Главная - Другое - Классиыикация портстых коллекторов

Классиыикация портстых коллекторов


Классиыикация портстых коллекторов

Классификации пород-коллекторов


4Коллекторы классифицируются по целому ряду признаков, поэтому имеется множество различных их классификаций. Наиболее важными классификационными критериями являются: — условия аккумуляции и фильтрации флюидов; — величина открытой или эффективной пористости и величина проницаемости; — характер проницаемости; — генезис и тип пород.

Породы-коллекторы классифицируются и по другим критериям, или классификационным признакам, например: по масштабам распространения в пределах нефтегазоносных комплексов; толщине и выдержанности литологического состава; содержанию остаточной воды; количеству и составу цемента.

По условиям фильтрации пластовых флюидов коллекторы делятся на простые и сложные (смешанные).

К простым коллекторам относятся поровые и чисто трещинные, а к смешанным — трещинно-поровые и порово-трещинные. Чисто трещинные и смешанные (трещинно-поровые и порово-трещинные) коллекторы часто называют просто трещинными, поскольку фильтрация в них обусловлена, главным образом, наличием трещин.

Г.И. Теодорович по характеру проницаемости разделил коллекторы три группы: равномерно-проницаемые, неравномерно-проницаемые и трещиноватые. По условиям аккумуляции флюидов, которые определяются морфологией пустотного пространства коллекторы также делятся на простые и сложные (смешанные). В простых коллекторах пустотное пространство представлено следующими видами: порами, кавернами, карстовыми полостями и трещинами.

В простых коллекторах пустотное пространство представлено следующими видами: порами, кавернами, карстовыми полостями и трещинами. Поровые коллекторы обычно связаны с терригенными породами – песчаниками и алевролитами и реже — с органогенными карбонатными породами.

Особенность этих пород-коллекторов заключается в том, что в них как емкость, так и фильтрация обусловлена структурой межгранулярной пористости — межзерновыми сообщающимися порами, образующими поровые каналы. Диапазон изменения объема порового пространства в этих коллекторах очень большой – от единиц до 40-50 %.

Остальные виды пустотного пространства — каверны, карстовые полости и трещины в основным вязаны с карбонатными коллекторами. Чисто трещинные коллекторы встречаются редко. Образуются они за счет вторичной трещиноватости в плотных жестких и хрупких породах, минеральная часть которых практически лишена пористости.

Такими породами являются массивные пелитоморфные известняки, доломиты, мергели, песчаники, окремнелые аргиллиты, сланцы а также метаморфические, магматические и глинисто-кремнисто-сапропелевые породы. Часть пустот в коллекторах трещинного типа может быть образована межзерновыми порами, однако их суммарный объем составляет не более 5-7 %.

К тому же часть этих пор является изолированной. Чисто трещинные коллекторы обладают низким объемом пустотного пространства, обычно не более 2,5-3 %.

Смешанное пустотное пространство характерно для карбонатных пород, где оно представлено сочетанием видов пустот, которые образуют следующие типы пустотного пространства: порово-трещинное, порово-каверновое, карстово-каверновое, порово-каверново-карстовое, порово-стилолитовое.

Трещинно-поровые коллекторы преимущественно связаны с карбонатными породами, пустотное пространство которых образовано, главным образом, межзерновыми порами и кавернами.

При характеристике типа коллектора основной вид пустот ставится в названии на последнее место. По величине эффективной пористости коллекторы делятся на классы, как в зависимости от типа горных пород, так и не зависимо от них. П.П. Авдусин и М.А. Цветкова (1943) разделили терригенные коллекторы на пять классов.

Практическое значение имеют коллекторы первых четырех классов. Таблица. Классификация терригенных пород-коллекторов по величине эффективной пористости Класс коллектора Эффективная пористость, % Емкость коллектора А > 20 Большая Б 20-15 Большая С 15-10 Средняя D 10-5 Средняя Е < 5> Малая По величине коэффициента проницаемости коллекторы также делятся на классы, как в зависимости от типа горных пород или типа фильтрующих пустот, так и не зависимо от них.

Например, Г.И. Теодорович, не зависимо от типа фильтрующих пустот разделил все породы-коллекторы по величине коэффициента проницаемости на пять классов (таблица).

Таблица. Классификация коллекторов по величине коэффициента проницаемости (по Г.И. Теодоровичу) Класс Коллекторы Коэффициент проницаемости, мкм2 I Очень хорошо проницаемые более 1 II Хорошо проницаемые 0,1-1 III Среднепроницаемые 0,01-0,1 IV Слабопроницаемые 0,001-0,01 V Непроницаемые менее 0,001 Практическое значение для нефтенакопления и нефтеотдачи имеют коллекторы первых трех классов, а для газов также и четвертый класс.

Широко используются классификации по эффективной пористости и проницаемости раздельно для терригенных (песчано-алевритовых) коллекторов (А.А. Ханина, 1969) и карбонатных коллекторов (И.А.

Конюхова, 1964). В классификации А.А.

