Коллекторы и флюидоупоры

Подавляющее большинство месторождений нефти и газа находится в осадочных отложениях, и только небольшое количество месторождений найдено в трещиноватых изверженных, метаморфических породах.

Нефть и газ заполняют пустоты в терригенных (песках, песчаниках, алевролитах) или в карбонатных породах (известняках, доломитах, мергелях). Вместе с нефтью и газом в пустотном пространстве пород находится вода.

Пустотное пространство осадочных пород представлено либо порами, либо трещинами, либо кавернами. Какая-то часть пустот возникла в результате жизнедеятельности организмов, речь идет о пустотах в рифовых или биогермных известняках.

Поры – это пустоты между зернами, минералами и обломками в жестком каркасе пород. Они имеют размер менее 1 мм. Каверны – это разнообразные пустоты размером более 1 мм. Трещины – это вся совокупность разрывов, рассекающих горные породы, возникших при формировании пород, а также в результате горообразовательных тектонических движений, когда одни участки земной коры погружались, другие воздымались и т.д.

Пустоты в осадочных породах могут быть изолированными друг от друга, или объединенными в общую систему каналами различной протяженности, формы, сечения и т.д. Все эти параметры, или емкостно-фильтрационные свойства породы, зависят от литологии породы, формы и размера зерен, характера их укладки, наличия цемента и его состава. По емкостно-фильтрационным свойствам горные породы делятся на коллекторы и флюидоупоры.

Коллекторы – это породы, обладающие пустотным пространством, проницаемостью, в которых возможно перемещение воды, нефти, газа под действием силы тяжести и перепада пластового давления.

Коллекторские свойства главным образом определяются пористостью и проницаемостью. Именно пористость и проницаемость определяют способность породы отдавать нефть и газ при разработке, т.е. обеспечивают возможность движения нефти и газа.

Коллектор ограничивается экраном, флюидоупором – горной породой, не содержащей пустот и каналов, либо содержащей пустоты и каналы столь незначительных размеров, что делает невозможным перемещение жидкости и газа.

По форме пустот коллекторы делятся на две группы – поровые и трещинные. Имеются трещинно-поровые, каверно-поровые и другие переходные формы названий коллекторов. Коллектор и флюидоупор относятся к конкретному участку с конкретными условиями, потому что одна и та же порода в разных случаях может быть коллектором для газа и флюидоупором для нефти.

Емкостно-фильтрационные свойства пород характеризуются тремя параметрами: пористостью, проницаемостью, водонасыщенностью.

Пористость – это наличие в породе пустот, пор, каверн, трещин, не заполненных твердым веществом. Различают три вида пористости: общую, открытую и эффективную.

Общая пористость (абсолютная пористость, физическая, полная пористость) – это объем всех пустот породы, связанных и не связанных между собой. Общая пористость выражается коэффициентом пористости m:

m=Vn/V ,

где Vn – объем пустот; V – общий объем породы.

Определяют её путем измерения плотности образца породы и удельной плотности раздробленной её части.

Коэффициент пористости зависит от взаимного расположения и укладки зерен, их формы, степени окатанности, отсортированности и т.п.

Открытая пористость – это объем сообщающихся между собой пор. Она меньше общей пористости на величину объема изолированных пор. Газ, нефть, вода, если содержатся в изолированных порах, не могут двигаться.

Открытая пористость определяется путем насыщения высушенной породы керосином. В песках открытая пористость близка к общей пористости. В плотных песчаниках, алевролитах часть пустот бывает изолированной из-за цементации. Особенно много изолированных пор, каверн в известняках, доломитах, туфах; в них разница между общей и открытой пористостью значительная.

Чем больше пористость породы, тем меньше её плотность. Чем глубже погружена порода, тем больше на нее давят вышележащие породы. Увеличение давления приводит к уменьшению пористости.

Эффективная (динамическая, полезная) пористость нефтегазоносной породы – это объем нефтегазонасыщенной части свободно сообщающихся пустот. Это разность между открытой пористостью и суммарным объемом воды, почти всегда находящейся в коллекторе залежи, т.е. объем пустот, занятых нефтью и газом. Осадочные породы, состоящие из изометричных зёрен, имеют большую пористость, чем породы, состоящие из удлиненных или плоских частиц, зёрен.

Пористость осадочных отложений изменяется в широких пределах. В несцементированных песках общая пористость достигает 43%, а открытая – 40%. Нижний предел пористости нефтеносных песков составляет обычно 6-8%. При меньшем значении они теряют коллекторские свойства.

Породы всегда рассечены трещинами. Выделяют первичные, диагенетические и вторичные тектонические трещины. Первичные трещины многочисленные, но тектонические, вторичные трещины имеют бо́льшую протяженность. Суммарный объем трещинных пустот невелик, составляет 0,1-1%, редко – 2-3% от межзерновой пористости, но трещиноватые пустоты имеют сильное влияние на фильтрационные свойства коллектора.

Наибольшим распространением среди коллекторов нефти и газа пользуются терригенные, обломочные отложения, характеризующиеся определенным гранулометрическим составом.

Проницаемость – это свойство породы пропускать жидкость или газ при определенном перепаде давления. Абсолютно непроницаемых пород нет, так как любая порода при больших градиентах давления может пропускать жидкость и газ. На практике непроницаемые породы – те породы, которые при существующих в верхней части земной коры перепадах давления не пропускают нефть и газ.

Они могут содержать воду, нефть и газ, но их извлекать трудно. Проницаемость определяет только способность перемещения жидкости и газа в породе.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector