Файл: Безбородов Р.С. Коллекторы и природные резервуары нефти и газа конспект лекций.pdf

Связь между фильтрационными свойствами и особенност литологии обломочных пород

На проницаемость обломочных пород по-разному вли многочисленные факторы, связанные с особенностями сос и строения этих пород. Поэтому общий, суммарный хара связей между литологией и проницаемостью пород являе очень сложным. Среди основных литологических парамет влияющих на фильтрационные свойства пород, необходимо

метить ;

т е

I , С.тдуктуру пор_одьі_У«.» размер зерен/, существенн влияющей на проницаемости. Исследованиями А.А.Ханина новлено, что при одной и той же эффек.тивн.ой пористости среднезернистые песчаники будут более проницаемы, чем нозернистые алевролиты /см. рис.18/. Это явление обусл лено разницей в структуре порового пространства разл гранулометрических типов пород. 3 крупнозернистых пород среднее сечение поровых каналов будет выше, а их изв тость меньше, чем в мелкозернистых породах, что сильно влияет на проницаемость породы-коллектора.

S, Отсортированностьпороды также сказывается на ее проницаемости. Чем лучше отсортирована порода, тем выше проницаемость. Это объясняется тем, что в плохо отсорт рованных породах мелкие частицы набиваются в поры ме более крупными обломками, ухудшая структуру поровых лов, уменьшая их сечение, увеличивая извилистость и, с довательно, ухудшая фильтрационные свойства коллектор

3, Окатанно^ть ^бломков^. Породы, сложенные хорошо окатанными частицами, более проницаемы, чем породы, о зованные угловатыми, неокатанными обломками. Необходим отметить, что в природе в большинстве случаев, улучшен окатанности обломочного материала сопровождается улуч нием его отсортированности.

4. Примусь, глинистого_материадаА Оказывает о ное влияние на фильтрационные свойства пород-коллектор По данным М.А,Цветковой, двухпроцентная примесь монтмо

.Рис.19» Типы контактов верен:

А - точечные, В-линейные, В - выпукло-вогнутые, Г- СуТурОВые

Л

Л

/в

* ч

8

Рис»20. График зависимости эффективной пористости /по Авдусину/ от величины удельной протяженности к тактов между зернами мелкозернистого кварцево песчаника /по О.А.ЧерникоЕу/

£ . Пустоты внутри скелетных остатков организмов, соответствующие полостям, которые при жизни занимало органивма. Такие первичные пустоты очень характерны, ример, для коралловых и фораминйферовых известняков.

3. Пустоты вторичного происхождения на месте выщ лоченных форменных элементов породы /оолитов, органог ного детрита/, а также отдельных участков цемента.

4. Тонкие поры, Обычно невидимые в шлифе /#<о,01и

повторяющие контуры отдельных зерен /кристаллов/ доло

1

та и, реже, кальцита. Это "межкристаллитные' поры, 5. Иеправильйой формы пустоты /каверны, каналы,

щеры/,- связанный с резко выра-хенными процессами выщела ваний к карста.

Пустоты первого и второго типа характерны главны •разом для известняков. Пустоты третьего тина могут н даться в известняках, Но гораздо чаще они развиваются доломитизироваяных известняках и в доломитах. Пустоты вертого типа свойственны н основном кристаллическим д митам. Наконец, пустоты пятого типа одинаково часто чаются и в иэвестляках и в доломитах.

• Г.И.Теодорович по размерам пустот выделяет колл

'.б/ очень мепкопортдстыв /пустоты 0,01-0,1 мм/, в/ мелкопористые /пустоти 0,1 - Q,S5 ми/,

г/ среднепористые /пустоты 0,25 - 0,5 мм/,

ж/ кавернозные /пустоты больше 2 МЫ/.

