Файл: Безбородов Р.С. Коллекторы и природные резервуары нефти и газа конспект лекций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.07.2024
Просмотров: 70
Скачиваний: 0
В.Крумбейн и Г.Ионк в 1942 г. предложили эмпирич кую ([ормулу, определяющую коэффициент проницаемости п
ды как функцию ее структуры, т.е. размеров слагающих
, 4 , t
чістицг К = C'rf-e-' ,
ґде. |^ _ коэффициент проницаемости;
d- с -зднегеометрический диаметр зерен",
С- стандартное отклонение от геометрического среднего диаметра;
С- постоянная величина, равная 760;
0 - основание натуральных логарифмов.
Надо сказать, что как эти, так и Другие пред ные формулы не нашли широкого Применения в практик тяной геологии*
Иа различных факторов, влияющих на Проницаемость роды, необходимо прежде всего указать на следующие:
І . Еазшуш пу£Т2т_и_и5 конфигдоациЯі По размерам среди Поровых каналов различают:
а). Йверхкадиллярные Норы» дйеметр которых больше 0,5 мм. Движение жидкости в таких йорах может осуще ся под влиянием силы тяжести.
б). Капиллярные поры, диаметр которых может мен от 0,5 . . До 0,0002 мм. В таких порах движение жидко контролируется силами Поверхностного Натяжения. Жидко двигается под влиянием внешних сил /перепада давле в) Субкапиллярные поры. Диаметр их менее 0,0002 В таких Порах струйное течение жидкостей отсутствует
наблюдается лишь молекулярное перемещение веществ. Н "менко указывает» чта; несмотря на наличие сообшаемости при диаметре капилляров менее 0,1 »ік эффективная Пор отсутствует, т.е. флюиды уже не перемещаются в поро
Примером такой зависимости проницаемости пород размера и конфигурации пор может служить сравнение цаемости Песка и глины. При одинаковых значениях о пористости /дйя глины условно "открытой"/ проницаемос песка может составлять 1000-2000 мд , а проницаемо глин практически равна нулю. .
26
Особо высокой проницаемость» обладают трещины, так' как они предотавляют собой обычно более или менее прямо линейные каналы большой протяженности по фронту движения флюида.
2. £о£бща£ность_пор_и_п2£сто;£, В общем случав проницаемость зависит от величины
открытой пористости породы, т.е. проницаемость повышает ся при улуншении сообщаеиости пор и пустот« иначе говоря*
• при увеличении открытой пористости.
Однако А.Леворсен считает, что количественная свяйб между проницаемостью и пористостью неясна и изменчива /рис.12/. А.А.Хапин, напротив, изучая полезную /или как
да я in т to 10 І2
Пористос1ъ,% &гобщеіо oSkmo
Рис.12.График зависимости между пористостью я~проницавгг J -
мостью.Образцы патологически однородного песчаника взяты из скважин* сосредоточенных на небольшой площадя.Наблвдавт
ся широкий разброс точек.Дня любого значения пористостя ив личина проницаемости .колеблется в широких пределах
/по А.Леворсену/ |
'27 |
он её называет эффективную/ пористость алевролитов и и среднеэернистых песчаников, пришел к выводу, что м значением полезной пористости и коэффициентом проница ти породы имеется математическая зависимость, выражае уравнением'
где |
Ц - полезная пористость*, |
|
|
||
|
й: - логарифм проницаемости мд; |
|
|
Л 6 - коэффициенты, различные по величине в зав |
|
|
симости ит гранулометрического состава пес |
|
|
алевритовых пород. |
|
|
Трещинная проницаемость |
|
|
• |
а ' |
|
Все, что говорилось |
о проницаемости, относилось |
движению нефти, газа и воды в породах, поры и пусто
торых имеют извилистую форму, при условно изометричн
,J
чении.
