5.1. Гидрогеологические свойства горных пород.

Способность горных пород вмещать, выделять и транспортировать или не пропускать флюиды - жидкие и газообразные продукты (нефть, газ, вода) определяется их гидрогеологическими свойствами. Важнейшими гидрогеологическими свойствами горных пород являются пористость и проницаемость.

5.1.1. Пористость и проницаемость.

По проницаемости горные породы делятся на проницаемые (коллекторы) и непроницаемые (покрышки). Коллекторы - это любые горные породы, которые могут вмещать в себя и отдавать жидкости и газы, а также пропускать их через себя при наличии перепада давления.

По характеру пустот коллекторы подразделяются на гранулярные («гранула» - зернышко) или поровые, трещинные и кавернозные, смешанные. Гранулярные (поровые) коллекторы представлены обломочными породами, состоящими из зернистых материалов, в основном песчано-алевритовыми и некоторыми разностями карбонатных пород (оолитовыми, обломочными известняками). Пустотное пространство в таких породах формируется за счет межзерновых пор. Трещинными коллекторами могут быть любые породы – осадочные, магматические, метаморфические, в которых под действием различных процессов образуются микро- и макротрещины (например, трещиноватые известняки и др.). Кавернозные коллекторы формируются в результате растворения и выщелачивания растворимых соляных и карбонатных пород, пустоты в которых образованы полостями-кавернами различного происхождения (например, образованными в результате растворения солей проникающими в породу поверхностными водами). Смешанные (кавернозно-трещиноватые, трещиновато-поровые, кавернозно-поровые или кавернозно-трещиновато-поровые).

Наилучшими коллекторскими свойствами обладают поровые коллекторы. Неплохими особенностями вмещать и отдавать жидкость и газы, а также пропускать их через себя обладают и другие типы коллекторов. На некоторых месторождениях Саудовской Аравии взаимосвязанные системы трещин создают каналы длиной до 30 км. К трещинным коллекторам за рубежом приурочено более 50% открытых запасов нефти и газа, а в России – 12%.

В любой горной породе между слагающими ее частицами минералов имеются пустоты – поры. Это свойство горных пород называется пористостью. Суммарный объем всех пор в породе называется общей, или абсолютной пористостью. Измеряется она в процентах к объему породы и зависит от взаимного расположения зерен. В природных условиях частицы обломочных пород не являются идеальными шарами, они различны по очертаниям и размерам. Наиболее мелкие из них в качестве цемента заполняют поры между более крупными зернами. Форма частиц и наличие цемента существенно влияют на характер пористости осадочных горных пород. Наибольший объем пор имеют хорошо отсортированные несцементированные породы, общая пористость которых достигает 33%. Присутствие цемента снижает эту величину до 18-24%.Величина пористости в различных породах колеблется в широких пределах, в известняках 0,65-33%, в песках 6,0-52,0%. В магматических и метаморфических породах суммарный объем пор от,01-0,1%.

Пористость определяет способность горных пород вмещать воду, жидкие и газообразные углеводороды. С этой точки зрения коллекторами могут быть любые породы. Самыми лучшими коллекторами являются рыхлые пески, песчаники, и кавернозные и трещинные известняки. В горных породах не все поры сообщаются между собой, имеются и закрытые пустоты, изолированные друг от друга. Открытой или действительной пористостью называется пористость сообщающихся между собой пор. Открытые поры могут быть насыщены водой, нефтью и газом. В зависимости от размеров пор по одним из них нефть, газ и вода могут перемещаться, а по другим – нет. Объем тех пустот, по которым нефть, газ и вода могут перемещаться называется эффективной или динамической. Для характеристики нефте- газоносных пород особое значение имеет эффективная пористость, а не объем всех пор.

Поры по размерам подразделяются на сверхкапиллярные (более 0,5 мм), капиллярные (0,5-0,0002 мм) и субкапиллярные (менее 0,0002 мм). Неэффективным считаются изолированные и сверхкапиллярные поры. Коллекторские свойства горных пород зависят не только от пористости, но и от проницаемости. Коллектор доложен, не только вмещать жидкость, но и пропускать ее через себя. Способность горных пород пропускать через свои поры и трещины жидкости или газы при перепаде давления называется проницаемостью. В нефтяной геологии это свойство горных пород имеет решающее значение. Горные породы, не способные в природных условиях пропускать через себя жидкость и газы называются непроницаемыми. Проницаемыми породами являются галечники, гравий, песок и др., к непроницаемым относятся глины и магматические породы, не содержащие трещин. Проницаемость пористых коллекторов зависит главным образом от размеров пор и их взаимосообщаемости. Считается, что нефть движется в основном по порам, размер которых значительно больше 1 мкм.

Покрышки – это практически непроницаемые горные породы. К ним относятся чаще всего породы химического (каменная соль, известняки) или смешанного происхождения, не нарушенные трещинами. Наиболее распространенными покрышками являются глины, смачиваясь водой они разбухают и закрывают все трещины и поры в породе

Рис.1.КузнецовВ.Г.1992