Ханина выделено шесть классов песчано-алевритовых коллекторов по их гранулометрическому составу, величине эффективной пористости и проницаемости. Таблица. Оценочная классификация песчано-алевритовых коллекторов нефти и газа с межзерновой пористостью (по А.А. Ханину, 1969) Класс коллектора Название породы по преобладанию гранулометрической фракции Пористость эффективная, % Проницаемость по газу, мкм2 Характеристика коллектора по проницаемости I Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый ≥ 16,5 ≥ 20 ≥ 23,5 ≥ 29 ≥ 1 Очень высокая II Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый 15-16,5 18-20 21,5-23,5 26,5-29 0,5-1,0 Высокая III Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый 11-15 14-18 16,8-21,5 20,5-26,5 0,1-0,5 Средняя IV Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый 5,8-11 8-14 10-16,8 12-20,5 0,01-0,1 Пониженная V Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый 0,5-5,8 2-8 3,3-10 3,6-12 0,001-0,01 Низкая VI Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый < 0,5>< 2>< 3,3>< 3,6> < 0,001> Коллектор не имеет промышленного значения П р и м е ч а н и е.

Диаметр частиц (в мм): песчаник среднезернистый 0,5-0,25, песчаник мелкозернистый 0,25-0,1, алевролит крупнозернистый 0,1-0,05, алевролит мелкозернистый 0,05-0,01.

В классификации И.А. Конюхова выделено три группы карбонатных коллекторов по качественной оценке их емкости, и восемь классов по количественным значениям проницаемости и эффективной пористости.

Таблица. Классификация карбонатных коллекторов (по И.А. Конюхову) Группа Класс Проницаемость, 10-15 м2 Эффективная пористость, % Литологические разности А (классы высокой емкости) I II III > 1000 1000-500 500-300 > 25 25-20 20-15 Известняки биоморфные, скелетные (рифовые), крупнокавернозные Известняки биоморфные, кавернозные Известняки кавернозные и органогенно-обломочные Б (классы средней емкости) IV V 300-100 100-50 15-10 10-5 Известняки крупнозернистые порово-кавернозные, крупноолитовые Известняки и доломиты средне- и мелкозернистые порово-кавернозные, мелкооолитовые В (классы малой емкости, эффективная пористость <5 %> VI VII VIII 50-25 25-10 10-1 — — — Известняки оолитоые, мелкодетритовые, биоморфные, инкрустированные 5. По вещественному (литологическому) составу горных пород выделяются две основные группы коллекторов: терригенная и карбонатная.

Кроме них существуют коллекторы, связанные с глинистыми, вулканогенными, вулканогенно-осадочными, метаморфическими и магматическими породами, а также породами кор выветривания. Терригенные или песчано-алевритовые коллекторы. Коллекторы этого типа занимают основное место среди пород-коллекторов. С ними связана весьма значительная часть запасов нефти и газа.

С ними связана весьма значительная часть запасов нефти и газа. ЁФС терригенных коллекторов определяются в основном структурой порового пространства, поэтому их часто называют гранулярными или межгранулярными. Их общей особенностью является постепенное понижение ЁФС с глубиной за счет уплотнения пород, минерального новообразования и других процессов.

Таблица. Классификация коллекторов нефти и газа по литологическому составу (по Б.К. Прошлякову и др.) Группа коллекторов Тип коллектора по структуре порового пространства Вид пустотного пространства Характерные литологические разности пород Терригенные (обломочные) породы Поровый Межзерновой Пески, песчаники, алевролиты, промежуточные разности пород и калькарениты Трещинный Трещинный Песчаники и алевролиты регенерационной структуры, прочные песчаники и алевролиты с карбонатным цементом Смешанный (сложный) Межзерновой Трещинный Прочные песчаники и алевролиты с остаточной межзерновой пористостью Карбонатные породы Поровый Межформенный Биогенные, биохемогенные, оолитовые известняки и доломиты Внутриформенный Биоформные (фораминиферовые, коралловые и др.) известняки и доломиты Межзерновой Вторичные доломиты и доломитизированные известняки, хемогенные известняки и доломиты Трещинный Трещинный Криптогенные и хемогенные доломиты, известняки окремнелые и глинисто-кремнистые (в том числе биогенные) Смешанный (сложный) Межзерновой Трещинный Каверновый Уплотненные известняки и доломиты различного генезиса Глинистые породы Трещинный Трещинный Аргиллиты, аргиллиты известковые, известково-кремнистые Магматические и метаморфические породы, и их кора выветривания, кремнистые и сульфатные породы Поровый Межзерновой Кора выветривания гранитов, гнейсов и других пород Трещинный Трещинный Граниты, кварциты, метаморфические сланцы, серпентиниты, андезиты, кремнистые породы Смешанный (сложный) Межзерновой Трещинный Серпентиниты, кремнистые породы Карбонатные коллекторы.

Они занимают существенное место среди пород-коллекторов. Причём значительная часть мировых запасов нефти и газа связана с трещинно-поровыми типами, небольшая с порово-трещинными и ничтожная с чисто трещинными. Карбонатные породы являются полигенетической группой и по генезису первичных элементов могут быть хемогенными, органогенными, обломочными и смешанными.