До сравнителіно недавнего времени под проницаемос породы всеми геолагами-нефтяниками подразумевалась име проницаемость по Норам. Однако практика ргзводни я ра ботки нефтяных и газовых месторождений, а также раз наууи о породах-коллекторах приводят нас к рыводу, ч ей движения флюидов в пластах могут служить не толь ры, но. и трещины.
Трещинная проницаемость породы определяется по ф
.Муле:
Ктр.^ 85000 в
где Кгр. - коэффициент трещинной проницаемости, в дарс
|
& |
—раскрытость трещин, ."• мм; |
|
"1 - трещинная пористость, :. % . |
|
г д 6 |
£ |
- длина трещин, ш; |
|
£> |
-оплощадьв шлифа, . мм.2 |
Тогда Ктр_ « 8 5 0 0 0 - - ^ з — /Д./
Можно вычислить, какова должна быть ширина трещины 6 на I см? породы, чтобы такая порода имела КТр = I д.
Таким образом, если на I см^ породы будет I трещина шириной 0,05 мы, порода будет иметь проницаемость 1000 мипдидарси /рис.13/.
Ь \ см ' А
1 о
Рис.13. К расчету трещинной проницае мости породы
Если же эта трещина будет иметь ширину 0,1 им /т.е в два риза большую/, то проницаемость породы будет уже равна 8500мд ,' т. ое. будет возрастать пропорцио нально • величине 6 .
Посмотрим теперь, какова будет трещинная пористосте породы, имеющей Ктр» I д.^ т.е. определим значение пустотной емкости трещины, имеющей ікрину /раскрытость/ о 0,0Ь мм. Несложный подсчет показывает, что эта пористость будет равна всего лтаь 0,5%! Интересно, что обычная "пори стость многих пород, при проницаемости порядка всего лишь 100 мд', т.е. в 10 раз меньшей,'составляет у*:в 20% /см. рис.12/.
Разработанный пример показывает, что объем трещин создании "пористости" пород почти не играет роли.
Сам терміти "пористость", видимо, требует уточнения. Правильнее говорить о "пустотной емкости" пород-коллект ров, которая может складываться из объема пор, кавер трещин» При этом "пористость" будет лишь частным случае проявления пустотной емкости породы.
Основные типы коллекторов
Рассмотрение различных пород-коллекторов показывае что их ноллекторские свойства, и главное, проницаемость, могут иметь различную природу. Часть коллекторов облад проницаемостью за счет наличия пор, каверн и других пус тот, образующих в породе сложную систему сообщающихся вилистых каналов, по которым и осуществляется фильтрация Нефти, газа и воды. Другие коллекторы имеют высокую п ницаемость, обусловленную наличием системы раскрытых т щин, рассекающих породу.
Таким обравом, в природе существуют два основных па коллекторов.
Межг£аяуляр_йые_коллекторы, пустотная ёмкость и п ницаемость которых определяются наличием пор, каверн и других пустот.
Трещинные коллекторы^ пустотная ёмкость которых т же определяется, главным образом, наличием пор, каверн и других пустот, а проницаемость обеспечивается раскрытыми трещинами, рассекающими породу.
Естественно, что в ряде случаев, в природе встреча ся коллекторы переходного или смешанного типа, в которы проницаемость частично обеспечивается сообщающимися по рами, а частично - раскрытыми трещинами.
Опыт изучения различных пород показывает, что ме гранулярные коллекторы обычно бывают представлены обло мочными породами /песчаниками и алевролитами/, и, реже, некоторыми типами карбонатных пород /доломитов и изве
t
няков/. Среди трещинных коллекторов преобладают коллекторы, представленные карбонатными породами»
Первая общая классификация пород-коллекторов, учиты вающая два рассмотренных выше типа проницаемости /поровув и трещинную/ была предложена в І943 г» Г.Й.Теодоровичем, который выделил следующие группы коллекторов J
Группа А. Коллекторы, более или менее равномерно по йо рам проницаемые*
Группа Б> Коллекторы» неравномерно но порам проницаемые. Группа В. Коллекторы, проницаемые по трещинам.
