Коллекторские свойства горных пород кратко

Обновлено: 05.07.2024

(a. reservoir properties of rocks; н. Speichervermogen der Gesteine; ф. caracteristiques de reservoir des roches; и. propiedades de reservorio de rocas ) - способность горн. пород пропускать через себя жидкие и газообразные флюиды и аккумулировать их в пустотном пространстве. Осн. параметры: проницаемость, ёмкость, флюидонасыщенность. Проницаемость г. п. - наиболее важный параметр коллектора, определяющий потенциальную возможность извлечения из породы нефти и газа. Породы, способные при гидростатич. давлениях пропускать жидкие и газообразные флюиды через сообщающиеся пустоты, наз. проницаемыми. Скорость и направление течения флюида связаны c особенностями геометрии порового пространства коллектора, c интенсивностью, ориентировкой, сообщаемостью трещин, a также физ.-хим. свойствами флюида. Проницаемость существенно зависит от размеров, извилистости поровых каналов и трещиноватости пород. Проницаемость пористой среды для многофазных систем ниже, чем для однофазных. Процесс движения жидкостей или газов в трещинно-пористых средах подчиняется линейному закону фильтрации Дарси, где проницаемость г. п. выражается через коэфф. пропорциональности K (м 2 или Д).
Различают абсолютную, эффективную и относит. проницаемости. Абсолютная (физическая) Ka - проницаемость при фильтрации однородной жидкости или газа; определяется геометрией порового пространства и характеризует физ. свойства породы. Эффективная Kэф - способность породы пропускать флюид в присутствии др. насыщающих пласт флюидов; зависит от сложности структуры порового пространства, поверхностных свойств, наличия глинистых частиц. Относительная Kэф/Ka - возрастает c увеличением насыщенности породы флюидом и достигает макс. значения при полном насыщении; для нефти, газа, воды колеблется от нуля при низкой насыщенности до единицы при 100%-ном насыщении.
Общую ёмкость пород-коллекторов составляют пустоты трёх осн. типов, различающихся по генезису, морфологии, условиям аккумуляции и фильтрации нефти и газа. Общая ёмкость г. п. характеризуется суммарным объёмом пор, каверн, трещин. Определяют три вида Пористости г. п.; общую, открытую, эффективную. Общая пористость - объём сообщающихся и изолированных пор; открытая - объём сообщающихся между собой пор, заполняющихся флюидом при насыщении породы под вакуумом, она меньше общей на объём изолир. пор; эффективная - характеризует объём, занятый подвижным флюидом; она меньше открытой на объём остаточных флюидов. Величина пористости оценивается отношением объёма пор к объёму породы и выражается в процентах или в долях единицы.
Трещиноватость г. п. значительно повышает их фильтрац. свойства; ёмкость трещин 0,1-0,5%, в карбонатных породах за счёт растворения и выщелачивания существенно увеличивается - 1,5-2,5%.
Кавернозность - вторичная пустотность, образовавшаяся в растворимых карбонатных породах. Пo генезису и значимости для запасов выделяют унаследованную и вновь образованную кавернозность. Унаследованная кавернозность развивается в пористо- проницаемых разностях c благоприятной структурой пор; вновь образованная кавернозность - в первичноплотных породах (см. Карст, Кавернометрия).
Остаточная водонефтенасыщенность характеризует неизвлекаемую часть флюидов. Остаточные флюиды занимают в породе микропоры и снижают величину полезной ёмкости коллектора.
Кол-во и характер распределения остаточной (связанной, погребённой) воды зависит от сложности строения пористой среды, величины уд. поверхности, a также от поверхностных свойств породы (гидрофильности и гидрофобности). Кол-во остаточной воды в породах разл. литологич. состава изменяется от 5 до 70-100%. B песчано-алевритовых породах содержание остаточной воды увеличивается при наличии большой глинистости. Заполнение и вытеснение флюидов в пластах зависят от особенностей строения ёмкостного пространства г. п. (т.к. размер, форма, сообщаемость разл. видов пустот предопределяют режим фильтрации жидкостей и газов), от степени проявления капиллярных сил, от характера распределения остаточных флюидов. Поровые каналы характеризуются преобладанием капиллярных сил над гравитационными, каверны - преобладающим воздействием гравитац. сил, в трещинах одновременно проявляется действие капиллярных и гравитац. сил. Проявление тех или др. сил обусловливает величины эффективной пористости, проницаемости и сохранение части остаточной воды в коллекторах. K. c. г. п. - важный количеств. параметр для оценки запасов м-ний нефти, газа, водных ресурсов, для выбора режима эксплуатации м-ний.

