость, твердость. Деформация пород. Основные показатели механических свойств коллекторов. Коэффициент объемной упругости пористых сред. Состояние горных пород на больших глубинах.

2.10 Тепловые свойства горных пород: теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность. Методы определения тепловых свойств горных пород. Основные данные горных пород по тепловым свойствам. Факторы, влияющиена механические и тепловые свойства нефте-, водо-, газосодержащих пород.

Природные коллекторы нефти и газа

Природные коллекторы нефти и газа. Коллектором называется горная порода (пласт, массив), обладающая способностью аккумулировать (накапливать) углеводороды и отдавать (фильтровать) пластовые флюиды: нефть, газ и воду. Горные породы по происхождению (генезису) разделяются на осадочные (пески, песчаники, доломиты, алевролиты, известняки), магматические (изверженные) и метаморфические.

Слайд 6 из презентации «Физические свойства горных пород». Размер архива с презентацией 1555 КБ.

«Проницаемость пород» — Нефтяное месторождение. Проницаемость. Пористость. Модель нефтяной залежи. Капиллярометрия. Неоднородность пласта. Уравнение Козени-Кармена. Линейный закон Дарси. Область фильтрации воды. Фазовая проницаемость. Оценочная классификация. Абсолютная (физическая) проницаемость.

«Породы земной коры» — Соли. Метаморфизм. Горные породы. Горная порода. Характеристика горных пород по плану. Изумруд. Породы земной коры. Природа. Классификация полезных ископаемых. Магматические горные породы. Представьте себя любой по выбору горной породой. Породы, слагающие земную кору. Видны зерна минералов. Земная кора. Характеристика горных пород.

«Шунгит» — Только с 1769 по 1830 год здесь наломали 200 000 тонн мрамора. Мрамор. Шунгит – горная порода, образовавшаяся в докембрийском периоде (приблизительно 2-3 млрд. лет назад). Мрамор тут добывали еще с конца XVII века. Шунгит. Мрамор и Шунгит. Здесь на дне мелководий древнего океана собирались огромные количества известковых оболочек водорослей. Тысячелетиями дно океана покрывалось отмершими сине-зелеными водорослями.

«Горные породы по происхождению» — Группы по происхождению. Осадочные горные породы. Горные породы, минералы и полезные ископаемые. Породы химического происхождения. Образование глинистых и обломочных пород. Заполнить таблицу. Глубинные и излившиеся горные породы. Опиши горную погоду. Метаморфические горные породы. О каких горных породах идёт речь. Плотная или рыхлая горная порода. Основные виды горных пород. Известняк. Магматические горные породы.

«Горные породы Земли» — Для чего изучают земные глубины? Мрамор, гнейс, алмаз. Что называется минералами? Осадочные. М.Пришвин. Песок, глина, гравий, валуны. Обломочные. Литосфера. Магматические: глубинные и излившиеся. Проверь себя: Соли, гипс. Химические. Белый как сахар, Но не сладкий. Органические. Чёрен как ворон, а греет как Солнце. «Метаморфоз» — превращение. Базальт. Глубже роет Иван, тверже становятся породы. Метаморфические горные породы «метаморфоз» — превращение.

«Физические свойства горных пород» — Фильтрация смеси жидкости и газа. Удельная поверхность горных пород. Наука, изучающая физические свойства пород. Карбонатность горных пород. Пористость горных пород. Основные коллекторские свойства горных пород. Зависимость проницаемости от пористости. Природные коллекторы нефти и газа. Насыщенность. Фиктивный грунт. Гранулометрический (механический) состав пород. Коэффициенты пористости. Структурный коэффициент.

Всего в разделе «Горные породы» 13 презентаций

Коллекторы нефти и газа

КОЛЛЕКТОРЫ НЕФТИ И ГАЗА (от cp.-век. лат. соllector — собиратель * а. oil and gas reservoirs; н. Erdol-Erd gasspeichergesteine, Erdol- und Gasspeicher; ф. roches-reservoirs de petrole et de gaz, roches-magasins de petrole et de gaz; и. rocas reservorios de gas у petroleo) — горные породы, способные вмещать жидкие, газообразные углеводороды и отдавать их в процессе разработки месторождений. Критериями принадлежности пород к коллекторам нефти и газа служат величины проницаемости и ёмкости, обусловленные развитием пористости, трещиноватости, кавернозности. Величина полезной для нефти и газа ёмкости зависит от содержания остаточной водонефтенасыщенности. Нижние пределы проницаемости и полезной ёмкости определяют промышленную оценку пластов, она зависит от состава флюида и типа коллектора.

