- •Раздел 1. Физика нефтяного пласта
- •Раздел 1. Физика нефтяного пласта 1
- •Физические свойства нефтегазовых пластов; коэффициенты,характеризующие эти свойства, области их использования и способы измерения.
- •Нефтегазовый пласт как многофазная многокомпонентная система.
- •Терригенные, карбонатные и заглинизированные пласты; особенности ихстроения.
- •Основные физические свойства нефтегазовых пластов и пластовых флюидов, используемые при проектировании и контроле за разработкой.
- •Естественная и искусственная трещинность, способы описания.
- •Деформация нефтегазового пласта; физическая сущность; коэффициенты и способы их определения.
- •Физика процессов вытеснения нефти и газа водой, обобщенный закон Дарси. Функции относительных фазовых проницаемостей, характеристика и способы определения.
- •Физика процессов теплоотдачи в нефтегазовых пластах; параметры, характеризующие свойства пласта; тепловые поля.
- •Физическая сущность явления смачиваемости нефтегазовых пластов; виды смачиваемости; параметры, характеризующие смачиваемостьпласта.
- •Фазовые превращения углеводородных систем в, нефтегазовых пластах; влияние термобарических условий пласта на фазовое состояние углеводородных систем.
- •Реология ньютоновских и неныотоновских нефтей; физические причины аномальных явлений; фильтрация аномальных нефтей.
- •Давление насыщения нефти газом; способы определения; физические особенности фильтрации газированной жидкости.
- •Реальные и идеальные газы; законы их поведения; коэффициент сверхсжимаемости.
- •Физическая сущность явлений адсорбции в нефтегазовых пластах; удельная поверхность и минералогический состав пласта; изотермы сорбции.
- •Виды остаточной нефти в заводненных пластах; механизмы капиллярного защемления тяжелых углеводородов.
- •Физические принципы повышения нефтеотдачи пластов; основныесвойства пласта и пластовых жидкостей, используемые при повышении нефтеотдачи пласта.
- •Неоднородность нефтегазовых пластов; структурно-литологическая и фазовая неоднородность пласта.
- •Волновые процессы в нефтегазовых пластах; параметры, влияющие на эффективность передачи волновой энергии.
- •Техногенные изменения нефтегазовых пластов при разработке; свойствапласта и пластовых жидкостей, меняющиеся в процессе разработки.
- •Поверхностно-молекулярные свойства системы нефть-газ-вода-порода; капиллярное давление.
Нефтегазовый пласт как многофазная многокомпонентная система.
Нефтегазовый пласт: это система которая состоит из ряда геологических тел, объединенных в единый эксплуатационный объект, содержащий различные фазы и находящийся под воздействием геологической среды.
Коллектора нефти и газа представляют из себя многофазную, многокомпонентную систему, являются гетерогенной, неоднородной системой, характеризующейся следующими видами неоднородности: фазовая, компонентная или минеральная, неоднородность химического состава, а также структурно-текстурная неоднородность.
Уровни неоднородности.
Уровни атомов и ионов 0.510-4¼210-4 мкм
Уровень молекул 10-4¼10-3 мкм
Моно- и полимолекулярные слои 10-4¼10-1 мкм
Поры, заполненные жидкостью или газом 10-4¼103 мкм
Зёрна скелета 10-3¼105 мкм
Полости выщелачивания/каверны 102¼107 мкм
Прослои, линзы, включения 103¼107 мкм
Широкий спектр неоднородности пласта приводит к большой сложности описания. В зависимости от способа определения имеются различные материалы.
Различают три основных вида пород, которые могут быть коллекторами, т.е. проводящими и флюидосодержащими, и неколлекторами:
Терригенные породы – это осадочные образования, сложенные терригенными минералами или обломками материнских пород (обломки + глины).
Пирокластические – осадочные, обломочные породы, на 50 и более % состоящие из продуктов вулканического извержения. Могут быть коллекторами.
Непроницаемые породы – тонкие слои, имеющие подчинённое значение.
Пласты делятся на микропористые и макропористые. Пласты – неколлекторы содержат субкапилляры и микропоры.