K. И. Багринцева.

Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . Под редакцией Е. А. Козловского . 1984—1991 .

Полезное

Смотреть что такое "Коллекторские свойства горных пород" в других словарях:

Геофизические исследования скважин — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия

Геофизическое исследование скважин — Геофизические исследования скважин комплекс методов, используемых для контроля в одномерной плоскости скважины различных параметров, таких как изменение диаметра скважины, её искривления, заводнённости, содержания солей в воде и многого… … Википедия

Коллектор углеводородов — Коллектор углеводородов горная порода, содержащая пустоты (поры, каверны или системы трещин) и способная вмещать и фильтровать флюиды (нефть, газ, воду). Подавляющее большинство пород коллекторов имеют осадочное происхождение. Коллекторами… … Википедия

Водные свойства горных пород зависят от их минерального и гранулометрического состава, строения (структуры), сложения (текстуры), трещиноватости (скважности) и пористости. Выделяют коллекторские и водные свойства. К основным коллекторским свойствам горных пород относят гранулометрический состав, плот­ность породы, пористость, трещиноватость и скважность.

Трещиноватость — это совокупность трещин — линейных, прямых или изогнутых разрывов сплошности пород. Трещинова­тость может быть первичной, тектонической, вызванной силами давления, литогенетической, связанной с формированием пород, вторичной, связанной с выветриванием, растворением, усыханием и т.д. Различают трещины открытые (большие разрывы) и за­крытые, заполненные каким-либо материалом. Трещины являются путями движения подземных вод. При выходе на дневную поверх­ность пород с большими трещинами происходит втекание атмо­сферных вод в толщу земной коры, называемое инфлюацией.

Гранулометрический состав показывает процентное содержание (по массе) частиц различного размера, слагающих данную рыхлую породу. Для определения гранулометрического состава производят механический (гранулометрический) анализ. Обломочную породу расчленяют на группы частиц более или менее одинакового раз­мера (фракции) и определяют процентное (по массе) содержание в ней отдельных фракций. Обычно определяют содержание круп­нообломочных (размером > 2 мм; в зависимости от их размера вы­деляют валуны, гальку, гравий), песчаных (0,05—2 мм), пылеватых (0,005—0,05 мм) и глинистых ( Скважность и пористость пород в значительной степени влияют на водопроницаемость, теплопроводность, прочность (сжимае­мость) и другие их свойства. Под скважностью породы Ф.П. Саваренский предложил понимать совокупность пустот всех размеров и форм. По размеру пустот скважность делится на капиллярную (пористость) и некапиллярную. Граничные размеры капиллярных и некапиллярных пустот в горных породах в зависимости от их форм приведены в табл.ниже.

Коллекторы - это горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду, и отдавать их при разработке.

Коллекторские ( фильтрационные) свойства породы: пористость и проницаемость.

Породы-коллекторы могут иметь первичную и вторичную пористость:

  • первичная пористость образуется при формировании самой горной породы, напр.: осадконакопление, образование магматических пород;
  • вторичная пористость образуется если на породы действуют какие-либо процессы или явления, например: тектонические процессы, растворение пород, просадка (явление).

Большинство пород-коллекторов имеют осадочное происхождение.

По литологическому составу коллекторами нефти и газа являются горные породы:

  • терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы),
  • карбонатные (известняки, мел, доломиты),
  • вулканогенно- осадочные,
  • кремнистые.

Основные типы коллекторов - терригенные и карбонатные.

Менее значимые коллекторы, связанные с вулканогенно-осадочными, глинистыми и редко-кристаллическими породами.

Терригенные коллекторы занимают 1 е место.

На них приходится доля 58 % мировых запасов нефти и 77 % газа.

К примеру, в Западно-Сибирском бассейне, практически все запасы газа и нефти находятся в терригенных коллекторах.

Литологически, терригенные коллекторы характеризуются гранулометрией - размером зерен.

Размер частиц: крупнозернистых песков - 1-0,25 мм; мелкозернистых песков - 0,25-0,1 мм; алевролитов - 0,1-0,05 мм.

Емкостно-фильтрационные свойства различны.

Пористость составляет 15-20%, проницаемость - 0,1-0,01 (редко 1) квадратных микрометров (мкм 2 ).

  • > 1000 мД - I класс.
  • 500 - 1000 мД - II класс;
  • 100-500 мД - III класс;
  • 10 - 100*10 -3 мкм 2 (10-100мД) - IV класс;
  • 1 - 10 *10 -3 мкм 2 (1-10мД) - V класс;
  • 0,1 - 1 *10 -3 мкм 2 (0,1-1мД) - VI класс.