Долевое участие пор, каверн и трещин в фильтрации и ёмкости определяет тип коллектора нефти и газа: поровый, трещинный или смешанный. Коллекторами являются породы различного вещественного состава и генезиса: терригенные, карбонатные, глинисто-кремнисто-битуминозные, вулканогенно-осадочные и другие.

Коллекторские свойства терригенных пород зависят от гранулометрического состава, сортированности, окатанности и упаковки обломочных зёрен скелета, количества, состава и типа цемента. Эти параметры обусловливают геометрию порового пространства, определяют величины эффективной пористости, проницаемости, принадлежность пород к различным классам порового типа коллекторов. Минеральный состав глинистой примеси, характер распределения и количество её влияют на фильтрационную способность терригенных пород; увеличение глинистости сопровождается снижением проницаемости.

Коллекторские свойства карбонатных пород определяются первичными условиями седиментации, интенсивностью и направленностью постседиментационных преобразований, за счёт влияния которых развиваются поры, каверны, трещины и крупные полости выщелачивания. Особенности карбонатных пород — ранняя литификация, избирательная растворимость и выщелачивание, склонность к трещинообразованию обусловили большое разнообразие морфологии и генезиса пустот; они проявились в развитии широкого спектра типов коллекторов нефти и газа. Наиболее значительные запасы углеводородов сосредоточены в каверново-поровом и поровом типах.

Вулканогенные и вулканогенно-осадочные коллекторы нефти и газа отличаются характером пустотного пространства, большой ролью трещиноватости, резкой изменчивостью свойств в пределах месторождения. Особенность коллекторов заключается в несоответствии между сравнительно низкими величинами ёмкости, проницаемости и высокими дебитами скважин, вскрывающих залежи в этих породах. Наиболее часто встречаются трещинный и порово-трещинный типы коллекторов.

Глинисто-кремнисто-битуминозные породы отличаются значительной изменчивостью состава, неодинаковой обогащённостью органическим веществом; микрослоистость, развитие субкапиллярных пор и микротрещиноватость обусловливают относительно низкие фильтрационно-ёмкостные свойства. В некоторых разностях пористость достигает 15% при проницаемости в доли миллидарси. Преобладают трещинные и порово-трещинные коллекторы нефти и газа. Промышленная нефтеносность глинисто-кремнисто-битуминозных пород установлена в баженовской (Западная Сибирь) и пиленгской (Сахалин) свитах.

Наиболее значительные запасы углеводородов приурочены к песчаным и карбонатным рифогенным образованиям. Выявление коллекторов нефти и газа проводится комплексом геофизических исследований скважин и анализом лабораторных данных с учётом всей геологической информации по месторождению. При изучении карбонатных коллекторов нефти и газа, кроме традиционных литологических и промыслово-геофизических методов, используют фотокаротаж, ультразвуковой метод, капиллярного насыщения пород люминофорами и другие методы.

Читайте так же:  Договор на поставку газа в многоквартирный дом

Коллекторы нефти и газа

Коллекторами нефти и газа называются породы, слагающие природные резервуары, способные вмещать подвижные вещества (воду, нефть, газ) и отдавать их в естественном источнике или в горной породе при разработке в данной термобарической и геохимической обстановках. В качестве коллекторов могут выступать все известные разновидности горных пород (в одном из месторождений Восточной Туркмении даже в толще соли содержится небольшое скопление газа).

Различают гранулярные (межзерновые), трещинные, кавернозные и биопустотные коллекторы. Часто встречаются промежуточные разности, особенно трещинно-кавернозные и гранулярно-трещинные.

Гранулярными являются в основном песчано-алевритовые породы и некоторые разности карбонатных – оолитовые, обломочные известняки, а также остаточные породы (дресва выветривания). Пустоты коллекторов представлены порами.

Трещинными коллекторами могут быть осадочные породы, изверженные и метаморфические. Трещины определяют, главным образом, проницаемость этих образований.

В качестве трещинных коллекторов среди осадочных пород чаще всего выступают карбонатные, но бывают и песчано-алевритовые и даже глинистые, которые ранее могли являться нефтегазопроизводящими. Кавернозные коллекторы чаще всего связаны с зонами выщелачивания с образованием пустот (каверн, пещер) в карбонатных и эвапоритовых толщах. В качестве основного процесса, образующего пустоты, чаще всего выступает карстообразование.

Биопустотные коллекторы связаны с органогенными карбонатными породами, пустоты носят внутрискелетный и межскелетный характер. Характеризуя породу-коллектор, необходимо, прежде всего, учитывать ее емкость, т.е. способность вмещать в себя определенный объем нефти и газа, и способность отдавать – пропускать через себя нефть и газ. Первое свойство контролируется пористостью пород, а второе – ее проницаемостью.

