Характеристика геологічних умов та флюїду. Розробка покладів. Теоретичні основи експлуатації свердловин. Збирання, транспорт і підготовка продукції свердловин, страница 3

Контрольні питання

1.  Суть гіпотез про походження нафти і газу.

2.  Природні колектори нафти і газу, їх склад та характеристика.

3.  Як поділяються нафтові й газові поклади за умовами залягання?

4.  Які форми покладів Ви знаєте?

§1.2 Фізичні властивості гірських порід та вуглеводнів

Продуктивні пласти нафтових родовищ в основному характеризуються такими властивостями гірських порід: пористістю, проникністю, гранулометричним складом і питомою поверхнею,  механічними властивостями (пружністю, опором розриву, стиску й іншими видами деформації), насиченням порід нафтою, газом та водою в різних умовах їх залягання і молекулярно-поверхневими властивостями при взаємодії з нафтою, водою й газом. Від цих властивостей гірських порід, що становлять колектор, залежать умови розроблення нафтових покладів.

Пористість

Під пористістю гірської породи розуміють наявність у ній пустот, пор, каверн, тріщин, не заповнених твердою речовиною. Пористість визначає здатність породи вміщувати в себе нафту, газ і воду.

Пористість породи  визначається за формулою

                                                 ,                                                   (1.1)

де  – сумарний об'єм пор у зразку;

 – видимий його об'єм.

Величина об'єму пор і пористість залежать від низки факторів, а саме: від форми зерен і частинок, що утворюють породу, від їх розмірів та взаємного розташування й від наявності чи відсутності цементуючого матеріалу в породі. Якщо породи складаються із зерен різної форми і різних розмірів, то вони характеризуються більш низькою пористістю, оскільки пори, котрі утворились із великих зерен, виявляються заповненими маленькими зернами. Пористість порід, які складаються із зерен рівних розмірів та які мають правильну сферичну форму, при однаковому взаємному розташуванні зерен не залежить від їх розмірів. Для таких порід пористість змінюється від 0,26 до 0,48.

Властивості гірських порід значною мірою визначаються розмірами порових каналів, які розділяють на капілярні й субкапілярні. До капілярних відносять канали з діаметрами від 0,0002 до 0,5 мм, а до субкапілярних – менше ніж 0,0002 мм. У субкапілярних порах за даних природних умов перепаду тиску рух рідини не відбувається. Це пояснюється тим, що внаслідок невеликої відстані між стінками порових каналів рідина в субкапілярних порах знаходиться у сфері молекулярного притягання стінок і міцно втримується в породах.

Таблиця 1.1 – Межі зміни пористості деяких гірських порід

Породи

Пористість, частки одиниці

Глинисті сланці

0,0054 – 0,014

Глина

0,06 – 0,5

Пісок

0,06 – 0,52

Піщаник

0,035 – 0,29

Вапняки і доломіти

0,005 – 0,33

Посилаючись на таблицю 1.1,  глини, піщаники та піски можуть мати однакову пористість. Але глини непроникні, оскільки мають в основному субкапілярні порові канали, а піщаники і піски – більш крупні капілярні канали й тому характеризуються високою проникністю. Зі збільшенням глибини залягання порід пористість зазвичай зменшується у зв'язку з їх ущільненням під дією порід, що знаходяться вище. Найбільш нерівномірна пористість у карбонатних порід, які нарівні з крупними тріщинами і кавернами мають щільні блоки, практично без пор.

Рідина й газ не рухомі в ізольованих та тупикових порах. Тому для характеристики порід, котрі містять нафту, вводять ще коефіцієнт відкритої пористості

                                             ,                                                 (1.2)

де  – відкритий об'єм пор, через які можливий рух рідини;

 – видимий об'єм породи.

Коефіцієнт пористості визначають за кернами, що відбирають із свердловини при її бурінні, в лабораторних умовах різними методами.

Проникність гірських порід

Під проникністю гірських порід розуміють їх здатність пропускати через себе рідину чи газ. Проникність гірських порід характеризується коефіцієнтом проникності, який визначається із формули лінійного закону фільтрації Дарсі. Розмірність коефіцієнта проникності в Міжнародній системі (СІ) є м2.