• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

ЛІТОЛОГІЯ ПРИРОДНИХ РЕЗЕРВУАРІВ

Природний резервуар нафти і газу – це природне вмістилище рідких і газоподібних речовин (флюїдів), в якому може відбуватися їх міграція. Природні резервуари складаються з двох елементів – колекторського тіла та обмежуючого його флюїдоупора (екрана, покришки). Колекторські тіла (пласт, товща, лінза) складаються пористими, проникними породами, завдяки чому під впливом зовнішніх сил в них можливе переміщення вуглеводнів, води та газу. Непроникні або слабо проникні пласти і товщі порід-флїдоупорів перекривають колекторське тіло зверху, часто підстилає знизу і можуть оточувати його з усіх боків.

Величина і форма природних резервуарів досить різноманітна. За площею їх розмір коливається від одиниць до десятків тисяч квадратних кілометрів. Форма в плані може бути ізометричного, рукавоподібного, розгалуженого та ін. Висота резервуару може складати від долей метра до декількох сотень і навіть тисяч метрів. В цілому розміри природного резервуару в значній мірі визначаються обстановкою осадконакопичення, а також тектонічними і постдіагенетичними процесами. Якість природного резервуару залежить від літологічного складу порід-колекторів і порід-флюїдоупорів.

Таким чином висока результативність при вивченні нафтогазоносності осадочних басейнів, визначення напрямків пошуків і розвідки вуглеводнів, а також при виборі оптимальної системи розробки родовищ нафти і газу не може бути досягнута без з’ясування літолого-фаціальної обстановки і вивчення літології природних резервуарів.

Колекторами називаються породи, які вміщують нафту газ або воду і здатні віддавати їх при розробці. За генезисом колекторами можуть бути осадочні, магматичні і метаморфічні породи. Найбільш поширеними серед колекторів є уламкові та карбонатні осадочні породи, група глинистих порід-колекторів менш розповсюджена. Магматичні і метаморфічні породи як колектори нафти і газу зустрічаються досить рідко, тому що ці породи і кори їх вивітрювання залягають значно нижче нафтогазоматеринських порід і їх колекторські властивості набагато гірші, ніж в осадочних товщах.

Колекторські властивості порід визначаються пористістю, проникністю, щільністю і насиченістю пор флюїдами. Під пористістю гірської породи розуміють наявність у ній пустот (пор, каверн, тріщин і т.д.) не заповнених твердою речовиною.

За умовами формування пори та інші пустоти поділяються на:

первинні, які утворюються в процесі осадконакопичення і формування породи; до них належать пустоти між зернами та уламками породи, проміжки між площинами нашарування, пустоти, які залишились після розкладання організмів та ін.; така пористість характерна для пісків, пісковиків, конгломератів, глин;

вторинні пори формуються у породах в процесі діагенезу, катагенезу; це пори розчинення, тріщини, які виникли у зв’язку з скороченням об’єму породи при доломітизації та кристалізації; тріщини зумовлені тектонічними явищами, ерозійними процесами.

Чисельно пористість виражають через коефіцієнт пористості, який є відношенням сумарного об’єму пор до об’єму породи, у якій вони знаходяться, і виражається в частках одиниці або процентах

,

де: К_п – коефіцієнт пористості; V_пор. – сумарний об’єм пор; V_породи – об’єм всієї породи разом з порами.

Виділяють три види пористості: повну (загальну, абсолютну або фізичну), відкриту та ефективну.

Повна пористість – це різниця між об’ємом зразка і об’ємом зерен, що його складають. Чисельно вона виражається відношенням об’єму всіх видів пор до об’єму гірської породи, яка їх включає.

Відкрита пористість – це сукупність всіх пор, які з’єднуються між собою; чисельно вона відповідає відношенню об’єму пор, які з’єднуються між собою, до об’єму породи, яка їх вміщує.

Ефективна пористість - це сукупність пор, через які може здійснюватись міграція даного флюїду.

Для кожного флюїду ефективна пористість породи неоднакова. Вона залежить від кількісних співвідношень між флюїдами, фізичних властивостей даного флюїду і самої породи.

Щільність породи дуже важлива фізична властивість, яка впливає на колекторські властивості. Щільністю називається відношення маси породи в природному стані (разом з рідинами і газами, які знаходяться в поровому просторі) до її об'єму

,

де: s - щільність породи, М – маса породи, кг; V – об’єм породи, м³. В системі Si щільність вимірюється в кг/м³ або г/см³.

Щільність породи залежить від таких факторів, як густина твердої, рідкої і газоподібної фаз, структурно-текстурних особливостей, пористості, а також від розміщення (укладки), уламкових зерен в уламкових породах, кристалів в хемогенних породах, біогенних компонентів в органогенних гірських породах.