Пористость горных пород

Суммарный объем всех пустот в породе, включая поры, каверны, трещины, называют общей или абсолютной (теоретической) пористостью. Общая пористость измеряется коэффициентом пористости, представляющим собой отношение всего объема пор к объему породы в долях единицы или процентах. Часть пор в породе оказывается не связанной между собой. Такие изолированные поры не охватываются потоком флюида при разработке. Кроме того, изолированные поры могут быть заполнены водой или газом. Поэтому выделяют открытую пористость – отношение объема открытых пор к объему породы.

Открытая пористость всегда меньше теоретической. Некоторые каналы исключаются из процесса движения флюида и оказываются неэффективными ввиду их малого диаметра, величины смачиваемости стенок канала и т.д. Отношение объема эффективных пор к объему породы называется эффективной пористостью, которая выражается в долях единицы или процентах. Эффективная пористость всегда должна определяться по отношению к конкретному флюиду и к пластовым условиям. Ее определение возможно методами ГИС или специальными промысловыми исследованиями. Иногда используется понятие приведенной пористости, представляющей отношение объема пор к общему объему матрицы породы.

В природных условиях пористость песчано-алевритового коллектора зависит прежде всего от характера укладки зерен, от степени их отсортированности, окатанности, наличия, состава и качества цемента. Кроме того, пористость зависит от проявления и сохранения разного размера каверн и трещиноватости вследствие вторичных процессов − выщелачивания, перекристаллизации, доломитизации и др. Большое влияние на геометрию порового пространства оказывают структура и текстура пород-коллекторов. Под структурой пород понимаются внешние особенности зерен породы: их форма, характер поверхности зерен и т.д.; под текстурой − характер взаимного расположения зерен породы и их ориентация. В частности, слоистость является одним из важнейших и широко распространенных признаков текстуры.

Существенное влияние на взаимодействие пород-коллекторов с флюидом оказывает величина поверхности пор. В обломочных породах общая поверхность пор находится в обратной зависимости от размера частиц и характеризуется величиной удельной поверхности:

где f – коэффициент пористости; D – средний диаметр зерен, см.

Плотность осадочных горных пород определяется в пределах от 1,5 до 2,6 г/см3 и для обломочных образований находится в обратной зависимости от пористости.

Карбонатные породы, как уже отмечалось, часто являются коллекторами. Первичная пористость характерна для биогенных пород, обломочных известняков, онколитовых, сферолитово-сгустковых и оолитовых их разностей. Она существенно изменяется уже в диагенезе − когда происходит выщелачивание, перекристаллизация и доломитизация. Первый их этих процессов имеет определяющее значение для карстообразования. Карстообразование может начаться еще в зонах повышенной трещиноватости пород. Кавернозные известняки являются наиболее емкими коллекторами. К сожалению, часто образовавшиеся каверны заполняются кальцитом позднейшей генерации и другими новообразованиями. Процессы доломитизации могут увеличить емкость коллектора до 12%, а процессы сульфатизации и окремнения существенно ее снизить. В массивных известняках и доломитах основная емкость коллектора формируется, как правило, благодаря трещиноватости, достигая 2 − 3%.

Наиболее распространенным методом определения пористости является объемный метод, основанный на точной фиксации объема заполняющей поры жидкости.

Проницаемость горных пород. Под проницаемостью понимается способность пород пропускать через себя флюиды. Опытным путем было определено (Дарси), что скорость установившейся фильтрации пропорциональна перепаду давления:

где V – скорость фильтрации, м/с; m – динамическая вязкость, Па с; Δр – перепад давления на отрезке А1, Па/м; Кп – коэффициент проницаемости, м2. Величина проницаемости выражается через коэффициент проницаемости Кп, м2. Определение проницаемости горных пород, наряду с указанным характером размерности (Кп, м2), может выполняться также в Д (Дарси) и мД; при этом для перевода используется соотношение: 1Д = 10-15 м2.

Проницаемость зависит от размера пор, их взаимосообщаемости и конфигурации, размера зерен, плотности их укладки и взаимного расположения, отсортированности, цементации и трещиноватости. Величина коэффициента проницаемости не зависит от природы фильтрующейся жидкости через образец пористой среды и от времени фильтрации. Однако в процессе эксперимента наблюдаются и некоторые отклонения. Так, при фильтрации жидкостей в рыхлых коллекторах и наличии весьма мелких фракций песка возможна перегруппировка зерен породы (суффозия) и забивание поровых каналов мелкими частицами, изменяющими проницаемость среды. Частицы, находящиеся в нефти во взвешенном состоянии, при выпадении вызывают частичное закупоривание пор, снижая проницаемость.

