Физические свойства горных пород — коллекторов нефти и газа

Для характеристики нефтяных и газовых коллекторов необходимо знать.

Виды пород-коллекторов

Нефть и газ находятся в горных породах земной коры. Там сложились благоприятные геологические условия для их накопления и хранения. Главными среди этих условий являются четко определенные свойства породы. Они зависят от ряда факторов, в том числе от ее происхождения и последующих изменений в геологическом времени.

Резервуары — это горные породы (пласты, Массачусетс), обладающие способностью накапливать углеводороды и выделять (фильтровать) их жидкие резервуары. Нефть, газ и вода.

Согласно существующим классификациям, горные породы делятся на три основные группы: взрывные, осадочные и преобразованные.

К взрывным относятся породы, образовавшиеся в результате застывания и кристаллизации магматогенных комплексов.

К соленым породам относятся литосферные продукты поверхностных агентов, мелкозернистые вулканические события и биологические продукты. Комплексы осадочных пород иногда содержат секущую пыль. Однако среди продуктов разрушения из воды преобладают продукты в виде крокодилового материала различных размеров и в воде в виде водных растворов минеральных солей.

Трансформированные породы образуются из осадочных и взрывных пород в результате глубоких природных, а иногда и химических преобразований последних под влиянием высокой температуры, давления и химических воздействий. К преобразованным породам относятся сланцы, мрамор и яшма, которые представляют собой преимущественно кристаллические структуры.

Анализ статистики разработки осадочных пород и опыта эксплуатации показывает, что около 60% мировых запасов нефти приурочено к песчаным пластам и песчаникам, 39% — к карбонатам и 1% — к обрушенным взрывным породам. Следовательно, основными месторождениями нефти и газа являются пористые породы осадочного происхождения.

Исходя из происхождения, осадочные породы состоят из плодородного материала, образованного в результате химических и биохимических реакций, или минеральных веществ, которые откладываются водными растворами в результате изменения температуры в тазу, остатков животных и растений.

Согласно этому разделению, к наземным отложениям относятся.

Отложения песка, песчаника, песчаника, трухи, бабы, глины, грязи и других классических материалов,

Химические — каменная соль, гипс, ангидрит, доломит, некоторые известняки и др.

Органогенные — мел, органогенного происхождения известняки и др.

Подавляющее большинство месторождений нефти и газа приурочено к трем типам коллекторов: гранулярным (земляным, классическим), крабовым и смешанным.

К первому типу относятся коллекторы, сложенные песчаниками, песками, трущобами, редко известняками, доломитами и песчаноподобными породами, сложенными доломитами.

Разбойничьи коллекторы сложены преимущественно карбонатными породами, поры которых состоят из микро- и макрокластов. При этом область коллектора между трещинами проницаема при низкой плотности породы, а пространство фактически вовлечено в процесс фильтрации.

Коллекторы типа Crazy известны из месторождений Западного Урала, Северного Кавказа, Западной Венесуэлы и США. За рубежом 50% открытых запасов нефти приходится на фрагментированные коллекторы, в России — 12%.

Однако на практике чаще встречаются смешанные коллекторы, ресурсы которых включают как системы трещин, так и литые межкостные полости, пещеры и карты.

В зависимости от наличия разрывов в различных типах смешанных трещинных коллекторов выделяют их подтипы — трещинные ходы, трещинные спирали, трещинные карты и т.д.

В Западной Сибири трещинные типы коллекторов отмечены в некоторых осадочных областях: герасимовском, талинском и других отложениях.

Наличие коллектора в осадочной формации не является достаточным условием для образования и существования залежей нефти или газа. Промышленные запасы нефти и газа ограничиваются коллекторами, образующими вместе с окружающими породами различные формы антискладчатых, монокулярных складчатых ловушек, ограниченных трещинами или другими складчатыми разломами.

К условиям образования нефтяных ловушек относится наличие резервуара с надежным чехлом из практических непроницаемых пород.

Типы коллекторов нефти и газа.

Основным компонентом природного резервуара является пласт. Резервуары — это горные породы, которые могут быть высвобождены при существующих методах эксплуатации месторождений, включая жидкие

Породы, содержащие коммуникационные ресурсы, разрывы и трещины, могут стать коллекторами.

По генезису выделяют следующие породы-коллекторы

Классифицированные или терригенные,

Биогенные или органогенные и химически выработанные,

Коренные или культурные запасы (внутрикодовые, зернистые) — это породы, образовавшиеся в результате переноса и механического накопления более древних пород. Крокодиловый материал также называют почвой, так как он переносится в основном по суше в результате коррозионных процессов. Почвенные отложения состоят в основном из минералов и обломков кварца, звезд, мрамора и глины.

Горные породы различают по размеру фрагментов.

