9. Литологический спектр и минеральный состав карбонатных пород, слагающих разрезы скважин (объектов исследований). Названия пород, основные их компоненты.

Карбонатные породы - это осадочные образования, более чем  на 50 % сложенные карбонатными минералами - солями угольной кислоты. Наиболее широко распространенными карбонатными породами являются известняки  и доломиты. Сидериты, магнезиты, родохрозиты, сода имеют существенно меньшее распространение.

Карбонатный разрез при вскрытии его на пресном буровом растворе расчленяют прежде всего по диаграммам НГМ, выделяя пласты с высоким, средним и низким водородосодержанием. По диаграммам ПС и ГМ выделяют пласты глин, карбонатные породы со значительным содержанием нерастворимого остатка и чистые карбонатные разности, отмеченные минимумами ПС и ГМ. Известняки и доломиты различают при совместной интерпретации кривых НГМ и ГГМ. Расчленение гидрохимических отложений по кривой ГГМ обусловлено различием в их минеральной плотности, поскольку пористость этих пород близка к нулю; максимальными показаниями ГГМ характеризуются ангидриты и плотные доломиты, значительно ниже показания для каменной соли, даже при отсутствии каверн. Для всех гидрохимических осадков характерны минимальные показания на кривой ГМ.

Карбонатные отложения при вскрытии их на соленой воде разделяются по пористости на диаграммах НГМ, акустического метода (кривая ∆Т), БК. На диаграммах НГМ, БК пласты повышенной пористости отмечаются минимумами, а на кривой ∆Т - максимумами. На кривой ГМ разрез расчленяется по содержанию нерастворимого остатка, как и в предыдущем случае. Коллекторы не отмечаются сужением диаметра на кавернограмме. Увеличение диаметра скважины, кроме пластов глин, наблюдается иногда в трещиноватых карбонатных породах. Литологическое расчленение смешанного терригенно-карбонатного разреза выполняют по данным комплекса геофизических методов с учетом качественных признаков литологических разностей терригенного и карбонатного разрезов.

11. Пористость горных пород, виды пористости, коэффициент пористости; зависимость пористости от глубины залегания пород, глинистости (литологии) остаточной водонасыщенности.

Под пористостью горной породы понимается наличие в ней пор (пустот). Пористость характеризует способность горной породы вмещать жидкости и газы.

В зависимости от происхождения различают следующие виды пор:     

1. Поры между зёрнами обломочного материала (межкристаллические поры), промежутки между плоскостями наслоения - это первичные поры, образовавшиеся одновременно с формированием породы.   

2. Поры растворения, образовавшиеся в результате циркуляции подземных вод, за счёт процессов растворения минеральной составляющей породы активными флюидами образуются поры.  

3. Поры и трещины, возникшие под влиянием химических процессов, приводящие к сокращению объема породы. Например, превращение известняка (СаСО₃) в доломит (СаСО₃·МgСО₃). При доломитизации идёт сокращение объёмов породы приблизительно на 12%, что приводит к увеличению объема пор.     

4. Пустоты и трещины, образованные за счёт эрозионных процессов, выветривания, кристаллизации.     

5. Пустоты и трещины, образованные за счёт тектонических процессов, напряжений в земной коре.

    Объём пор зависит от: формы зёрен и размера зёрен; сортировки зёрен (чем лучше отсортирован материал, тем выше пористость); укладки зёрен, например, при кубической укладке пористость составляет  47,6%, при ромбической укладке – 25,96% ;однородности и окатанности зёрен; вида цемента Не все виды пор заполняются флюидами: водой, газами, нефтью. Часть пор бывает изолирована, в основном, это внутренние поры.

 Общая (полная, абсолютная) пористость – суммарный объём всех пор (V_пор), открытых и закрытых. Пористость открытая эквивалентна объёму сообщающихся (V_сообщ) между собой пор и измеряется она в м³, см³. Коэффициент общей (полной, абсолютной) пористости (m_п) зависит от объема всех пор:

 

.

 

Коэффициент открытой пористости (m_о) зависит от объёма сообщающихся между собой пор:

.

 Коэффициент эффективной пористости (m_эф.) оценивает фильтрацию в породе жидкости или газа, и зависит от объёма пор (V_{пор фильтр}), через которые идёт фильтрация.

 

  Для хороших коллекторов коэффициент пористости лежит в пределах 15-25%.

Общая и открытая пористость зависят от глубины залегания и, как правило, падает с увеличением глубины залегания

11. Водонасыщенность горных пород, коэффициент водонасыщенности, остаточная водонасыщенность (Ков) коллекторов. Связь коэффициентов водо- и нефтегазонасыщенности между собой, и связь Ков с пористостью и глинистостью.

При накапливании углеводороды, вследствие меньшей плотности, стремятся к верхней части пласта, выдавливая вниз воду. Вода легче всего уходит из трещин и каналов, из капилляров вода плохо уходит в силу капиллярных явлений. Таким образом, в пласте остаётся связанная вода.

ВодонасыщенностьS_В – отношение объёма открытых пор, заполненных водой к общему объёму пор горной породы. Аналогично определение нефте- и газонасыщенности:

.

Обычно для нефтяных месторождений остаточнаяводонасыщенность изменяется в диапазоне: S_В = 6 - 35%

Для месторождений параметр насыщенности нормирован и равен единице (S_насыщ = 1) или 100%. То есть, для нефтяных месторождений справедливо следующее соотношение:

S_Н + S_В = 1.

Для газонефтяных месторождений: 

S_В + S_Н + S_Г = 1,

Остаточная водонасыщенность, обусловленная капиллярными силами, не влияет на основную фильтрацию нефти и газа.

При газонасыщенности меньше 10% и нефтенасыщенности меньше 23% в потоке будет практически одна вода. При газонасыщенности меньше 10% движение газа не будет происходить. При содержании в породе газа свыше 33 –35% фильтроваться будет один газ.

14. Физические основы метода потенциалов собственной поляризации (ПС). Относительная амплитуда ПС, зависимость ей от свойств пород.

15. Метод потенциалов самопроизвольной поляризации скважин (ПС), назначение метода, кривые и диаграммы ПС.

В скважине, заполненной глинистым раствором или водой, и вокруг нее самопроизвольно возникают электрические поля, названные самопроизвольной или собственной поляризацией. Этот метод основан на собственном эл. поле среды, то есть здесь мы его не создаём, оно естественное. ПС возникает за счёт диффузионно-адсорбционных (возникают на границе песчаных и глинистых пластов за счёт разных адсорбционных св-в), фильтрационных (возникают за счёт движения жидкости через глинистую корку с возникновением ЭДС) и окислительно-восстановительных (обусловлены хим. и эл-хими. реакциями, проходящими на контакте пород с разными св-ми) процессов.

Использование кривой ПС. Метод самопроизвольной поляризации ПС является одним из важнейших в комплексе промыслово-геофизических исследований скважин. Он широко применяется для установления границ пластов и их корреляции, расчленения разреза на глинистые и неглинистые пласты, способствуя этим выделению коллекторов. В ряде случаев данные кривой ПС используются при оценке сопротивлений (минерализации) пластовых вод, глинистости, пористости, нефтенасыщенности пород.

На форму и амплитуду кривой ПС влияют мощность пласта, диаметр скважины, сопротивления пласта, вмещающих пород, промывочной жидкости и пластовой воды, проникновение фильтрата глинистого раствора в пласт и др.

Песчано-глинистый разрез наиболее благоприятен для изучения его по кривой ПС. Пески, песчаники, алевриты и алевролиты легко отличаются по кривой ПС от глин.