По степени проницаемости коллекторы можно разделить на: низкопроницаемые 0 – 0.1Д, среднепроницаемые 0.1 – 0.5 Д, высокопрницаемые 0.5 Д и выше.
Из определения пласта мы обозначили пласт как гетерогенную систему.
Гетерогенная система – система, состоящая из отдельных систем, разграниченных поверхностями раздела, причём при переходе через эти поверхности хотя бы одно из свойств изменяется скачкообразно.
Виды гетерогенности.
1. Строения пласта (состоит из разных минералов).
2. Находящиеся внутри нефть и газ – т.н. фазы.
Тв.ф.+ж.ф.+г.ф.=пласт
Гомогенная система – однородная система, в которой свойства меняются плавно или совсем не изменяются.
Фазой называется гомогенная часть гетерогенной системы, которая ограничена поверхностью раздела.
3. Внутри каждой фазы можно выделить компоненты.
Компоненты – индивидуальные вещества, состоящие из одинаковых молекул и наименьшее число этих молекул необходимо и достаточно для образования всех фаз этой системы.
Многокомпонентная система состоит из одного и более индивидуальных веществ.
Фазовый состав: твердая, жидкая, газообразная, иногда гидратная.
Каждая фаза - многокомпонентная система. В пласте могут происходить фазовые превращения (при воздействии на пласт). Свойства зависят от состава и взаимного влияния фаз. Влияние фаз является ключевым моментом в исследовании пласта. Пласт рассматривается с точки зрения свойств отдельных фаз.
Свойства твердой фазы определяются свойствами скелета. Они зависят от свойств зерен и упаковки зерен. Свойства твердой фазы характеризуют неколлекторские свойства.
Компонентный состав: разные минералы – твердая фаза. Жидкая может быть нефть, вода, конденсат. Газообразная – разные компоненты (пропан, бутан и т.д.).
Структурно-текстурное строение: фазовая неоднородность обусловлена тем, что на границах раздела фаз интенсифицируется действие микросил.
Текстурная неоднородность:
-Возникают капиллярные явления одним из важнейших характеристик неоднородности явл. гранулометрическая характеристика пласта.
Горная порода – природный агрегат минералов неоднородного состава.
При описании нефтяного и газового пласта такого объяснения недостаточно.
Нефтяной пласт – гетерогенная, многокомпонентная, многофазная термодинамическая система.
Термодинамическая система – совокупность макроскопических материальных тел и полей, способных взаимодействовать между собой. Термодинамичекие системы: открытая (может обмениваться энергией и массой с другими системами), закрытая (масса постоянная) и изолированная (в лаборатории определяются свойства в изолированной системе).
Взаимодействия бывают следующих видов:
Механическое взаимодействие.
Тепловое взаимодействие (закачка воды, закачка пара, электропрогрев призабойной зоны).
Взаимодействие массообменом (закачка воды для вытеснения флюида).
Благодаря термодинамическому подходу сформировалась синергетика.
Синергетика – физика процессов самоорганизации систем.
Коллектор – место накопления нефти и газа, проницаемая порода, пласт, способный пропускать через себя нефть и газ, т.е. такая горная порода, которая обладает свойством пористости и проницаемости. Фильтрационные и коллекторские свойства пород нефтяного и газового пластов характеризуются следующими основными показателями:
гранулометрическим (механическим) составом пород;
пористостью;
проницаемотью;
капиллярными свойствами;
удельной поверхностью;
механическими свойствами (упругостью, пластичностью, сопротивлением разрыву, сжатию и другим видам деформаций);
Насыщенностью пород водой, нефтью и газом.
Эти свойства пород находятся в тесной зависимости от химического состава, структурных и текстурных их особенностей. Структура породы определяется преимущественно размером и формой зерен. По размерам зерен различают структуры: псефитовую(более 2 мм), псаммитовую (0,1-2 мм) , алевритовую(0,01-0,1 мм), пелитовую (0,01мм и менее). К текстурным особенностям породы относят слоистость, характер размещения и расположения пород, взаиморасположение и количественное соотношение цемента и зерен породы и некоторые другие черты строения.