Часто в них присутствует терригенный материал, а иногда — пирокластический материал и аутигенные примеси в виде сульфатов, силикатов и других минералов.

Разные генетические группы карбонатных пород имеют различные характеристики первичной пористости и проницаемости.

Уже на этапе формирования лучшими емкостными и фильтрационными характеристиками отличаются органогенные, особенно рифогенные, обломочные и оолитовые карбонатные породы. Они имеют поры сравнительно правильной формы, которые равномерно распределены в объеме породы. Поровые каналы обычно имеют значительные размеры.

Поровые каналы обычно имеют значительные размеры. Карбонатные породы имеют сложный характер емкостного пространства, образованного порами, кавернами, карстовыми и стилолитовыи полостями, а также трещинами и очень неравномерное его распределение в объеме породы.

Емкость в карбонатных коллекторах образуется и преобразуется на всех стадиях литогенеза и зависит, главным образом, от межзерновой пористости, а фильтрация обусловливается преимущественно трещинами, поэтому карбонатные коллекторы часто называют трещинными. Глинистые коллекторы. Эти коллекторы нефти и газа известны очень давно в разных регионах мира, в том числе на Северном Кавказе.

Наиболее широко глинистые коллекторы распространены в центральной и южной части Западной Сибири, где они называются «баженитами. Там, на границе нижнего мела и верхней юры, в составе региональной покрышки развита баженовская свита, которая является промышленно нефтеносной. У глинистых аргиллитоподобных коллекторов баженовского типа есть общее характерное свойство – высокое, в среднем 22,5 %, содержание органического вещества (ОВ) сапропелевого типа, наличие свободной кремнекислоты, в среднем 29,5 % и проявление сингенетичной нефтеносности.

Таким образом, эти породы имеют смешанный трехкомпонентный глинисто-кремнисто-сапропелевый состав.

Пустотное пространство глинистых коллекторов связано с их текстурной неоднородностью, имеет сложную морфологию и трещинный характер. Текстурная неоднородность определяется наличием жесткого каркаса из кремнекислоты и ОВ.

Кроме трехкомпонентных баженитов, среди глинистых коллекторов выделяются четырехкомпонентные породы, состоящие из глинистых минералов, кремнезема, пелитоморфного карбоната и ОВ, содержание которого находится в пределах от 8 до 20 % по весу. Их характерным примером являются породы доманиковой свиты верхнего девона Волго-Уральской НГП, или просто — доманикиты. Глинистые коллекторы Северного Кавказа – хадумиты, являются двухкомпонетными.

Они состоят из глинистых минералов и кремнезема. Название дано по хадумской свите майкопской серии пород. Коллекторы магматических, метаморфических пород и их кор выветривания.

Данные типы коллекторов связаны с фундаментом осадочных бассейнов (ОБ).

В настоящее время на Земле известно порядка 450 промышленных месторождений нефти и газа, часть которых по своим запасам относится к крупным и уникальным. Общие начальные запасы месторождений фундамента составляют 15 % мировых доказанных запасов категории А + Б.

Большинство залежей — 40 %, и более 75 % запасов УВ, находящихся в фундаменте связано с кислыми породами: гранитами и гранитоидами. Характерной особенностью нефтегазоносносности фундамента является то, что коллекторы и флюидоупоры в нём могут быть представлены одной и той же породой.

Пустотное пространство пород-коллекторов имеет каверново-трещинный и трещинный типы, которые связаны с рядом вторичных процессов: палеогипергенными и паледенудационными, дизъюнктивной тектоникой, гидротермальным выщелачиванием неустойчивых минералов, контракционной усадкой магматических пород и сочетанием этих процессов. Морфологически выделяются следующие типы коллекторов: 1) выступовые, связанные: а — с эрозионно-тектоническими выступами с массивным типом природного резервуара; б – со сложным распределением пустотного пространства внутри гранитных массивов в виде гнёзд, линз, жил, «ёлочки»; 2) площадные, связанные с корой выветривания; 3) линейные, связанные с зонами динамического влияния разломов; 4) жильные, связанные: а — с зонами повышенной тектонической трещиноватости и гидротермальной деятельности; б – с древними речными долинами, как правило, дренировавших зоны разломов; 5) линейно-узловые, связанные с узлами пересечения тектонических разломов.

Часто кора выветривания и базальный горизонт осадочного чехла образуют единый природный резервуар.

6. По распространенности выделяют породы-коллекторы, которые имеют региональное, зональное и локальное распространение.

7. По толщине и выдержанности литологического состава выделяют коллекторы, характеризующиеся выдержанностью или невыдержанностью толщин, литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств. 4 Дата публикования: 2014-11-28; Прочитано: 17233 | | studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены.
Студопедия не является автором материалов, которые размещены.

Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.006 с).

Классификация пород-коллекторов нефти и газа

По типам пустотных пространств различаются коллекторы поровые, трещинные, каверновые, порово-трещинные, порово-каверновые, порово-трещинно-каверновые.