В результате выделения смолистых веществ, содержащихся в сырой нефти, происходит отложение их на поверхности зерен породы-коллектора, что приводит к уменьшению поперечного сечения поровых каналов. При фильтрации воды в коллекторах, содержащих небольшой процент глинистого материала в составе песчаника, глины разбухают, что вызывает уменьшение сечения поровых каналов. При воздействии пластовых вод, особенно агрессивных, на кремнезем возможно образование коллоидального кремнезема в поровых каналах – это также ведет к их закупориванию. Из глинистых минералов, по данным Т.Т. Клубовой (1984), максимально снижают проницаемость пород минералы монтмориллонитовой группы. Примесь 2% монтмориллонита к крупнозернистому кварцевому песчанику снижает его проницаемость в 10 раз, а 5% монтмориллонита − в 30 раз. Этот же песчаник с примесью каолинита до 15% все еще сохраняет хорошую проницаемость (соответственно 150 и 100-110 мД).

Вопрос о связи между собой двух основных параметров коллекторов – пористости и проницаемости пор – достаточно сложен. Проницаемость наиболее тесно связана с размерами пор и их конфигурацией, в то время как общая пористость по существу не зависит от размера пор. Если в поровых коллекторах проницаемость пропорциональна квадрату диаметра пор, то в трещинных коллекторах она пропорциональна кубу раскрытости трещин. Проницаемость и пористость в зоне разрывных дислокаций зависят от условий и степени заполнения их при перекристаллизации и вторичной цементации.

Подавляющая часть коллекторов представлена породами осадочного происхождения, но встречаются среди них и другие типы. Так, например, на Шаимском месторождении в Западной Сибири нефть залегает в выветрелых гранитах эрезионного выступа фундамента. В месторождении Литтон-Спрингс в Техасе нефть залегает на контакте серпентинитов и вмещающих их известняков (рис. 22).

На Кубе нефть получают из серпентинитов. В месторождении Фибро в Мексике часть подземного резервуара образована изверженными породами основного состава. В Японии некоторые залежи газа связаны с туфами и лавами. Залегает нефть и в коре выветривания фундамента, сложенного изверженными и метаморфическими породами.

По данным, полученным в результате изучения свыше 300 крупнейших месторождений в мире, запасы нефти распределяются в коллекторах следующим образом: в песках и песчаниках – 57%; в известняках и доломитах – 42%; в трещиноватых глинистых сланцах, выветрелых метаморфических и изверженных породах – 1%.

Наибольшее количество залежей в разрезе осадочного чехла территории СССР приурочено к основным продуктивным пластам терригенного состава (меловые отложения Западной Сибири, карбон и девон Русской плиты). Из литолого-фациальных разновидностей среди терригенных пород в качестве нефтегазоносных наиболее часто встречаются нормальные морские мелкозернистые песчаники и алевролиты. Реже всего нефтегазоносность связана с конгломератами и породами частого флишевого переслаивания.

С карбонатными коллекторами в настоящее время связано меньше разведанных запасов нефти и газа, чем с терригенными. Отчасти это может быть объяснено недостаточной разведанностью карбонатных пород. Широкое развитие карбонатных коллекторов предполагается в пределах Восточно-Сибирской платформы.

Читайте так же:  Как получить пособие при рождении ребенка 2019

Как следует из сказанного выше, глинистые толщи имеют весьма широкое распространение. Глины выполняют роль вмещающей среды или локальных покрышек, роль коллекторов − заключенные в них прослои или линзы песков, песчаников, карбонатных пород. Однако еще в начале XX столетия были получены притоки нефти и газа и непосредственно из глин в Калифорнии (США), затем в других районах мира и, наконец, из битуминозных глин баженовской свиты Западной Сибири. Как правило, глины, выполняющие роль коллектора, подверглись существенным изменениям в процессе литогенеза (в основном различных уровней эпигенеза), что идентифицируется нами с процессами катагенеза органического вещества.

Эти глинистые породы по существу занимают промежуточное положение между собственно глинами и глинистыми сланцами. По мнению Т.Т. Клубовой (1984), они преимущественно гидрослюдистые, содержат значительное количество рассеянного ОВ, окремнелые. Наличие жесткого каркаса из кремнекислоты и сорбированного глинистыми минералами ОВ, гидрофобизировавшего поверхность монтмориллонитов из частиц глинистых минералов, а значит и зоны контакта их друг с другом и с другими микрокомпонентами пород, обусловливают их промышленную емкость. Именно гидрофобизация зон контактов предопределила их достаточно легкое разъединение, а впоследствии и отдачу той нефти, которая в них заключалась (Т.Т. Клубова, 1984). Формированию емкостного пространства способствует также тектоническая активность.