Отдельные типы пустот, а чаще йочетания несколь типов, образуют Норовое пространство карбонатного меж нулярного коллектора. Фильтрационные свойства его пр оТом в основном будут определяться не размерами отд ных пустот, а скорее сечением канальцев, соединяющих пустоты или "пережимами" пустот /Г.И.Теодорович/. •

В соответствии с этими представлениями Г.И.Теоцорович выделяет четьфе типа структуры пустотного простран­ ства карбонатных Межгранулярвых коллекторов /рис.21/.

tU тип ІУ тип

Рис.21. Типы пустот в Карбонатных*породах /по Г.И.Теодо-

ровичу/

.. I тип. Пустоты сообщаются между собой тонккии прово­ дящими канальцами, сечение которых значительно меньше раз меров пор и пустот. /Пустотное пространство доломитов, сформированное процессами выщелачивания/

П'тип. Широкие поровые каналы более или менее посте­ пенно переходят в пустоты - расширения, порового простран­ ства» /Пустетное пространство ряда известняков и доломи­ товых известняков детритусовой и TOjy подобной структурно или некоторых доломитов с реликтовой структурой,/

Ш тип. .Пустоти сообщаются между собой посредством крайне мелко-или тонкопористых каналообразгд участков

породы. /Пустотное пространство доломитов и, реже, доло­ митовых известняков./.

ТУ Тип. "Меккристаллитная" пористость. Тонкие поры повторяют очертания значительной части зерен /криста основной массы породы или ее цемента. /Пустотное прост ство доломитов и, реже, доломитовых известняков./

Влияние процессов диагенеза и эпигенеза на коллекторские свойства

карбонатных пород

На коллекторские свойства стереофитических /первич твердых/ известняков, например коралловых, процессы ди генеза практически не влияют.

В диагенезе и прогрессивном эпигенезе пустотная е кость известняков обычно уменьшается, а их фильтрацио свойства ухудшаются. Однако в ряде случаев в процесс перекристаллизации и особенно доломитизации в известн ках может формироваться значительная пустотная емкост Особенно широко процессы пустотообраяования развиваютс при эпигенетической доломитизации известняков. Известно много месторождений нефти и газа, связанных с эпигене ческими пористыми и кавернозными доломитами и доломит ровапными известняками. Например, нефть месторождения Лима-Индиана /США/ залегает в пористых доломитовых зон известняка Трентон /ордовик/. В месторождении имеется го отдельных залежей,, каждая из которых приурочена к дельной пористой доломитизированной зоне известняка. ломит обладает кристаллической структурой, а местами держит многочисленные пустоты.

Регрессивный эпигенез и особенно, процессы типер неза /выветривание/ в широких масштабах формируют пуст ную емкость и проницаемость в известняках и доломитах. Карбонатные породы, выведенные геологическими процесса на земную поверхность, подвергаются процессам выветрив выщелачивания, карстообразования, разрыхления. Если та карбонатные породы будут перекрыты толщами более мол осадков, Под поверхностью несогласия сохранится зона к

бонатных межгранулярных коллекторов с высокими коллекторскими свойствами. Примеров нефтяных и.газовых месторожде­ ний, связанных с зонами проницаемости карбонатных пород под поверхностями несогласия, известно очень много. ЦеКо-' торые примеры уникальны. Так., А.Леворсен приводит данные о большой каверне /пещере/ в залежи Доллархайд /Западный Техас/. Девять скважин, расположенных на площади Z,S км®, вскрыли эту каверну, на что указывал внезапный провал бурового долота при бурении. Каверна, заполненная нефтью заключена в известняках силура; ее высота достигает 5 м. Предполагают-, что эта каверна образовалась в течение допермского периода эрозии.

В Саудовской Аравии і* доломитиз'ирозанных и оолитовых известняках верхней юры, помимо пустот и трещин шириной 1-й см, встречаются каверны глубиной до I м, в которые про­ валивается при бурении инструмент! В связи с этим, сооб­ щает А.Леворсен, проницаемость коллекторов так высока, что нефть извлекается из месторождений с такой быстротой І кай если бы ее откачивали из нефтехранилища.

Тесная связь между поверхностями несогласия и погре­ бенными под ниш высоко пористыми и проницаемыми карбонат­ ными коллекторами с широко развитыми в них зонами паяеокарста и палеопыветривания, делает Каждое региональное несог­ ласие чрезвычайно важным с точки зрения поисков карбонат­ ных коллекторов.