В природных условиях наиболее распространенными коллекторами нефти и газа являются поровые коллекторы – пески, песчаники, пористые известняки, доломиты. Каверновыми, порово-каверновыми коллекторами являются рифовые известняки (ракушняки, коралловые массивы), выветрелые, выщелоченные кавернозные известняки, дресва, гравелиты, галечники, конгломераты. К трещинным, порово-трещинным коллекторам относятся трещиноватые горные породы всех типов вплоть до гранитов, базальтов, глин и аргиллитов.

Залежи нефти в трещиноватых аргиллитах баженовской свиты (верхняя юра) выявлены в Салымском районе Западной Сибири.Наиболее популярной и часто применяемой в практике геологических работ является классификация пород-коллекторов по пористости и проницаемости, выполненная А.А.Ханиным (Табл.7).

Горные породы, практически не проницаемые для нефти, газа и воды называются покрышками (экранами, флюидоупорами). К ним относятся глины, аргиллиты, плотные известняки, мергели, каменная соль, гипс, ангидриды и некоторые другие плотные породы.

По ряду показателей различаются покрышки нескольких классов. К покрышкам наиболее высокого класса относятся каменная соль, гипсы, ангидриты и пластичные монтморилонитовые глины.

На качество покрышек влияет однородность породы, минералогический состав, отсутствие примесей и трещин.

Присутствие в глинах песчаных и алевритовых частиц существенно снижает экранирующие свойства покрышек. По размерам различаются покрышки регионального, зонального и локального рангов.

Чем выше однородность и толщина пласта-покрышки, тем лучше его экранирующие качества.

Классификация песчано-алевритовых коллекторскихпород по пористости и проницаемости (по А.А.Ханину, 1973) Класс коллектораЭффективная пористость, %Проницае-мость,мкм2I-очень высокийПесчаник среднезернистый>16.5 ≥1Песчаник мелкозернистый>20.0Алевролит крупнозернистый>23.5Алевролит мелкозернистый>29.0 II-высокийПесчаник среднезернистый15-16.5 Песчаник мелкозернистый18-19.00.5-1.0Алевролит крупнозернистый21.5-23.5Алевролит мелкозернистый26.5-29.0III-среднийПесчаник среднезернистый11-15 Песчаник мелкозернистый14-180.1-0.5Алевролит крупнозернистый16.8-21.5Алевролит мелкозернистый20.5-26.5 IV-среднийПесчаник среднезернистый5.8-11 Песчаник мелкозернистый8-140.01-0.1Алевролит крупнозернистый10-16.8Алевролит мелкозернистый12-20.5 V-низкийПесчаник среднезернистый0.5-5.8 Песчаник мелкозернистый2-80.001-0.01Алевролит крупнозернистый3.3-10Алевролит мелкозернистый3.6-12VI-очень низкий, непромыш-ленный.Песчаник среднезернистый<> <>Песчаник мелкозернистый<>Алевролит крупнозернистый<>Алевролит мелкозернистый<>

1 ПОРОДЫ-КОЛЛЕКТОРЫ Коллекторы это горные породы обладающие

Породы коллекторы.pptx

  1. Количество слайдов: 30

1.

ПОРОДЫ-КОЛЛЕКТОРЫ Коллекторы – это горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду и отдавать их при разработке Абсолютное большинство пород-коллекторов имеют осадочное происхождение. Коллекторами нефти и газа являются терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы), карбонатные (известняки, мел, доломиты), вулканогенно-осадочные и кремнистые породы. Из определения пород-коллекторов следует, что они должны обладать q емкостью (обеспечивающейся системой пустот) и q проницаемостью (обеспечивающейся системой сообщающегося пустотного пространства).

Свойства горной породы вмещать (емкость) и пропускать (проницаемость) через себя жидкости и газы называются фильтрационноемкостными свойствами – ФЕС. Матрица породы Вода Нефть и /или газ Распределение нефти и воды в поровом пространстве

Пористость горных пород Емкость горной породы характеризуется пористостью.

Это один из наиболее важных параметров пород-коллекторов. Под пористостью горной породы понимается наличие в ней пор (пустот).

Пористость определяет долю пустотного пространства в общем объеме породы. Пластовые флюиды – нефть, газ, вода — аккумулируются в пустотном пространстве породы-коллектора, представленном порами, кавернами и трещинами. Поры – пространство между отдельными зернами, слагающими горную породу, а также биопустоты Каверны – сравнительно крупные пустотные пространства, образовавшиеся в результате действия процессов выщелачивания Трещины – разрывы сплошности горных пород, обусловленные в основном тектонической деятельностью.

Обломочные зерна Поры Каверны Матрица породы

Генетическая классификация пор q Первичные поры (пустоты) образуются в процессе осадконакопления и породообразования (промежутки между зернами – межзерновые поры, между плоскостями наслоения и т.

д. ). Межзерновые поры Межпакетные поры в каолинитовом цементе q. Вторичные поры образуются в результате последующих процессов: разлома и дробления породы, растворения, перекристаллизации, возникновения трещин вследствие сокращения породы (например, при доломитизации) и других процессов.