Пористость коллекторов обусловлена наличием пор различного размера или трещин. Выделяются макропоры (>1 мм). Среди последних различают сверхкапиллярные размером от 1 до 0,5 мм, капиллярные – от 0,5 до 0,0002 мм и субкапиллярные поры размером Буду благодарен, если Вы поделитесь этой статьей в социальных сетях:

Природные коллекторы

Горные породы, обладающие способностью вмещать нефть и газ и отдавать эти полезные ископаемые при разработке, называются коллекторами. Коллекторские свойства породы зависят от ее пористости и проницаемости. В Советском Союзе проводились и проводятся большие работы по изучению коллекторов. В резуль­тате этих работ было предложено несколько классификаций кол­лекторов.

Ф. А. Требин, детально изучавший песчаные коллекторы, пред­ложил классифицировать их но проницаемости и пористости. Он вы­деляет: 1) класс А — коллекторы высокой проницаемости (&пр от 300 до 3000 мд и более; k3/L от 14 до 25% и выше); 2) класс Б — средней проницаемости (knf от 40 до 350 мд; k3^ от 9 до 15%); 3) класс В — незначительной проницаемости (kuy от 0 до 50 мд; k^ от 0 до 10%).

Приведенное расчленение предложено на базе рассмотрения кривой фильтрации песчаников, построенной по величинам k3i. и kuf.

Г. А. Теодорович выделяет четыре группы коллекторов:

А — более или менее равномерно проницаемые по порам;

Б — неравномерно проницаемые по порам;

В — проницаемые по трещинам и трещиноватые;

Каждая группа разбивается на пять классов по величинœе прони­цаемости.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, для характеристики коллекторов нефти и газа крайне важно определить целый комплекс свойств, отражающих их емкостные и фильтрационные свойства, количество и состав насы­щающих их флюидов. Поскольку такие свойства пород, как прони­цаемость, изменяются исходя из термодинамических условий, определœения их нужно вести в пластовых условиях.

§ 3. Коллекторы и природные резервуары

В природе вместилищем для нефти, газа и воды служит коллек­тор, заключенный в плохо проницаемых породах. Такой коллектор является как бы сосудом, имеющим определœенную форму. И. О. Брод называет его природным резервуаром. Природный резер­вуар — это естественное вместилище для нефти, газа и воды, внутри которого они могут циркулировать и форма которого обусловлена соотношением коллектора с вмещающими его плохо проницаемыми породами. В зарубежной литературе термину природный резервуар придается иногда несколько иной смысл. Так, А. И. Леворсен понимает под природным резервуаром только ту часть коллектора, в которой нефть и природный газ способны образовывать ско­пления.

Нефть, газ и вода совместно находятся в природных резервуарах. Поскольку нефть и природный газ легче воды, они всплывают кверху. По этой причине при рассмотрении природных резервуаров особенно боль­шое внимание уделяется характеру перекрытия их непроницаемыми породами сверху, так называемой покрышке. Покрышка важна и в другом отношении. Создание в резервуаре водонапорной (арте­зианской) системы возможно только при наличии покрышки. Суще­ственное значение также имеет и наличие нижней ограничивающей водоупорной поверхности. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, для соотношения подвиж­ных веществ в природном резервуаре большое значение имеют водо­упорные разделы, ограничивающие резервуар.

Находящиеся в резервуаре вода, нефть и газ образуют энерге­тическую систему. Обычно (но далеко не всœегда) основной энерге­тический запас такой системы определяется энергией воды.

Энергетические запасы резервуара определяются его емкостью, точнее емкостью заполняющих его жидкости и газа, и его положе­нием по отношению к условному энергетическому уровню (за по­следний обычно принимается уровень океана).

Характер распределœения потенциальной энергии резервуара определяется положением пьезометрической поверхности.

Появление в резервуаре скоплен^т нефти или газа вносит из­менения в энергетическую систему резервуара. Скопления нефти и (или) газа имеют собственную дополнительную энергию, вызыва­ющую появление аномалий в общем плане распределœения энергии в резервуаре.

Количество нефти и газа в резервуаре по отношению к количе­ству заключенной в нем воды может изменяться в весьма широких пределах. Соответственно изменения в распределœении потенциаль­ной энергии резервуара, вызываемые скоплениями нефти и (или) газа, также могут иметь значительный размах.

