Физика пласта: Курс лекций по одноименной дисциплине, страница 9

У гидрофильных (смачиваемых водой) коллекторах с уменьшением водонасыщения область, занимаемая не смачиваемыми фазами (нефть, газ), возрастает до образования пленки на поверхности пор или сохранения ее на отдельных участках.

В природе преимущественно распространены коллекторы у которых вода смачивает твердую фазу. Однако содержащиеся в нефтях органические кислоты придают им поверхностно-активные свойства и способность к смачиванию твердой фазы.

Рисунок 1.8 – Схема размещения воды и нефти в единичной поре гидрофильных (А) и гидрофобных (Б) коллекторов при различной сте­пени их насыщения: Насыщение коллектора водой: а — полное; б — более высокое, чем критическое; в — критическое; г — более низкое, чем критическое; / — вода; 2 — нефть

 Оценку степени насыщения порового пространства определяют коэффициенты нефте-газо-и водонасыщения.

Кн + Кг  + Кв = 1

Если коэффициент нефтенасыщения пород достигает 95 % и более, то порода отдает чистую нефть. В благоприятных условиях чистую нефть могут отдавать породы и при нефтенасыщении 50–60 %. Зоны предельного насыщения и недонасыщения разделяет водонефтяной или водогазовый контакт (ВНК, ВГК). Зона перехода от полного водонасыщения до полного нефтенасыщения может достигать от долей метра до  30 – 40 м. и более.

1.8  ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА

Пористость пласта и его коллекторские свойства исследуются только в отдельных точках пласта, вскрытых скважинами. Между тем пласт характеризуется неоднородностью в связи с различием условий осадконакопления по времени и площади, различным воздействием напряжений, температур, растворов, неоднородностью минералогического состава по вертикали и горизонтам. Изменения физических свойств коллектора носят элемент случайности. В связи с этим, для характеристики различных коллекторских свойств пласта, измеренных в отдельных его точках, применяют аппарат математической статистики, теории вероятностей, теории случайных функций. В этом случае удается построить статистическую модель фильтрационного поля неоднородной пористой среды.

Применение геофизических методов изучения коллекторских свойств пласта, позволяет (по сравнению с исследованием керна) увеличить объем породы, подверженной исследованию. Это увеличивает надежность опреде­ления параметров пласта, позволяет исключить ошибки за счет влияния микро неоднородностей.

Одним из методов изучения коллекторских свойств пород является метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Ядра водорода являются микро магнитиками. Они обладают магнитным моментом. Если такое вещество поместить в сильное искусственно поляризующее магнитное поле, то все ядра водорода приобретут определенную ориентировку под действием напряженности магнитного поля. После выключения поляризующего поля микро магнитики (ядра водорода) будут в магнитном поле Земли процессировать, вращаться подобно волчку, вокруг линий направления напряженности магнитного поля Земли с определенной частотой. Интенсивность процессии ядер водорода можно измерять. Она будет пропорциональна количеству процессирующих ядер. Связанная и адсорбированная вода практически не подвержена эффекту ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Это дает возможность с помощью ЯМР определять находящуюся в горной породе свободную воду или нефть. Объем свободных флюидов определяется объемом пористого пространства, т.е. коллекторскими свойствами пласта.

Другими методами определения пористости являются методы, основанные на зависимости удельного электрического сопротивления пород при их насыщении водой с известным удельным сопротивлением, от количества воды, заполняющей пористое пространство. Это методы бокового каротажного зондирования (БКЗ), бокового каротажа (БК), микрозондирования.

Применяются исследования зависимости скорости распространения упругих волн от пористости пластов, метод акустического каротажа (АК).

Широкое применение нашел комплекс методов радиоактивного каротажа: нейтронный гамма каротаж (НГК), нейтрон- нейтронный каротаж по тепловым и надтепловым нейтронам (ННКт , ННКнт ). Нейтронные свойства пород зависят от суммарного водосодержания.