Внутризерновые поры выщелачивания Трещинные поры

Классификация поровых каналов по размерам В большой степени свойства пористых сред определяются размерами поровых каналов. По величине поровые каналы нефтяных пластов условно разделяют на три группы: Пустоты Субкапиллярные (сечение меньше 0, 0002 мм (<0,>5 мкм) движение нефти, воды и газа происходит свободно, возможно движение жидкости под влиянием силы тяжести Породы, поры которых представлены в основном субкапиллярными каналами, независимо от пористости практически непроницаемы для жидкостей и газов (глина, глинистые сланцы). Хорошие коллекторы нефти — те породы, поры которых представлены в основном капиллярными каналами достаточно большого сечения, а также сверхкапиллярными.

Количественная оценка пористости При характеристике нефтесодержащих пород различают типы пористости: qобщую (полную, абсолютную) – объем всех пор в породе; qоткрытую – объем связанных сообщающихся между собой пор; qэффективную – объем пор, из которых нефть может быть извлечена при разработке Все они оцениваются соответствующими коэффициентами пористости (%). Коэффициентом полной пористости (Кп) называется отношение объёма взаимосвязанных и изолированных пустотных каналов (Vпор) к общему объёму образца горной породы (Vобр ) Коэффициентом открытой пористости (Ко) называется отношение объема открытых сообщающихся пор (Vо) к объему образца горной породы (Vобр) Коэффициентом эффективной пористости (Кэф) называется отношение объема пор (Vэф ), через которые возможно движение нефти, воды или газа при определенных температуре и градиентах давления к объему образца горной породы (Vобр )

Структура порового пространства пород обусловлена большим числом факторов Гранулометрическим составом пород Составом обломков Химическим составом пород Формой и окатанностью частиц Составом цемента Происхождением пор Сортированностью обломочного материала Количеством цемента Равномерностью распределения пор Системой укладки обломочного материала Характером распространения цемента Соотношением больших и малых пор

а г д е б в Пористость повышается с улучшением окатанности и отсортированности обломков, с увеличением размеров обломков, с уменьшением количества цементирующего материала, если обломочные зерна сами пористые, если порода подверглась растрескиванию и растворению и т.

д. Различные виды порового пространства пород показаны на рисунках а – хорошо окатанный и отсортированный песок с высокой пористостью; б – плохо отсортированный песок с низкой пористостью; в – хорошо отсортированная порода, зерна которой также пористы; г – хорошо отсортированная порода, пористость которой уменьшена отложениями минерального вещества в пространстве между зернами; д – поровое пространство трещиноватых известняков, частично расширенное растворением; е – порода, ставшая пористой вследствие возникновения трещин.

Влияние упаковки на формирование пористости Коэффициент пористости обломочных пород в случаях, когда зерна породы одинаковы по размеру и имеют шарообразную форму, не зависит от размера зерен, а определяется их укладкой и однородностью по размеру.

При кубической упаковке пористость составляет 47, 64 %; при ромбической – 25, 95 %, независимо от размеров шаров. Кубическая укладка шариков Пористость = 47, 64 % Укладка шариков ромбом Укладка шариков двух размеров Пористость = 25, 95 % Пористость = 14% У пород, состоящих из неодинаковых по размеру обломков (конгломератов, глинистых песчаников), пористость резко снижается, так как мелкие зерна занимают промежутки между крупными зернами, уменьшая объем порового пространства

Поровое пространство и характер укладки обломков Степень отсортированности обломков В природных условиях большое внимание на размеры пор оказывает отсортированность обломочного материала, их пространственное расположение (беспорядочное или ориентированное), плотность прилегания с образованием разных типов контактов (точечных – примыкания, комформации – взаимоприспособления или инкорпорации – вдавливания

Степень окатанности и изометричности обломков Увеличение степени окатанности обломков способствует формированию пор с гладкими стенками; и наоборот, при неокатанных плохо обработанных поверхностях обломочных зерен образуются поры с неровными стенками.

Важную роль играет также степень изометричности обломочных зерен: при прочих равных условиях при укладке изометричных обломков, по сравнению с обломками удлиненной формы, размеры седиментогенных пор более крупные.

• • Обычно выделяют 4 типа цемента: 1.

Базальный – зерна не соприкасаются друг с другом, а погружены в цемент.

2. Заполнения пор (поровый) – зерна соприкасаются друг с другом, а цемент заполняет лишь поры между ними.

3. Пленочный – цемент покрывает зерна пленкой (иногда не сплошной), а остальная часть пор остается пустой; цементация большей частью непрочная. 4. Соприкосновения, или контактовый, – цемент присутствует лишь в местах соприкосновения зерен, а основная часть пор остается незаполненной. Наилучшими коллекторскими свойствами обладают теригенные породы с контактовым и неполным поровым цементом.

Рис. Типы цемента по количеству и распределению в породе: а – базальный: б – открытый поровый; в – закрытый поровый; г – неполный поровый; д – пленочный; е – контактовый

Величина коэффициента пористости Пористость коллекторов, дающих промышленную нефть, обычно следующая (в %).

q Пески…………. …… 20— 25 q Песчаники…. . . . ……………. . 10— 30 q Карбонатные коллекторы .