Характеризуя тот или иной резервуар, следует отмечать следу­ющие его особенности: тип коллектора, слагающего резервуар; соотношение коллектора с ограничивающими его непроницаемыми (водоупорными) породами; емкость резервуара; условия залегания

Гл. VI. Горные породы как вместилище нефти и гааа

резервуара. Для характеристики коллектора резервуара должна быть использована одна из классификаций коллекторов, описанных ранее.

По соотношению коллектора с ограничивающими его плохо про­ницаемыми породами И. О. Брод предлагает выделять три базовых типа природных резервуаров: 1) пластовые резервуары; 2) массивные резервуары; 3) резервуары неправильной формы, литологически ограниченные со всœех сторон.

Пластовы и природный резервуар (рис. 47) представляет собой коллектор, ограниченный на значительной пло­щади в кровле и подошве плохо проницаемыми породами. В таком

Рис. 47. Принципиальная схема пластового резер­вуара.

1 — коллектор (песок); 2 — плохо проницаемые породы (глины).

резервуаре на значительных площадях мощность коллектора более или менее выдерживается. При общем сохранении пластового харак­тера коллектора на тех или иных локальных участках или по границе распространения коллектора может наблюдаться существенное из­менение мощностей, приводящее иногда к полному выклиниванию коллектора.

Коллектор в пластовых резервуарах обычно литологически вы­держан, но может иметь и более сложное строение. Он должна быть представлен, к примеру, тонким переслаиванием пород, причем по­роды-коллекторы отделœены друг от друга относительно незначитель­ными, иногда выклинивающимися глинистыми разделами. Такое явление наблюдается, к примеру, в X пласте продуктивной толщи (плиоцен) на месторождении Бибиэйбат. Другим примером может служить ахтырская подсвита палеогена на северо-западном Кавказе или свита фернандо плиоценового возраста на месторождении Санта-Фе-Спрингс в Калифорнии (США). В пластовом природном резер­вуаре существует единая гидродинамическая (артезианская) система. Давления в этой системе закономерно изменяются исходя из положения областей нагрузки и разгрузки. Наиболее характер­ным видом движения жидкостей и газов является боковое движение по пласту.

Типы коллекторов нефти и газа

Этим термином называют горную породу, которая способна вмещать в себя (собирать) углеводородные соединения в жидком и газообразном виде, а в процессе переработки – отдавать их.

Коллектор нефти и газа бывает промышленным, из которого есть возможность получать достаточные по величине притоки флюидов, и, соответственно, не промышленным, получение таких притоков из которого на этом этапе не представляется возможным.

Основными свойствами коллекторов, которые используются для их промышленной оценки, являются полезная ёмкость и проницаемость.

Нижние пределы этих параметров зависят от:

Поскольку газ отличается от нефти своей подвижностью, то значения этих нижних пределов у него значительно ниже, чем у нефти-сырца.

Первой стадией формирования природного накопителя является седиментогенез породы. Насколько сохранятся седиментационные признаки, зависит от минерального состава матрицы (породообразующей части), формы распределения в порах и минерального состава цемента, а также от коллекторной мощности. Эволюция породы после стадии седиментогенеза определяется новыми признаками, которые формируются под действием возрастающих значений температуры и давления, увеличения концентрации флюидов, перераспределения цемента, изменения пустотной структуры, а также под влиянием растворения неустойчивых минералов и формирования стабильных. Такие изменения происходят с разной степенью интенсивности, которая, прежде всего, зависит от литологического типа породы.

Типы коллекторов

Нефтяные и газовые коллекторы бывают:

Основные запасы углеводородного сырья извлекают из карбонатных и терригенных коллекторов, имеющих наибольшее распространение.

Читайте так же:  Спор сенсуалистов агностиков о природе познания

Реже можно встретить природные накопители глинисто-кремнисто-битуминозной, магматической, вулканогенной и вулканогенно-осадочной природы.

Терригенные породы

Большая часть коллекторов терригенной природы – порового типа, который характеризуется межзерновыми пустотами, которые еще называют гранулярными. Помимо поровых. встречаются и так называемые смешанные терригенные коллекторы: трещинно-поровые или кавернозно-поровые (образующиеся в случае выщелачивания части зёрен).

Свойства коллекторов терригенного вида зависят от:

Перечисленные параметры характеризуют геометрию расположения пор, величину эффективной проницаемости и пористости, а также принадлежность горной породы к тому или иному классу. Фильтрационная способность терригенных пород зависит также от минерального состава, количества и характера распределения снижающей проницаемость породы глинистой примеси.

Классификаций коллекторов терригенной природы существует множество, но самая популярная основана на следующих критериях:

  • гранулометрический состав;
  • эффективная пористость;
  • эффективная проницаемость.