Большинство классических пород состоит из частиц, которые гораздо тоньше среднего размера гранул. Эти мелкие частицы заполняют промежутки между более крупными частицами. Некоторые промежутки заполнены цементом, который состоит из глины или углеродистого материала. Фрагменты обычно соединены с цементом. Цемент может быть врожденным — первичным и страстным — вторичным. Фрагменты обычно связаны с цементом.

Породы-коллекторы химических заводов — это осадочные слои, состоящие из минеральных материалов, которые были разграблены и не перемещались в момент образования. К ним относятся известняки, обманки, доломиты, мел и силикатные сланцы. Открытые пространства в резервуарах химических заводов образованы трещинами и промывочными пещерами.

В углеродных резервуарах существуют биогенные или органные слои, образованные биологической деятельностью организмов, в частности: кораллов, выпуклостей, моллюсков и диатомовых водорослей.

Когда газы выходят из вулканической лавы, образуются нетрадиционные резервуары. Японский старомодный ритм тофф и запасы газа в лаве.

Метаморфические и магматические резервуары образовались в результате эрозии, выщелачивания и тектонических движений — вторичного изменения пород. Месторождение Белый Тигр во Вьетнаме — этот резервуар образовался в результате выщелачивания и обрушения гранитных гнейсов.

Коллектор характеризуется такими основными свойствами, как пористость, проницаемость и структура порового пространства. Согласно техническим характеристикам, пласт должен обладать определенной емкостью и проницаемостью.

Свойство породы удерживать в себе жидкости и газы (емкость) и пропускать их (проницаемость) называется проницаемостью-емкостью (FES).

Емкость определяется пористостью, т.е. объемом пустот в породе. Пористость в соответствии с генетической классификацией выглядит следующим образом

Первичная — пустоты образуются в процессе осадконакопления и породообразования (межзерновые пустоты — внутризерновые поры, между ламинарными поверхностями, камерами в оболочке и т.д.)

и вторичные — поры образуются в результате последующих процессов, т.е. трещиноватости и дробления горных пород, растворения, перекристаллизации, растрескивания в результате усадки горных пород (например, доломитизации) и других процессов. Пористость измеряется в процентах.

Общий объем пористости в породе называется общей (теоретической, суммарной и абсолютной) пористостью.

Для характеристики общей пористости используется коэффициент общей пористости, т.е. отношение общего объема взаимосвязанных и изолированных пор к общему объему породы.

Значение общей пористости не дает достаточного представления об аккумулирующих свойствах породы. Ресурсы и разрывы могут быть взаимосвязанными или тупиковыми (изолированными).

Открытая пористость — это объем взаимосвязанных и соединенных пор. Коэффициент открытой пористости всегда меньше коэффициента общей пористости.

Где K o — коэффициент открытой пористости,

V ресурс — объем открытых, сообщающихся ресурсов,

Эффективная пористость — это объем пор, из которых углеводороды могут быть извлечены в процессе разработки, и является еще меньшей величиной.

где K e — коэффициент эффективной пористости,

V пор — объем пор, через которые может перемещаться флюид

Объем пор зависит от формы и размера частиц обломочных пород, их уплотнения, сортировки, количества, качества и типа цемента.

Виды цемента (по М. С. Швецову)

Важнейшим показателем, характеризующим породу как коллектор, является размер пор. Ширина или просвет.

Пористость обусловлена наличием

Ресурс — это пространство между отдельными зернами, из которых состоит порода. В круглых сферических гранулах пористость не зависит от размера гранул, а определяется их укладкой и однородностью. Сеноманские коллекторы в неглубоком основании Уренгойского месторождения имеют пористость до 40 %.

При более низкой сортировке тонкие гранулы заполняют свободное пространство между крупными зернами, снижая тем самым пористость.

РИСУНОК 4. 5. Пример идеальной упаковки зерна:

Пещера — относительно большое пустое пространство, образовавшееся в результате процесса промывки.

Расщелина — разрыв в горной породе, вызванный причинами образования породы или структурной деятельностью. Например, повышение горного давления, уплотнение породы, уменьшение пористости, но не без ограничений. При давлении 350-400 кг/см 3 песчаник начинает дробиться, появляются трещины, что приводит к вторичной пористости.

Петрологическое разрушение (уплотнение, перекристаллизация, дегидратация и коллапс) согласуется со структурно-стилистическими свойствами породы. Ветви трещин заключают отдельные гранулы, расположение, как правило, смешанно-оптическое, поверхности стенок необычные.

Структурные разрушения (вибрации, складчатость, фрагментарные движения) не рассчитываются по структурно-стилевым свойствам породы.

Большинство месторождений нефти и газа приурочено к осадочным породам — классическим, органогенным и породам химического происхождения.

Классические породы — коллекторы образуются в результате разрушения существующих пород — магматическим и магматическим путем.

Кара выделяется: классическая горная порода:

Песок & gt; 0. 1 мм песчаник

(1 мм). Внутри последнего видны капиллярные поры размером 1-0. 5 мм, 0. 5-0. 0002 мм, а за пределами колониальных ресурсов — подкожные.