. …… 10— 25 и меньше. Величина коэффициента пористости горных пород может достигать 40 % (месторождения Ставрополья). Нефтеносные песчаники Русской платформы – 17 -24 %.

В последнее время открыт ряд месторождений в карбонатных коллекторах, поровое пространство которых состоит в основном из трещин. Пористость (коэффициент трещиноватости) таких пластов оценивается долями и единицами процентов. Однако из них получены большие промышленные притоки нефти.

ПРОНИЦАЕМОСТЬ Проницаемостью называют свойство горных пород пропускать сквозь себя жидкости и газы при наличии перепада давления Проницаемость – важнейший параметр, характеризующий проводимость коллектора, его фильтрационные свойства, т. е. способность пород пласта пропускать к забоям скважин нефть и газ.

Проницаемость зависит от многих факторов; важнейшими из них являются: характер проявления постседиментационных процессов структура порового пространства Проницаемость степень отсортированности обломков размер зерен взаиморасположение частиц плотность укладки обломочного материала

Проницаемость в сильнейшей степени зависит от: q наличия трещин: хотя доля их в пустотном, пространстве составляет десятые и сотые доли процента, но по сравнению с порами гранулярных коллекторов трещинное пространство обладает высокой проводимостью; q трещины создают в пласте направления преимущественной фильтрации; q минерального состава породы: лучшими фильтрационными свойствами обладают кварцевые пески благодаря низкой сорбционной способности кварца; q содержания и состава глинистых минералов: 1) глинистые частицы занимают часть пространства между зернами других минералов (кварца, полевых шпатов и т.

п. ), уменьшая пористость и сечение пор, и 2) глины вследствие высокой диспергированности и связанной с ней огромной поверхностью обладают высокой сорбционной емкостью и удерживают на поверхности зерен воду и УВ, сужая сечение пор.

Ухудшают фильтрационные свойства пород: q неправильная форма большинства зерен q высокая сорбционная емкость, q цементация пород

ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ В Международной системе (СИ) за единицу проницаемости в 1 м 2 принимается проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 м 2 и длиной 1 м при перепаде давления 1 н/м 2 расход жидкости вязкостью 1 н • сек/м 2 составляет 1 м 3/сек. Единицей измерения проницаемости является квадратный метр (м 2).

Чаще всего для обозначения проницаемости пород используют микрометр (мкм 2).

Обычно для оценки проницаемости пользуются практической единицей Дарси, которая приблизительно в 1012 раз меньше, чем проницаемость в 1 м 2, или миллидарси (м. Д). За единицу проницаемости в 1 Дарси (1 Д) принимают проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 см 2 и длиной 1 см при перепаде давления 1 кг/см 2 расход жидкости вязкостью 1 спз (сантипуаз) составляет 1 см 3/сек.

1 м. Д = 0, 001 Д, 1 м. Д=10 -3 мкм 2

ВИДЫ ПРОНИЦАЕМОСТИ Проницаемость пористой среды зависит также от типа пластового флюида и характера его движения.

Поэтому для характеристики проницаемости нефтесодержащих пород введены понятия абсолютной (физической, удельной), эффективной (фазовой) и относительной проницаемости. Под абсолютной проницаемостью понимают проницаемость пористой среды, которая определена при движении в ней лишь одной какой-либо фазы (газа или однородной жидкости), химически инертной по отношению к породе, при условии полного заполнения порового пространства газом или жидкостью В случае, когда поровое пространство породы содержит в себе более одного флюида, проницаемость по конкретному флюиду называется эффективной.

Относительная проницаемость определяется как отношение эффективной проницаемости для флюида при данной насыщенности к абсолютной проницаемости

ДРУГИЕ СВОЙСТВА ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ При характеристике коллектора, а также при миграции углеводородов и их отдаче в процессе разработки большое влияние оказывают остаточная водонасыщенность, плотность и карбонатность пород. Водонасыщенность = объем пор, занятых водой/общий объем пор (проценты) Остаточная вода – вода, оставшаяся в пласте при формировании залежи нефти и газа.

Остаточная вода удерживается в коллекторе силами молекулярного притяжения – адсорбционными и капиллярными. Иногда в пластах присутствует свободная вода, не связанная с коллектором молекулярными силами и передвигающаяся вместе с нефтью и газом.

Плотность скелета горной породы (кажущаяся плотность) – это физическая величина, количественно равная массе единицы объема сухой породы вместе с порами.

Плотность пород определяют с целью выяснения характера связей плотности с другими петрофизическими величинами, а также для решения других геологических задач: оценки особенностей формирующегося осадка, выявления региональной и локальной смены пород и др. Для промысловой практики важное значение имеет карбонатность пород, т. е. содержание в них солей угольной кислоты: поташа (К 2 СО 3), известняка (Са.

СО 3), сидерита (Fе. CO 3), доломита Са. СО 3 • Мg. СО 3 и др.

КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛЛЕКТОРОВ 1) по типу пустотного пространства По преобладающему типу пустот, слагающих поровое пространство, коллекторы делятся на три основных типа: КОЛЛЕКТОРЫ Поровые Трещинные Каверновые К поровому (гранулярному типу, межгранулярному) относятся коллекторы, представленные песчано-алевритовыми породами, реже известняками и доломитами; поровое пространство в них состоит из межзерновых и биопустотных полостей.

• Трещинные коллекторы сложены преимущественно карбонатами, реже терригенными породами; поровое пространство в них образуется системой трещин.

При этом участки коллектора между трещинами представлены плотными непроницаемыми и малопроницаемыми нетрещиноватыми блоками пород, поровое пространство в которых практически не участвует в процессах фильтрации. • Каверновые коллекторы сложены в основном карбонатными породами; пустотное пространство в них представлено кавернами выщелачивания • В коллекторах смешанного типа отмечается сочетание систем трещин, порового пространства блоков и пор.
• Каверновые коллекторы сложены в основном карбонатными породами; пустотное пространство в них представлено кавернами выщелачивания • В коллекторах смешанного типа отмечается сочетание систем трещин, порового пространства блоков и пор.

Соотношение типов пустотно-порового пространства и типы коллекторов в породах разного генезиса Типы коллекторов Пустоты Межгрануляр ные (поровые) Трещинные поровотрещинные Поры Каверновые трещиннокаверновые Трещины Породы Каверны Биопустот ные Внутрискелетные и межскелет ные Обломочные К а р б о н а т н ы е Изверженные Кремнистые Глинистые Метаморфические

2. Классификация коллекторов по типу горных пород КОЛЛЕКТОРЫ Терригенные Нетрадиционные Карбонатные 3.

Классификация коллекторов по условиям фильтрации и аккумуляции пластовых флюидов: q Простые (поровые и чисто трещинные) q Сложные (трещинно-поровые и порово-трещинные)

4. Классификация песчано-алевролитовых коллекторов по ФЕС Исходя из значений эффективной пористости и проницаемости по газу с учетом литологического состава пород А. А. Ханин предложил классификацию песчаноалевролитовых пород-коллекторов: Класс Название породы по преобладанию гранулометрической фракции Пористость эффективная, % Проницаемость по газу, мкм 2 по проницаемости и емкости I Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый 16, 5 29 ≥ 1 очень высокая II Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый 15 – 16, 5 26, 5 — 29 0, 5 — 1 высокая III Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый 11 – 15 20, 5 – 26, 5 0, 1 – 0, 5 средняя IV Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый 5, 8 – 11 12 – 20, 5 0, 01 – 0, 1 пониженная V Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый 0, 5 – 5, 8 3, 6 — 12 0, 001 – 0, 01 низкая VI Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый 0, 5 2 3, 3 3, 6

5.

По рентабельности промышленной эксплуатации Эффективные Неэффективные Коллектор эффективный — коллектор, обладающий такими емкостными и фильтрационными свойствами, которые обеспечивают рентабельность промышленной эксплуатации месторождения в конкретных геолого-технических условиях.

Общая классификация коллекторов нефти и газа Типы коллектров Классы по емкостным и фильтрационным свойствам Кавернозные в карбонатных и других осадочных, а также выщелоченных магматических и метаморфических породах 1 класс открытая пористость до 40%, проницаемость до 1000 м. Д и выше Гранулярные хорошо отсортированные преимущественно мономинеральные с малым количеством цемента оолитовые известняки Биопустотные рифовые известняки, биоморфные породы 2 класс открытая пористость более 20%, проницаемость 100 -1000 м.

Д Гранулярные олигомиктового и аркозового состава; Карбонатные органогенно-детритусовые 3 класс открытая пористость 1520%, проницаемость 10 -100 м. Д Гранулярные полимиктового состава с высоким содержанием цемента; Карбонатные пелитоморфные, мелкозернистые, комковатые, строматолитовые 4 класс открытая пористость 1015%, проницаемость 1 -10 м. Д Трещинные. Тектоническая трещиноватость 5 класс трещинная пустотность 23%, проницаемость до 1000 м.

Д Трещинные. Литогенетическая трещиноватость 6 класс трещинная пустотность 510%, проницаемость 10 -1000 м.

Д.

ПОРОДЫ-ФЛЮИДОУПОРЫ (ПОКРЫШКИ) Плохо проницаемые породы, перекрывающие породыколлекторы со скоплениями нефти и газа, называют покрышками нефтяных и газовых залежей Роль пород-нефтегазоводоупоров выполняют глины, аргиллиты, глинистые алевролиты, глинистые известняки, гипсы, ангидриты и соли. Соляно-ангидритовые покрышки служат наиболее надежными экранами несколько худшими экранирующими свойствами обладают глинистые и глинисто-карбонатные породы, весьма слабыми непроницаемыми перекрытиями являются алевролито-глинистые породы. Надежность экранов во многом определяется характером флюидов в подстилающих залежах.

Наиболее подвижны газообразные углеводороды.

Поэтому покрышки, перекрывающие газовую залежь, должны обладать лучшими экранирующими свойствами по сравнению с покрышками, перекрывающими нефтяную залежь.

