3. Классификации коллекторов

 

3.1. Общие классификации

В зависимости от поставленных целей при изучении пород-кол-лекторов их классифицирование может проводиться по генетическим, литологическим, физическим и другим признакам. Классификации отражают главные черты коллектора как общего характера, так и оценочного. Региональные схемы позволяют правильно ориентироваться в процессе изучения коллекторов при поисковых работах, оценочные - при разведочных. Наряду с региональными немаловажное значение имеют и общие, принципиальные схемы классификации коллекторов.

Общие классификации базируются на генезисе, составе и строении пород, структуре, морфологии и времени формирования порового пространства, однако в них могут и отсутствовать некоторые из перечисленных признаков. Общие классификации, как правило, включают все петрографические типы пород-коллекторов (магматические, осадочные, метаморфические).

Схема общей классификации коллекторов, принятая на кафедре литологии и системных исследований литосферы Московской академии нефти и газа им. И. М. Губкина, приведена в табл. 3. По этой классификации к поровому типу коллекторов отнесены породы-коллекторы, в которых мелкие поры (1 мм и мельче) более или менее изометричной формы соединены между собой проводящими (поровыми) каналами. Диапазон изменения объема порового пространства большой - от единиц до нескольких десятков процентов (40-50 %), сильно варьирует проницаемость - от n ? 10^-16 до n ? 10^{-12 м2}. Общая особенность коллекторов порового типа (в случае, если их поровое пространство не заполнено углеводородами) - постепенное понижение коллекторских свойств с глубиной вследствие уплотнения породы, минерального новообразования и других процессов.

Трещинный тип породы-коллектора характеризуется тем, что фильтрующее поровое пространство в нем представлено открытыми (зияющими) трещинами. Трещинный коллектор обладает низкой трещинной пористостью, обычно не более 2,5-3 %. Вместе с трещинными порами в породе могут быть и межзерновые (межгранулярные),

Таблица 3. Классификация коллекторов нефти и газа

Группа пород	Тип коллектора	Вид порового пространства	Литологические разности пород
1	2	3	4
Обломочные	Поровый	Межзерновой	Пески, песчаники, алевриты, промежуточные разности пород
	Трещинный	Трещинный	Песчаники и алевролиты регенерационной структуры, песчаники и алевролиты с карбонатным цементом
	Смешанный (сложный)	Межзерновой, трещинный	Прочные песчаники и алевролиты с остаточной межзерновой пористостью
		Окончание табл. 3
1	2	3	4
Карбонатные		Межформенный	Биогенные, биохемогенные, оолитовые известняки и доломиты
	Поровый	Внутрифор-менный	Биоморфные известняки
		Межзерновой	Доломитистые и доломитовые хемогенные и криптогенные известняки, доломиты, калькарениты
	Трещинный	Трещинный	Криптогенные доломиты, известняки хемогенные окремненные и глинисто-кремнистые
	Смешанный (сложный)	Межзерновой, трещинный, каверновый	Уплотненные известняки и доломиты различного генезиса
Глинистые	Трещинный	Трещинный	Аргиллиты известковые, известково-кремнистые
Коры выветривания магматических и метаморфических пород. Кремнистые, сульфатные	Поровый	Межзерновой	Кора выветривания гранитов, гнейсов, сили-                                                                                                                                                                                                                                                                                                                циты
	Трещинный	Трещинный	Метаморфические сланцы, серпентиниты, андезиты, кремнистые породы, ангидриты
	Смешанный (сложный)	Межзерновой, трещинный	Серпентиниты, андезиты

 

однако их суммарный объем как правило также невелик (до 5-7 %), к тому же часть таких пор оказывается изолированной. В большинстве случаев трещинный коллектор вторичный, постдиагенетический.

К смешанному (сложному) типу относятся коллекторы, в которых сочетаются различные виды порового пространства (два или более), в том числе межзерновой, трещинный, каверновый, межформенный, внутриформенный и др. В различных группах коллекторов сочетания могут быть разными. В этой связи при характеристике коллекторов сложного типа требуется уточнение по виду порового пространства, причем ведущий тип пор помещается в конце определения.

Р. С. Безбородов и Ю. К. Бурлин (Бурлин, 1976) предложили принципиальную общую схему коллекторов (табл. 4), в которой отразили тип коллектора, литологическую разность пород, характер пустотного пространства и некоторые основные факторы, приводящие к образованию емкости в породах на разных стадиях литогенеза. Наряду с гранулярными, трещинными и кавернозными, в схеме выделены карстовые коллекторы в силу специфики условий карстообразования. Кроме того, выделяются еще биопустотные коллекторы. Эти коллекторы в рифовых массивах, биоморфных известняках представляют собой особую разновидность. В нижней части схемы приведены процессы, обусловливающие образование пустот на разных стадиях литогенеза в различных породах. Дается генетическое разделение трещин на литогенетические и тектонические, возникшие при складкообразовательных процессах.

В 1969 г. во ВНИГРИ была опубликована принципиальная схема классификации коллекторов нефти и газа, разработанная группой научных сотрудников под руководством Е. М. Смехова. За основной параметр коллекторского потенциала пород была принята их емкость, с учетом литологического состава пород, условий аккумуляции и фильтрации углеводородных флюидов (табл. 5).