Щільність породи на стадії катагенезу може суттєво відрізнятися за рахунок механічного ущільнення (перегрупування частинок), перекристалізації мінералів. У зв’язку з цим в природних умовах щільність коливається в широких межах.

Проникність – це здатність гірської породи пропускати через себе рідину або газ. Шляхами міграції можуть бути пори, тріщини, які з’єднуються між собою каналами. Величину проникності виражають через коефіцієнт проникності (К_пр). За одиницю проникності в системі Si прийнято 1×10^-12 м², що відповідає 0,981 Д (дарсі) – позасистемній одиниці, яка застосовується у промисловості. Проникність 1×10^-12 м² відповідає витраті рідини (Q) 1 м³/с при фільтрації її через пористий зразок гірської породи довжиною (L), з площею поперечного перерізу (F) 1 м² при в’язкості рідини (m) 0,001 Па×с і перепаду тиску (DР) 0,1013 МПа.

Згідно з лінійним законом фільтрації Дарсі, проникність породи виражається в такому вигляді:

.

Закон фільтрації Дарсі використовується за умови фільтрації однорідної рідини і відсутності адсорбції та інших взаємодій між флюїдом і гірською породою.

Розрізняють абсолютну, ефективну та відносну проникність. Абсолютною або просто проникністю називають проникність гірської породи, коли через неї мігрує однорідна рідина або газ, яка не взаємодіє з породою.

Ефективна проникність характеризує здатність пористого середовища пропускати через себе нафту, воду або газ при певному їх процентному співвідношенні у пористому середовищі.

Відносна проникність – це відношення ефективної проникності до абсолютної проникності і вираховується арифметично. Можна визначати відносну проникність за кривими капілярного тиску. Відносна проникність безрозмірна. Її виражають у частках одиниць або процентах.

Водонасиченість – це ступінь заповнення порового простору водою, її виражають у частках одиниці, а частіше в процентах. За взаємовідношенням з породою виділяють воду вільну і зв’язану. Вільна вода здатна переміщуватись у поровому просторі і по тріщинах під впливом сили тяжіння або внаслідок перепаду тиску. В процесі формування покладів нафти і газу вільна вода у значній кількості здатна витіснятись з гірських порід. Зв’язана вода залишається у породі. За своєю природою вона може бути фізично або хімічно зв’язаною. Фізично зв’язана – це вода, яка утворюється за рахунок молекулярних сил або сорбції (плівкова, субкапілярна та ін.). Хімічно зв’язана вода – це вода конституційна (наприклад, у гіпсі CaSO₄×2H₂O) і кристалізаційна (наприклад, у малахіті Cu₂[(CO₃)(OH)₂]).

На колекторські властивості порід впливає переважно вільна і фізично зв’язана вода, яка розміщується у поровому просторі породи.

У процесі формування покладів вуглеводнів у породі залишається вся фізично зв’язана і частково вільна вода. Вільна вода утримується капілярними силами в тонких капілярах і місцях контакту мінеральних зерен породи. Ці нерухомі води, які залишаються в породі, називаються залишковими, а саме явище – залишковою водонасиченістю.

При проведенні підрахунку запасів нафти і газу з величини середньої пористості порід продуктивного пласта необхідно вирахувати вміст залишкової води.

Нафто- і газонасиченість – це ступінь заповнення порового простору породи цими компонентами, яка виражається частками одиниці або процентами.

У породах часто присутні всі три флюїди – газ, нафта, вода. Їх сумарна насиченість 100%, хоча доля кожного з них сильно міняється. При розробці родовищ вуглеводнів значна їх частина залишається в колекторах, зокрема нафти видобувається не більше 50%, решта знаходиться у зв’язаному стані в надрах Землі. Кількість видобутої нафти залежить від багатьох факторів, в тому числі і від властивостей самої нафти, її в’язкості, співвідношення між флюїдами, змочування мінеральних зерен, якості колекторів і т.д. Значно більша частка видобутого газу.

Класифікація порід-колекторів.Існує декілька категорій класифікацій, які базуються на генетичних, фізичних та літологічних ознаках. Серед них виділяють основні, загальні та оціночні.

Загальні класифікації характеризують всі типи порід-колекторів (магматичні, осадочні і метаморфічні) за їх генезисом, мінеральним складом, структурою, морфологією і часом формування порового простору.

Оціночні класифікації дають уяву про якість порід-колекторів за головними параметрами (пористість, проникність та ін.). Їх складають, як правило, для якоїсь конкретної групи порід – уламкових, карбонатних.

