Нефть или газ добывают из залежи. Так как подавляющее большинство известных месторождений нефти и газа приурочено к породам осадочного комплекса, то наиболее распространенной формой залежи является продуктивный пласт. Продуктивным называется пласт, из которого при существующих методах экономически целесообразно добывать нефть (газ) в промышленных масштабах. Порода, слагающая продуктивный пласт и насыщенная нефтью (газом), называется коллектором.
Для того чтобы вмещать нефть (газ) и выделять их в достаточных количествах в скважину, вскрывшую нефтегазовую залежь, порода-коллектор должна обладать определенными свойствами. Наиболее важными ее характеристиками являются пористость (трещиноватость) и проницаемость.
Пористость, как и трещиноватость, — текстурный признак горной породы. Под пористостью следует понимать парагенетические нарушения сплошности минерального каркаса горной породы, выражающиеся в наличии множественных зазоров между минеральными зернами или их агрегатами.
По систематизации, предложенной И.М. Губкиным, в зависимости от размеров поры подразделяются на сверхкапиллярные (диаметр более 0,5 мм), капиллярные (диаметр от 0,5 мм до 2 мкм) и субкапиллярные (диаметр менее 2 мкм). Совокупность пор образует норовое пространство, форма которого зависит от формы и размера отдельных пор и их взаимосвязи. Пористость определяет свободную емкость горной породы и ее способность вмещать жидкие и газообразные агенты. Коллекторские свойства горной породы зависят от структуры норового пространства.
Принято различать три вида пористости: абсолютную, или физическую; эффективную и динамическую.
Под абсолютной пористостью понимают суммарный объем всех пустот (пор) в горной породе. Эффективная пористость включает объем только тех пор, которые сообщаются между собой и в связи с этим могут служить норовыми каналами для перетока (фильтрации) жидкости или газа. Динамическая пористость — характеристика нефтесодержащей породы, она оценивается по объему свободной жидкости в порах, способной к замещению.
Количественной характеристикой абсолютной и эффективной пористости являются коэффициенты пористости. Коэффициенты абсолютной пористости выражают отношение (в %) суммарного объема пор к объему породы:
.
Коэффициент эффективной пористости равен отношению (в %) эффективного объема пор к объему породы:
Значение коэффициента абсолютной пористости продуктивных пластов колеблется в весьма широких пределах (от 5 до 40 %). Теоретическая абсолютная пористость имитированного грунта, сложенного из шаров одинакового диаметра, может достигать 47,6 %. Эффективная пористость всегда ниже абсолютной.
Под трещиноватостью горной породы следует понимать интенсивность развития трещин в массиве (или выделенном
объеме) горной породы. Трещиной называется плоский разрыв сплошности среды. Количественную оценку трещиноватости горной породы можно проводить по отношению одного из показателей трещин (количество, их длина и т.п.) к единице длины, площади или объема горной породы. При определении пористости горной породы трещиноватость может учитываться единым показателем — коэффициентом пористости.
Проницаемость горной породы — это физическое ее свойство, выражающееся в способности пропускать под действием перепада давления жидкость или газ без нарушения минерального каркаса. С проницаемостью горной породы связано явление фильтрации, т.е. перемещение жидкости или газа в пористой среде по поровым каналам, образованным сообщающимися между собой порами или трещинами. Принято различать проницаемость абсолютную, эффективную и относительную. Абсолютная проницаемость — это физическое свойство экстрагированной и высушенной породы, выражающееся в способности пропускать газ. Эффективная (фазовая) проницаемость — это способность пористой среды пропускать через себя одну из фаз (жидкость, газ) при многофазном заполнении. Относительная проницаемость определяется как отношение эффективной проницаемости для нефти, воды или газа к абсолютной.
Количественно проницаемость оценивается коэффициентом проницаемости кп_, который в формуле Дарси выражает характер зависимости скорости фильтрации от градиента перепада давления:
где 훍 — вязкость фильтрующегося флюида.
Коэффициент проницаемости имеет размерность площади (м2).
Проницаемость горной породы зависит как от размеров пор, так и от состава и свойств фильтрующихся сред, которые определяют характер и интенсивность их взаимодействия с породой. По каналам, образованным с верх капиллярными порами, жидкость может свободно перемещаться. Движение жидкости и газа по капиллярным каналам в значительной степени подвержено действию поверхностных сил на контакте жидкость — порода. В породах с субкапиллярными порами сказывается определяющее влияние молекулярных сил и жидкость остается неподвижной. В связи с этим осадочные породы делятся на проницаемые, полупроницаемые и практически непроницаемые. Проницаемые породы имеют эффективную пористость выше 20 % и коэффициент проницаемости от сотых долей до нескольких квадратных микрометров. В полупроницаемых породах большая часть пор имеет субкапиллярные размеры. Коэффициент проницаемости для них находится в пределах (0,1 — 10)103 мкм2. Практически непроницаемые породы имеют субкапиллярную и закрытую пористость и проницаемость ниже 0,1 • 103 мкм".
Чтобы пласт можно было отнести к продуктивным, порода-коллектор должна иметь промышленные запасы и обеспечивать промышленную нефтегазоотдачу. Удельное содержание полезного ископаемого [нефти или газа) зависит от многих факторов, и в том числе от пористости породы, а нефте-газоотдача — в первую очередь от проницаемости породы и энергии пласта. Считается, что эффективная пористость породы-коллектора промышленного пласта должна быть выше 5 %, а проницаемость — не ниже 1 * 10'3 мкм2. По величине эффективной пористости породы могут быть подразделены (по И.О. Броду) на коллекторы: большой емкости (эффективная пористость выше 15 %), средней емкости (эффективная пористость от 5 до 15 %), малой емкости (эффективная пористость ниже 5 %). Проницаемость средних пород-корллекторов находится в пределах от 5*103 до 1 мкм".
Поможем написать любую работу на аналогичную тему