Эта схема отразила возросший интерес к коллекторам сложного типа. В природных условиях такие коллекторы являются наиболее распространенными. На  средних  и  малых  глубинах  они  чаще всего связаны с карбонатными породами как наиболее изменчивыми по своим фильтрационно-емкостным параметрам. На больших глубинах роль сложных коллекторов возрастает настолько, что в этих условиях они будут доминировать независимо от вещественного состава пород.

Широкое распространение сложных коллекторов предопределило усовершенствование их классификаций. В принципиальной схеме классификации коллекторов нефти и газа ВНИГРИ, предложенной в 1985 г. (Методические рекомендации..., 1989), введены градации: тип, класс коллектора. Расположение классов коллекторов соответствует свойственным им фильтрационным особенностям. Крайними в ряду являются простые по фильтрационным свойствам породы-коллекторы: поровые и трещинные. Простые коллекторы характеризуются единой непрерывной системой фильтрационных каналов (поровой или трещинной). Центральное место в классификации занимают классы сложных коллекторов: трещинно-поровые, порово-трещинные, макронеоднородные. Эти коллекторы в отличие от поровых характеризуются двумя фильтрационными средами: блоковой (пористая матрица) и межблоковой (фильтрующие трещины), одновременно существующими и гидродинамически между собой связанными.

В классификации ВНИГРИ (1985) введено новое понятие макронеоднородного коллектора, под которым понимается совокупность пластов с резко различающимися коллекторскими свойствами. Примером макронеоднородного пласта могут служить низкопористые и слабопроницаемые нефтенасыщенные пласты довольно большой мощности (десятки метров) с пропластками проницаемых пород. В гидродинамическом плане коллектор схематизируется в виде двухслойного пласта, один слой которого является проводящим, другой аккумулирующим. Такие коллекторы характеризуются низкими дебитами и длительным сроком разработки. Несмотря на указанные неблагоприятные факторы, в них могут содержаться значительные запасы нефти и газа, которыми нельзя пренебрегать.

В табл. 6 в упрощенном виде приводится уточненная и дополненная схема Е. М. Смехова и коллектива авторов ВНИГРИ (Методические рекомендации..., 1989).

При петрографическом исследовании коллекторов исходным является установление вещественно-структурного вида породы и соответствующих ему видов пористости, по которым и проводится типизация. Поэтому предлагаемая классификация (табл. 7) исходит из установления вещественной группы породы и структурного вида. В классификации  рассматриваются  две  группы пород: терригенные и

 

 

Таблица 7. Вещественно-структурная классификация терригенных и карбонатных коллекторов

По составу (группа)	По структуре (признак рода)	Петрографические виды пород	Вид певич-ной порис-тости	Вид вторичной пористости	Класс коллектора	Тип колек-тора
1	2	3	4	5	6	7
Силикалиты	Ангуло-псефитовая	Брекчии, дресвяники, конгломераты и гравелиты	Межзерновая	Межзерновая (остат.),   трещинная,   каверновая (в кар-бонатном цементе)	Поровый,       трещинный,   порово-трещинный,   порово-ка-верновый	Простой
	Сферо-псефитовая
						Сложный
	Псамми-товая	Пески и песчаники
	Алеври-товая	Алевриты и алевролиты
	Пелито-вая	Глинистые породы различного состава	-	Трещинная	Трещинный	Простой
	Гелево-аморфная
Карбонатолиты	Ангуло-псефитовая	Брекчии, дресвяники, конгломераты и граве-литы	Межзерновая	Межзерн. (остаточн. и эпигенетическая),   трещинная,       каверновая	Поровый,       порово-трещинный,   трещинно-поровый,   порово-каверновый	Простой
	Сферо-псефитовая					Сложный
	Псамми-товая	Карбонат-ные песчаники, кальклититы
	Алеври-товая	Карбонат-ные алев-ролиты

 

Окончание табл. 7

1	2	3	4	5	6	7
Карбонатолиты	Кристаллитовая	Микрито-вые и зер-нистые из-вестняки и доломиты	-	Межзерновая (эпигенетическая),     трещинная,         каверновая	Поровый,   трещинно-поровый,   трещинный,   трещинно-каверновый   каверновый	Сложный
	Сферо-агрегат-ная	Оолитовые, глобулярные, сфероагрегатные, пеллетовые извес-тняки и доломиты	Межзерновая (межформенная), внутриформенная	Межзерновая/ межформенная (остаточная и эпигенетическая), внутриформенная (остаточная и эпигенетическая),       трещинная,               каверновая	Поровый,                 трещинно-поровый,   трещинный,   трещинно-каверновый   каверновый
	Биолитовая	Строматолитовые, он-колитовые, каркасные, бентоморфные, планктономорфные, детритово-шла-мовые из-вестняки и доломиты

 

карбонатные как наиболее распространенные типы осадочных коллекторов. Пористость для различных вещественно-структурных видов подразделяется на первичную (седиментационную) и наложенную (эпигенетическую). Классы коллекторов типизируются по преобладающему виду пористости. Название типов дается в зависимости от наличия одного или нескольких видов пористости в породе. Для большей части карбонатолитов, несмотря на возможность существования одного вида пористости в породе (что встречается крайне редко), в качестве доминирующего тип коллекторов определяется как сложный.

Предлагаемая классификация удобна при проведении петрографических исследований пород. Дополняя характеристику коллектора числовыми данными по пористости и проницаемости, можно переходить к оценочным классификациям.