Найбільш поширеною в практичній діяльності є класифікація колекторів, прийнята на кафедрі літології Московського інституту нафти і газу (табл. 26.1).

Вона базується на літологічному складі порід, структурі, морфології порового простору. У цій класифікації виділяються групи порід-колекторів за літологічним складом - уламкові, карбонатні, глинисті і в самостійну групу виділені породи-колектори, які зустрічаються досить рідко – магматичні, метаморфічні і їх кори вивітрювання, а також кремнисті і сульфатні.

Таблиця 26.1 – Класифікація колекторів нафти і газу

Примітка: *Калькареніти – це уламкові вапняки, **Криптогенні доломіти – породи невизначеного генезису

До порового типу колекторів належать породи-колектори з дрібними (1 мм і менше) порами, приблизно ізометричної форми, з’єднаними між собою каналами. Площа поровогопростору становить 40-50%, а проникність досить сильно варіює – від n×10^-16 до n×10^-12 м².

Колектори порового типу мають здатність знижувати колекторські властивості з глибиною за рахунок ущільнення порід, мінерального новоутворення та ін.

Тріщинний тип порід-колекторів характеризується тим, що поровий простір у ньому представлений відкритими (зіяючими) тріщинами. Тріщинні колектори володіють низькою тріщинною пористістю, не більше 2,5-3%. Разом з тріщинами в породі можуть бути присутні і міжзернові (міжгранулярні) пори, але сумарний об’єм їх незначний (до 5-7%), такі пори часто ізольовані. Тріщині колектори мають переважно вторинний постдіагенетичний генезис.

До змішаного (складного) типу порід-колекторів належать такі, які включають різні види порового простору (два або більше), такі як міжзерновий, тріщинний, кавернозний, міжформовий, внутріформовий та інші. В різних групах колекторів ці співвідношення можуть бути різними, тому характеристика таких колекторів завжди потребує уточнення за типом порового простору, при цьому превалюючий вид пор наводиться у кінці визначення. Наприклад, змішаний каверно-тріщиний тип колектора слід розуміти, як колектор, у якому головна роль належить тріщинам.

Поровий простір породи і його вивчення у шліфах під
мікроскопом

При вивченні нафтогазоносності надр та оцінці їх продуктивності важливе значення має визначення колекторських властивостей породи і в першу чергу їх пористості і проникності. Точну кількісну характеристику цих параметрів одержують в лабораторних умовах на спеціальних установках, але деякі особливості порового простору можуть бути визначені тільки мікроскопічно.

Поровий простір – це об’єм породи, не зайнятий мінеральною або органічною частиною (за виключенням вуглеводнів).

Вивчення пористості породи в шліфах часто ускладнюється різними причинами. Перш за все, пори можуть бути заповнені дрібними продуктами руйнування породи, які утворюються у процесі виготовлення шліфа або абразивним матеріалом. Крім того, при обробці породи із тонкої пластинки породи можуть випадати окремі зерна або їх агрегати, що імітує пористість; накінець, пластинка породи при шліфуванні може тріснути і потім важко з’ясувати походження тріщин: чи це продукти природних деформацій, чи чисто технічні.

Всі ці обставини знижують точність визначення. Для того, щоб виключити можливі погрішності і одержати додаткові відомості про будову порового простору, породи попередньо насичують під тиском яскраво забарвленими пластмасами (зокрема бакелітом). Після затвердіння пластмаси виготовляють шліф. Всі пустоти, тріщини, каверни, які з’єднуються між собою, в результаті заповнення їх пластмасою виділяються за відповідним забарвленням. Пустоти, щовиникли в процесі виготовлення шліфа, заповнені пластмасою не будуть.

При характеристиці порового простору звертають увагу на такі ознаки:

1) наявність пор і їх об’єм;

2) особливості розподілу в породі;

3) види пор;

4) форма і розмір пор.

Читайте також:

1. Безпека під час експлуатації резервуарів і балонів
2. Безпека— це збалансований, за експертною оцінкою, стан людини, соціуму, держави, природних, антропогенних систем тощо.
3. Види природних основ
4. Виділення в природних комплексах незвичайних, унікальних ділянок і явищ і питання їх збереження.
5. Визначення кількості резервуарів
6. Визначення продуктивності потокових технологічних ліній та місткості резервуарів
7. Використання природних ресурсів у сфері господарювання
8. Використання природних ресурсів.
9. Витрати води на охолодження підземних резервуарів
10. Вплив господарсько-побутової і виробничої діяльності людини на властивості природних вод
11. Вплив діяльності людини на гідросферу. Забруднення природних вод України
12. Гідравлічні випробування резервуарів можна вважати безпечними

Переглядів: 391