С учетом перечисленных параметров выделяют шесть классов таких коллекторов:

  • проницаемость более 1 тысячи миллидарси (мД);
  • проницаемость от 500 до 1 тысячи мД;
  • от 10-ти до 100 мД;
  • от 1-го до 10-ти мД;
  • меньше 1-го мД.

Один миллидарси примерно равен 1·10 -3 микрометра в квадрате.

Каждый тип песчано-алевритовой породы внутри одного класса характеризуется своим значением эффективной пористости. Породы, которые относятся к классу с показателем проницаемости меньше 1-го мД, как правило, содержат от 90 процентов остаточной воды, поэтому относятся к непромышленным коллекторам. Самые лучшие фильтрационные свойства показывают кварцевые пески, поскольку сорбционная способность кварца очень низкая. Полимиктовые песчаники, вследствие своего таблитчатого облика, наличия трещин спайности и повышенной сорбционной емкости слагающих их минералов, обладают значительно более низкой способностью фильтрации флюидов.

Карбонатные коллекторы

Спектр их типов наиболее широк:

  • гранулярные, представленные обломочными и оолитовыми известняками;
  • трещинные, к которым относятся доломиты и плотные известняки;
  • кавернозные, образующиеся в результате карста;
  • биопустотные, представленные органогенными известняками.

К отличительным особенностям коллекторов карбонатного вида относятся их ранняя литификация, склонность с образованию трещин, а также избирательная растворимость. Эти факторы обусловливают разнообразие генезиса и морфологии пустотного пространства.

Качественные характеристики карбонатных коллекторов зависят от первичных условий седиментации, а также от интенсивности и направления постседиментационной эволюции. Эти факторы влияют на развитие дополнительных пор, трещин, каверны и более крупных полостей выщелачивания.

Для свойств карбонатных коллекторов характерны крайняя невыдержанность и большое разнообразие, которое зависит от фациальных условий, при которых происходило их образование. Это делает их сопоставление довольно затруднительным. Фациальные условия при формировании пород карбонатной природы на свойства коллекторов влияют в гораздо большей степени, чем при формировании терригенных пород.

По своему минеральному составу породы карбонатного типа отличаются меньшим разнообразием по сравнению с терригенными, однако имеют больше структурно-текстурных разновидностей. Отличаются карбонатные коллекторы от терригенных и по характеру происходящих в них преобразований в постседиментационный период. Это отличие заключается в степени уплотнения.

Поскольку остатки биогермов в карбонатных породах твердые с самого начала процесса эволюции, то дальнейшее уплотнение протекает очень медленно. Карбонатный ил и комковато-водорослевые карбонатные осадки с мелкими обломками литифицируются достаточно быстро. В результате пористость немного сокращается, однако значительное поровое пространство как бы «консервируется».

Показатель трещиноватости, который в большинстве пород составляет от 0,1 до 1 процента, в коллекторах карбонатной природы может доходить до 1,5 – 2,5 процентов.

Этот показатель, при значительной мощности продуктивных горизонтов весьма значим при оценке величины полезного объёма пласта. Дополнительную ёмкость таких коллекторов обеспечивают стилолитовые швы, которые образуются вследствие неравномерного растворения минералов под действием давления. Глинистая корка на таких швах является нерастворимым остатком породы. Зачастую стилолитовые горизонты наиболее продуктивны в разрезе, из-за процессов вымывания глинистых корок.

Основные углеводородные запасы карбонатных коллекторов в их поровых и кавернозно-поровых видах. Самыми лучшими коллекторами карбонатной природы считаются рифовые известняки, из которых в сутки получают десятки тысяч тонн нефти.

Глинисто-кремнисто-битуминозные коллекторы

Среди таких коллекторов в основном встречаются трещинные и порово-трещинные. Для их пород характерны значительная изменчивость состава минералов и разная степень обогащённости органическими веществами.

Их довольно низкие фильтрационные и емкостные свойства объясняются микрослоистостью, микротрещинноватостью и наличием субкапиллярных пор. Пористость некоторых коллекторов такого типа может достигать 15-ти процентов, а проницаемость при это составлять всего доли миллидарси. В породах такого типа участки с увеличенной пористостью и повышенной проницаемостью образуются как результат процесса катагенеза.

Считается, что на этапе седиментогенеза формируются породные микроблоки, которые покрываются плёнкой органического вещества (их еще называют кремнеорганическими рубашками). Мелкие послойные трещины образуются в процессе трансформации минералов глинистой природы и в процессе выделения связанных вод.