Классификация покрышек, по Э. А. Бакирову По площади распространения: • • • Региональные — распространены в пределах нефтегазоносной провинции или большей ее части, характеризуются значительной мощностью и литологической выдержанностью. Субрегиональные — распространены в пределах нефтегазоносной области или большей ее части Зональные — распространены в пределах зоны или района нефтегазонакопления Локальные — распространены в пределах отдельных местоскоплений, обусловливают сохранность отдельных залежей.

По соотношению с этажами нефтегазоносности Межэтажные — перекрывают этаж нефтегазоносности в моноэтажных местоскоплениях или разделяют их в полиэтажных местоскоплениях Внутриэтажные — разделяют продуктивные горизонты внутри этажа нефтегазоносности По литологическому составу Однородные (глинистые, карбонатные; галогенные) — состоят из пород одного литологического состава Неоднородные: смешанные (песчано-глинистые; глинисто-карбонатные; терригенногалогенные и др.

) — состоят из пород различного литологического состава, не имеющих четко выраженной слоистости расслоенные — состоят из чередования прослоев различных литологических разностей пород

Классификация покрышек, по А.

А. Ханину Группа Экранирующая способность Проницаемость по газу, мкм 2 Давление прорыва газа, МПа А Весьма высокая ≤ 10 -9 ≥ 12 B Высокая 10 -8 8, 0 C Средняя 10 -7 5, 5 D Пониженная 10 -6 3, 3 E Низкая 10 -5 0, 5

Факторы, снижающие экранирующие свойства пород-флюидоупоров: Трещиноватость Неоднородность Малая мощность Большая глубина залегания 1.

Трещиноватость в породах-флюидоупорах снижает их экранирующие свойства.

Например, в зонах региональных разломов первоначальные пластичные свойства глин и солей утрачиваются, они становятся хрупкими, с раскрытыми трещинами и могут пропускать флюиды. 2. Степень однородности покрышек играет важную роль в экранирующих свойствах : присутствие прослоев песчаников и алевролитов ухудшает их качество.

Алевролитовая примесь по мере увеличения ее содержания в глинах оказывает влияние на структуру порового пространства. Более чистые разности глин уплотняются интенсивней и характеризуются преимущественно тонкими сечениями поровых каналов, а также низкой проницаемостью.

3. Чем больше мощность покрышки, тем выше ее изолирующие качества и способность удерживать залежи с большими высотами. Абсолютно непроницаемых для нефти и газа покрышек в природе не существует.

В. П. Савченко на основе экспериментальных работ установил, что глинистая покрышка удерживает только такую залежь, избыточное давление в которой меньше перепада давлений, обусловливающего начало фильтрации флюидов сквозь эту покрышку. 4. На больших глубинах вследствие потери воды глинистые породы превращаются в хрупкие тела и могут стать породами-коллекторами.

Список использованной литературы • • • Баженова О.

К, Бурлин Ю. К. , Соколов Б. А. , Хаин В. Е. Геология и геохимия нефти и газа. — М. : Издательство Московского университета, 2000.

— С. 234 -271. Еременко Н. А. , Чилингар Г. В. Геология нефти и газа на рубеже веков.

— М. : Наука, 1996. — С. 15 -23 Семенович В. В. , Высоцкий И. В. и др. Основы геологии горючих полезных ископаемых.

— М. : Недра, 1987. — С. 52 -59

Гидрофильны все тела, в которых интенсивность молекулярных (атомных, ионных) взаимодействий достаточно велика. Особенно резко выражена гидрофильность минералов с ионными кристаллическими решётками (например, карбонатов, силикатов, сульфатов, глин и др.

), а также силикатных стёкол. Гидрофобны металлы, лишённые оксидных плёнок, органические соединения с преобладанием углеводородных групп в молекуле (например, парафины, жиры, воски, некоторые пластмассы), графит, сера и другие вещества со слабым межмолекулярным взаимодействием.

Коллекторы и флюидоупоры

29 сентября 2013 в 21:42 69218 Коллекторы – это горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду, и отдавать их при разработке Коллекторы — это горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду, и отдавать их при разработке. Коллекторские ( фильтрационные) свойства породы: и . Породы-коллекторы могут иметь первичную и вторичную пористость:

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

Большинство пород-коллекторов имеют осадочное происхождение.

По литологическому составу коллекторами нефти и газа являются терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы), карбонатные (известняки, мел, доломиты), вулканогенно- осадочные и кремнистые породы.

Основные типы коллекторов — терригенные и карбонатные.

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

Терригенные коллекторы занимают 1е 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 (мкм2).

Коллекторские свойства определяются структурой порового пространства, межгранулярной пористостью.

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

Главные отличия карбонатных коллекторов от терригенных:

  1. Фильтрация нефти и газа обусловлена, в основном, трещинами, кавернами.
  2. Наличие, в основном, только 2х основных породообразующих минерала — кальцита и доломита;
  3. 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 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 м3/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:

  1. карбонатные;
  2. кварц-полишпатовые;
  3. кварцевые;
  4. 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.


prinyatie-nasledstva.ru © 2021
Наверх