Группа Г. Коллекторы смешанные.
|
Можно сразу же отметить, что коллекторы групп А я В |
есть ни что Иное, как Межгранулнрные коллекторы. |
|
|
Каждую группу коллекторов Г.И.Теодороййч предложил |
разделить по величине проницаемости на пять классові |
|
I класс - очень хорошо проницаемые коллекторы К ? ІОООмд. |
|
П |
класс - хорошо проницаемые коллекторы К * 1000*100 иди, |
В |
класс - средйепройиц&емые коллекторы К а 100-10 ид*» |
IV |
класс - слабопрайицаемые коллекторы К = І0 - І мдм |
V |
класс - практически непроницаемые коллекторы К < I мд. |
|
Как отмечает сам Г.Й.Теолорьвич, неудачным является |
отнесение коллекторов И класса к средйепроййпдеммм, так как на практике такие Коллекторы являются Мало продуктяв ными, слабопроницаемыми.
Межгранулнрныв к о л л е к т о р *
Терригенные межгранулярные коллекторы
Основным типом пустот, образующих пустотную ёмкость /пористость/ террягенных коллекторов* яйляются первичные пустоты иежду обломками, слагающими породу* Пористость таких коллекторов зависит в основном от степени цемента ции породы.
. Известен целый ряд месторождений йефт* и газа* на пример многие месторождения нефти в районах Баку к Гроз-
31
ного, где коллекторы представляют собой рыхлые, почти не сцементированные пески. Такие пески, особенно средне- и крупнозернистые, во многих месторождениях мира обладают очень высокими коллекторскими свойствами.
Однако чаще межгранулярные терригенные коллекторы бывают представлены в различной степени сцементированным песчаниками и алевролитами, В таких породах в.отдельных случаях 'возникают вторичные пустоты при выщелачивании ц мента из-за поступления в породу вод, растворяющих суще вующий цемент /особенно карбонатный цемент/.
Структура порового пространства |
|
терригенных коллекторов |
» |
Поскольку для обломочных пород не наблюдается обще математической зависимости между пористостью и проницае мостью, я&чество пористоо-ти в породах, при одинаковом ч ловом значении коэффициента пористости, различное. На ницаемость породы влияет строение, структура порового п ранства. Попытки как-то учес& и выразить особенности, эт структуры предпринимались уже довольно давно.
Так,,П.П.Авдусин и М.А.Цветкова еще в 1938 г. для изу чения коллекторов ввели попятие "гидравлическая характ тика коллектора" Ф - параметр, связанный со структурой порового пространства. Ф - величина, обратная отношению суммарного периметра 2. t поровых каналов на площади I % периметру L эквивалентного по эффективной пористости идеального цилиндрического порового канала /рис.14/.
Рис.14. К расчету гидравлической характеристики Ф кол лектора
Таким образом, Ср
Для определения величины Ф образец породы-коллекто ра пропитывают бакелитовым лаком, окрашенным в ярко-мали- новый цвет примесью родамина. Насыщение образца бакелитом проводится под вакуумом после эвакуации воздуха, запол нявшего поры породы. Образец, насыщенный окрашенным баке литом, слегка прогревают /при £ ~ 7 0 ° С / , что приводит к полимеризации и отверждению бакелита, заполнившего пирн породы. Из такого образца изготавливают обычный петрогра фический шлиф.
Для исследования выбирают произвольное поле зрения, имеющее радиус R . Выбранное поле .при помощи рисоваль ного аппарата зарисовывается. По зарисовке определяют эф фективную пористость породы и суммарную величину перимет ров пор.
Эффективную пористость определяют планиметром, как отношение суммарной площади пор, занятых бакелитом,'к площади зарисовки, Периметры пор замеряют курвиметром, прибором, позволяющим измерять длину кривых линий.
5-1296 |
33 |
|