Как показывает практика разведки и эксплуатации месторождений, карбонатные коллекторы обычно в той или иной мере затронуты трещиноваТостыо. Поэтому необходимо изучение на месторождениях соотношений между межгрануляр­ ными и трещинными карбонатными коллекторами. При Таком изучении необходимо: а/ определение пористости и прони­ цаемости пород в образцах^ б/ изучение трещиноватости пород, в/ анализ данных опробования скважин на только на нефть и газ» но я на воду.

Трещинные коллекторы

Преобладающим типом трещинных коллекторов являютс коллекторы, представленные карбонатными породами. Одна в мировой практике нефтедобывающей промышленности изв но несколько случаев, когда нефть и газ добывали из т щиноватых пород других типов. Например, на месторожден Спроберри /США, Техас/ коллекторы - сильно трещиноватые черные хрупкие сланцы, аргиллиты и алевролиты пермског возраста. Хрзтпсие трещиноватые кремни формации Монте третичного возраста, являются коллекторами нефти на м торождении Санта-Маряя /США, Калифорния/.

Темене менее сейчас почти 50% мировой добычи не падает на карбонатные, главным образом трещинные, кол торы. Опыт показывает, что обычно в карбонатных порода межгранулярной пористости и проницаемости сопуствует т щиноватость'.

Выше уже упоминалось, что впервые роль коллекторо фильтрационные 'свойства которых обусловлены наличие т щин, была отмечена Г.И.Теодоровичем /1943/. Именно он вым предложил выделить особый тип коллекторов - "трещин ватые коллекторы" /сейчас их называют обычно "трещинны

В последствии большие исследования трещинных колл торов -провопилисьсЕ.М.Смеховым и его сотрудниками.

Термин "т^еірноватость", по представлениям Е.М.Смехо ва* характеризует общую растресканность, рассеченность

горных ?ород трещинами, в основном не Умещающими слои

1

род друг относительно друга. Термин "трещиноватость" в

раяает болеёили менее региональное, площадное распро

0

нение указанной выше категории трещин, захватывающих ределенный объем пород. Такие трещины, более или менее частые, можно наблюдать почти в любом скальном обнажен

.карбонатных, да и не только карбонатных, пород. Трещин ватость пород есть результат их деформации в процес

тектонических движений, когда при достижении породой пре­ дела прочности в ней формируется трещиноваТость как ре­ зультат разрядки существовавших в породе напряжений,

Диаъюнктивнаенарушения /сбросы, взбросы, надвиги,

и т.п./-это разрывы /треыикн/, по которым осуществляется смещение слоев пород друг относительно друга. Такие раз>- рывы имеют локальные, хотя и протял:еиные, размерь^ т.е. представляют собой практически двухмерные образования.

Трещиноватость имеет ведущее значение в фильтрации флюидов к забою скважины. Дизъюнктивные нарушения сущест­ венного влияния на дренаж значительных объемов пласта, т< на коллекторские свойства пласта, не оказывают, а часто, наоборот, являются экраном, препятствующим движению нефти газа и воды.

Дод. раскрытостыо трещины понимается расстояние между стенками трещины» замеренное перпендикулярно плоскости трещины,

Роль трещин в формировании пустотной емкости И

Проницаемости пород

Рассматривая залежи нефти и газа, связанные с трещин ными коллекторами, разные исследователи по-разному оценй'- вают роль трещин в формировании пустотной емкости Пород» Часть геологов /например, А.А.Трофимук, М.А.Жданов/ счи­ тают, что значительная доля запасов нефти, содержаіцйоя в трещинных коллекторах, находится в трещинах я по ним двигается к забою скважин. Таким образом, пустотная ем­ кость таких коллекторов зависят от "трещинной" пористос­ ти, т.е. от суммарного объема Трещин.

Другие /например, Е.М.Смехов, А.И.Леворсен/ предпо­ лагают, что основная масса запасов нефти содержится в

7-1296 49