Свойства горных пород-коллекторов

Пористость

Образец породы, способный содержать в себе флюиды в основном состоит из минералов, а

нефтью или газом занята только лишь незначительная доля пространства между зернами породы.

Пористость грунта измеряют в долях или процентах.

Диапазон изменения пористости пород-коллекторов от 3% до 50%.

 

Гранулометрический состав

Из каких минералов состоит порода, какую форму и размер имеют эти минералы, как они расположены по отношению друг к другу

называется гранулометрическим составом породы.

 

Площадь удельной поверхности

Чем меньше размер частиц, из которых состоит порода, тем больше суммарная площадь их

поверхности по отношению к тому объему, в котором они содержатся. Это отношение

называется площадью удельной поверхности

 

Площадь удельной поверхности измеряется в [м²/м³] или [1/м].

Диапазон изменения площади удельной поверхности пород-коллекторов от 40000 м²/м³ до 230000 м²/м³.

Проницаемость

Способность породы пропускать через себя жидкости или газы при наличии перепада давления получила называние проницаемости.

Впервые изучение проницаемости пористых грунтов проводил Генри Дарси в 1856 году.

Взаимосвязь между расходом жидкости и

параметрами пористого образца в зависимости от перепада давления определяется коэффициентом

проницаемости и описывается следующим законом

Q k

Проницаемость измеряется в [м²] или [мкм²].

Породы-коллектора обычно имеют проницаемость в пределах 0.02…0.50 мкм².

Фазовая проницаемость

Фазовая проницаемость – проницаемость породы для некоторого флюида при двухфазной фильтрации в породе.

 

Например, при одновременном движении в пласте нефти и воды, до определенного содержания в потоке воды, будет перемещаться только нефть (левая зона), потом будет происходить совместная фильтрация (середина), после чего нефть двигаться перестанет, а

будет фильтровать только вода (правая зона).

 

Насыщенность

Различные участки пласта могут содержать нефть, воду и газ одновременно. Отношение объема каждого из насыщающих флюидов к объему пустотного пространства называется коэффициентом насыщенности этого флюида.

;                   ;

Сумма всех насыщенностей должна быть 100%.

Характеристики пласта в целом

Пластовое давление

Вес залегающих над нефтегазоносным пластом пород (горное давление) воспринимается каркасом пласта-коллектора.

Пластовым давлением называется давление насыщающих его жидкостей.

Нормальное пластовое давление определяется гидростатическим напором законтурных вод, обычно имеющих гидродинамическую связь с поверхностью земли.

Давления законтурной воды обычно с запасом хватает для поднятия более легкой нефти на поверхность. Этим обусловлено явление фонтанирования скважин.

Пластовая температура

Земля имеет два источника энергии – Солнце, прогревающее поверхность планеты сверху, и Земное ядро, разогревающее планету изнутри.

Солнце не может прогреть грунт на глубину более 3…4 м, на этой глубине (для средней полосы) располагается слой нейтральной температуры (около 4°С).

Глубже температура недр начинает расти

примерно на 1°С на каждые 30 м глубины (для средней полосы).

При эксплуатации скважин происходит вынос тепла на поверхность, что может быть сопряжено с определенными сложностями в зонах залегания вечномерзлых пород.

 

                Свойства пластовых флюидов

                Свойства нефти

Нефть является наиболее сложным из всех пластовых флюидов.

В нефти в пластовых условиях всегда имеется растворенный газ. Часто

газосодержание нефти значительно – до 4000 м³ в 1 м³ нефти.

При добыче нефти из-за снижения давления газ выделяется и многие

свойства нефти (плотность, вязкость, состав) изменяются.

Нужно отметить, что при выделении газа объем самой нефти уменьшается, иногда до 3 раз.

Давление, при котором из нефти начинает выделяться газ, называется давлением насыщения.

 

Свойства газа

Газ характеризуется составом, молярной массой, плотностью, вязкостью и влажностью.

Будет ли определенный компонент нефти жидкостью или газом зависит от текущего давления и температуры.

Слева показана фазовая диаграмма

состояния вещества в зависимости от давления и температуры.

Справа – подобная диаграмма для сложных многокомпонентных систем, к которым относятся нефть и газ.

 

Свойства пластовой воды

Тип пластовой воды определяется содержащимися в ней микроэлементами.

Общее содержание растворенных в воде солей называется минерализацией  [мг/л]. Плотность пластовой воды определяется ее минерализацией и изменяется в диапазоне 1050…1200 кг/м³