Во время вскрытия коллекторов такого типа в большинстве случаев отмечают высокую степень разуплотнения и аномально большое давление пласта. На образование трещин также влияют и тектонические процессы.

Такие коллекторы являются «одноразовыми», поскольку после забора нефти их трещины смыкаются.

Обратно закачать в них нефть, газ или нефтепродукт уже нельзя, как это практикуется при организации хранилищ подземного типа в других породах.

Вулканогенные и вулканогенно-осадочные типы коллекторов

В основном представлены порово-трещинным и трещинным типами. К таким породам относятся застывшая лава, туф и прочие вулканические образования.

Пустоты, из которых добывают газ и нефть, образуются при выходе газа или как результат вторичного выщелачивания. Особенность коллекторов такого типа – несоответствие между достаточно низкой ёмкостью и проницаемостью и высоким дебитом скважин, которые в них вскрывают.

Магматические породы

Пустоты в этих породах образуются в процессе выщелачивания и метасоматоза как результат деятельности гидротермального характера, усадки в процессе остывания пород и дробления в зонах тектонических нарушений. Основные пустоты – микротрещины и микрокаверны. Пористость – не более 10-ти – 11-ти процентов. Проницаемость – невысока, однако за счет трещинноватости кавернозности в целом может доходить до нескольких сотен миллидарси.

Коллекторы нефти и газа выявляют с помощью целого комплекса геофизических исследований с помощью бурения скважин, а также путем и анализа лабораторных данных, учитывающих геологическую информацию о месторождении.

Типы пород-коллекторов и нефти и газа

Классификация, механические и тепловые свойства пород-коллекторов. Характеристика и оценка пористости, проницаемости и насыщенности пустотного пространства жидкостью и газом. Условия залегания пород-коллекторов в ловушках нефти и газа в Западной Сибири.

Подобные документы

Коллектор — горная порода с высокой пористостью и проницаемостью, содержащая извлекаемые количества нефти и газа. Классификационные признаки коллекторов. Типы пород и залежей. Фильтрационные и емкостные свойства нефтяных и газовых пластов. Типы цемента.

курсовая работа, добавлен 27.01.2014

Физико-химические свойства нефти и газа. Принципы и показатели классификации видов нефти и применение тригонограмм. Макроскопическое описание осадочных горных пород. Особенности пород-коллекторов и покрышек. Аспекты построения геологического профиля.

методичка, добавлен 25.10.2012

Типы пород-коллекторов нефти, газа и воды, их разнообразие по минералогическому составу, геометрии пустотного пространства и генезису. Типы нефтяных залежей. Пористость, проницаемость и удельная поверхность горных пород, лабораторные методы их измерения.

курсовая работа, добавлен 20.03.2013

Основы увеличения нефте- и газоотдачи пластов. Физические и механические свойства горных пород нефтяных и газовых коллекторов. Методы анализа пластовых жидкостей, газов и газоконденсатных смесей. Характеристика природных коллекторов нефти и газа.

презентация, добавлен 21.02.2015

Основное свойство пород-коллекторов. Виды пустот: субкапиллярные, капиллярные, сверхкапиллярные. Вторичные пустоты в породе в виде каверн. Классификация трещин. Закон Дарси для определения коэффициента проницаемости. Виды проницаемости горных пород.

презентация, добавлен 03.04.2013

Классификация коллекторов терригенного и карбонатного состава. Гранулометрический состав пород. Трещины диагенетического происхождения. Закономерности в расположении и ориентировке трещин в горной породе. Методы определения остаточной воды в пластах.

контрольная работа, добавлен 04.01.2009

Физические свойства горных пород-коллекторов нефти и газа. Типы осадочных пород: терригенные, хемогенные и органогенные. Гранулометрический состав как содержание в горной породе зерен крупности, выраженное в % от массы или количества зерен, его изучение.

презентация, добавлен 17.04.2015

Общая характеристика основных свойств нефти и газа: пористости, вязкости, плотности, сжимаемости. Использование давления насыщения нефти газом. Физические свойства коллекторов. Соотношение коэффициентов эффективной пористости и водонасыщенности.

презентация, добавлен 07.09.2015

Понятие и критерии оценки смешиваемости как предрасположенности твердого материала к контактированию с одной жидкостью, нежели с другой. Классификация и типы пород по данному признаку, влияющих на него факторы. Состав нефти как причина смачиваемости.

презентация, добавлен 26.11.2016

Анализ неорганической и органической теорий происхождения нефти и газа. Залегание нефти и газа в месторождении, состав коллекторов, их формирование и свойства. Проблемы коммерческой нефте- и газодобычи на шельфе Арктики, устройство ледостойких платформ.

Природные коллекторы