1.5 Виды коллекторов нефти и газа
С геометрической точки зрения все коллектора можно подразделить на две большие группы: гранулярные (поровые) и трещиноватые. Ёмкость и фильтрация в пористом коллекторе определяется структурой порового пространства между зёрнами породы. Для второй группы характерно наличие развитой системы трещин, густота которых зависит от состава пород, степени уплотнения, мощности, метаморфизма, структурных условий, состава и свойств вмещающей среды. Чаще всего имеют место коллекторы смешанного типа, для которых ёмкостью служат трещины, каверны, поровые пространства; ведущая роль в фильтрации флюидов принадлежит развитой системе микротрещин, сообщающих эти пустоты между собой. В зависимости от того какие категории пустот являются путями фильтрации или главным вместилищем флюида различают коллекторы: трещиновато-пористые, трещиновато-каверновые и т.д. При этом первая часть в названии определяет вид пустот по которым происходит фильтрация. С целью количественного описания реальные сложные породы моделируют идеализированными моделями.
Трещиновато-пористые коллектора рассматриваются как совокупность двух разномасштабных пористых сред (рис.1.2): системы трещин (среда 1), где пористые блоки играют роль “зёрен”, а трещины — роль извилистых “пор”, и системы пористых блоков (среда 2). В простейшем случае трещиноватый пласт моделируется одной сеткой горизонтальных трещин некоторой протяженности (рис.1.3), причём все трещины одинаково раскрыты и равно отстоят друг от друга (одномерный случай). В большинстве случаев трещиноватый пласт характеризуется наличием двух взаимно-перпендикулярных систем вертикальных трещин (плоский случай). Такая порода может быть представлена в виде модели коллектора, расчленённого двумя взаимно-перпендикулярными системами трещин с равными величинами раскрытия dт и линейного размера блока породы lт. В пространственном случае используют систему трёх взаимно-перпендикулярных систем трещин (рис.1.4).
1.6 Коллекторские свойства горных пород
Основными показателями коллекторских свойств любой горной породы являются пористость, проницаемость, водонасыщенность нефтегазонасыщенность. Характеризуя и оценивая горную породу, следует различать понятия пористости и проницаемости.
Пористость - это общий объем пустот в породе. Величина пористости измеряется в процентах и зависит от формы, взаимного расположения (укладки) и отсортированности слагающих частиц, наличие цементирующего вещества и размера частиц.
Пустоты в горных породах размером более 1 мм называются кавернами. Наиболее часто каверны встречаются в карбонатных породах (известняках и доломитах) и образуются в результате растворения (выщелачивания). Коллектор носит название каверновый.
Проницаемость - свойство горной породы, определяющее возможность фильтрации жидкости и газа при существующем перепаде давления. Проницаемость обусловлена наличием в породах поровых каналов и развитием вертикальных и горизонтальных трещин. В системе СИ проницаемость выражается в м2, в системе, принятой раньше в нефтепромысловой практике - в дарси (Д), при этом 1Д= 1.02.10- 12м2.
Водонасыщенность - коллекторское свойство горной породы, характеризующее содержание в ней пластовой воды. Водонасыщенность измеряется отношением объема открытых пор породы, занятых пластовой водой, к объему этих пор. Водонасыщенность образца горной породы определяется в лаборатории с помощью экстрагирования в аппарате Закса.
Коллекторское свойство горной породы, характеризующее содержание в ней нефти, называется коэффициентом нефтенасыщенности, который определяется для оценки запасов нефти. На нефтяных месторождениях Кн=65 - 94%.