Коллекторские свойства определяются структурой порового пространства, межгранулярной пористостью.
Глинистость ухудшает коллекторские свойства.

Карбонатные коллекторы занимают 2 е место.
На них приходится доля 42% запасов нефти и 23% газа.

Главные отличия карбонатных коллекторов от терригенных:

Наличие, в основном, только 2 х основных породообразующих минерала - кальцита и доломита;

Фильтрация нефти и газа обусловлена, в основном, трещинами, кавернами.

Карбонатные коллекторы присутствуют на месторождениях бассейна Персидского залива, нефтегазоносных бассейнов США и Канады, в Прикаспийском бассейне.

Коллекторы, обнаруженные в вулканогенных и вулканогенно-осадочных породах, представлены эффузивными породами (лавами, пемзами) и вулканогенно-осадочными (туфами, туфобрекчиями, туфопесчаниками).

Коллекторские свойства вулканогенных пород связаны часто с вторичным изменением пород, возникновением трещин.
Эти коллекторы слабо изучены.
Глинистые коллекторы представлены кремнистыми, битуминозными глинами верхнего миоцена.

Среди глинистых коллекторов особое место занимают битуминозные глины баженовской свиты в Западной Сибири.

На Салымском, Правдинском и других месторождениях баженовские глины залегают на глубинах 2750 - 3000 м при пластовой температуре 120-128 ºС, имеют мощность 40 м.

Возраст - волжский век и берриас (юра и мел).

Дебит нефти - в интервале 0,06 - 700 м 3 /сутки.

По строению коллекторы делятся на 3 типа - гранулярные, трещиноватые и смешанные.

Гранулярные коллекторы сложены песчано-алевритовыми породами, поровое пространство которых состоит из межзерновых полостей. Подобным строением порового пространства характеризуются также некоторые пласты известняков и доломитов.

Трещиноватые коллекторы сложены преимущественно карбонатами, поровое пространство образуется системой трещин. Участки коллектора между трещинами представляют собой плотные малопроницаемые нетрещиноватые массивы (блоки) пород, поровое пространство которых практически не участвует в процессах фильтрации.

Трещиноватые коллекторы смешанного типа встречаются чаще всего, поровое пространство включает как системы трещин, так и поровое пространство блоков, а также каверны и карст.

Трещиноватые коллекторы смешанного типа в зависимости от наличия в них пустот различного типа подразделяются на подклассы - трещиновато-пористые, трещиновато-каверновые, трещиновато-карстовые и т.д.

Около 60% запасов нефти в мире приурочено к песчаным пластам и песчаникам, 39% - к карбонатным отложениям, 1% - к выветренным метаморфическим и изверженным породам, что делает породы осадочного происхождения - основными коллекторами нефти и газа.

По коллекторским свойствам выделяют 4 группы пород-коллекторов.
Классификация Дахнова:

  • кварцевые;
  • кварц-полишпатовые;
  • карбонатные;
  • эвапоритовые (гипс-ангидритовые).

Тип пустотного пространства, обусловленный происхождением породы, определяет ее физические свойства, поэтому он положен в основу наиболее часто используемой классификации пород-коллекторов.

Пористость горной породы - наличие в ней пор (пустот), характеризует способность горной породы вмещать жидкости и газы.

Проницаемость - способность горных пород пропускать флюиды, зависит от размера и конфигурации пор, что обусловлено размером зерен терригенных пород, плотностью укладки и взаимным расположением частиц, составом и типом цемента и др. Очень большое значение для проницаемости имеют трещины.

Непроницаемые породы или флюидоупоры - это породы, которые препятствуют уходу нефти, газа и воды из коллектора.

Они перекрывают коллектор сверху (в ловушках), но могут и замещать коллектор по простиранию, когда, например, глины замещают песчаники вверх по подъему пласта.

Флюидоупоры могут не пропускать жидкость (нефть и воду), могут пропускать газ, который имеет меньшую вязкость.

По литологическому составу флюидоупоры представлены глинистыми, карбонатными, галогенными, сульфатными и смешанными типами пород.

Наилучшие по качеству флюидоупоры - это каменная соль и пластичные глины, так как в них нет трещин.

В каменной соли вследствие её пластичности нет открытых пустот и трещин, каналов фильтрации, поэтому она является прекрасным экраном на пути движения нефти и газа.

Глинистые флюидоупоры наиболее часто встречаются в терригенных нефтегазоносных комплексах.

Экранирующие свойства их зависят от состава минералов, имеющих различную емкость поглощения.

КОЛЛЕКТОРСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД (а. reservoir properties of rocks; н. Speichervermogen der Gesteine; ф. caracteristiques de reservoir des roches; и. propiedades de reservorio de rocas) — способность горных пород пропускать через себя жидкие и газообразные флюиды и аккумулировать их в пустотном пространстве.

Основные параметры: проницаемость, ёмкость, флюидонасыщенность. Проницаемость горной породы — наиболее важный параметр коллектора, определяющий потенциальную возможность извлечения из породы нефти и газа. Породы, способные при гидростатических давлениях пропускать жидкие и газообразные флюиды через сообщающиеся пустоты, называются проницаемыми. Скорость и направление течения флюида связаны с особенностями геометрии порового пространства коллектора, с интенсивностью, ориентировкой, сообщаемостью трещин, а также физико-химическими свойствами флюида. Проницаемость существенно зависит от размеров, извилистости поровых каналов и трещиноватости пород. Проницаемость пористой среды для многофазных систем ниже, чем для однофазных. Процесс движения жидкостей или газов в трещинно-пористых средах подчиняется линейному закону фильтрации Дарси, где проницаемость горных пород выражается через коэффициент пропорциональности К (м 2 или Д).

Различают абсолютную, эффективную и относительную проницаемости. Абсолютная (физическая) Ka — проницаемость при фильтрации однородной жидкости или газа; определяется геометрией порового пространства и характеризует физические свойства породы. Эффективная Кэф — способность породы пропускать флюид в присутствии других насыщающих пласт флюидов; зависит от сложности структуры порового пространства, поверхностных свойств, наличия глинистых частиц. Относительная Кэф/Ka — возрастает с увеличением насыщенности породы флюидом и достигает максимального значения при полном насыщении; для нефти, газа, воды колеблется от нуля при низкой насыщенности до единицы при 100%-ном насыщении.

Реклама

Общую ёмкость пород-коллекторов составляют пустоты трёх основном типов, различающихся по генезису, морфологии, условиям аккумуляции и фильтрации нефти и газа. Общая ёмкость горной породы характеризуется суммарным объёмом пор, каверн, трещин. Определяют три вида пористости горной породы; общую, открытую, эффективную. Общая пористость — объём сообщающихся и изолированных пор; открытая — объём сообщающихся между собой пор, заполняющихся флюидом при насыщении породы под вакуумом, она меньше общей на объём изолированных пор; эффективная — характеризует объём, занятый подвижным флюидом; она меньше открытой на объём остаточных флюидов. Величина пористости оценивается отношением объёма пор к объёму породы и выражается в процентах или в долях единицы.

Трещиноватость горных пород значительно повышает их фильтрационные свойства; ёмкость трещин 0,1-0,5%, в карбонатных породах за счёт растворения и выщелачивания существенно увеличивается — 1,5-2,5%.

Кавернозность — вторичная пустотность, образовавшаяся в растворимых карбонатных породах. По генезису и значимости для запасов выделяют унаследованную и вновь образованную кавернозность. Унаследованная кавернозность развивается в пористо- проницаемых разностях с благоприятной структурой пор; вновь образованная кавернозность — в первичноплотных породах (см. Карст, Кавернометрия).

Остаточная водонефтенасыщенность характеризует неизвлекаемую часть флюидов. Остаточные флюиды занимают в породе микропоры и снижают величину полезной ёмкости коллектора.

Количество и характер распределения остаточной (связанной, погребённой) воды зависит от сложности строения пористой среды, величины удельной поверхности, а также от поверхностных свойств породы (гидрофильности и гидрофобности). Количество остаточной воды в породах различного литологического состава изменяется от 5 до 70-100%. В песчано-алевритовых породах содержание остаточной воды увеличивается при наличии большой глинистости. Заполнение и вытеснение флюидов в пластах зависят от особенностей строения ёмкостного пространства горных пород (т.к. размер, форма, сообщаемость различных видов пустот предопределяют режим фильтрации жидкостей и газов), от степени проявления капиллярных сил, от характера распределения остаточных флюидов. Поровые каналы характеризуются преобладанием капиллярных сил над гравитационными, каверны — преобладающим воздействием гравитационных сил, в трещинах одновременно проявляется действие капиллярных и гравитационных сил. Проявление тех или других сил обусловливает величины эффективной пористости, проницаемости и сохранение части остаточной воды в коллекторах. Коллекторные свойства горных пород — важный количественный параметр для оценки запасов месторождений нефти, газа, водных ресурсов, для выбора режима эксплуатации месторождений.

Читайте также: