Лекции по физике пласта. Лекция №1.

1. Предмет, задачи и специфики дисциплины «Физика пласта».

Физика нефтяного и газового пласта – это прикладная наука, которая изучает физические свойства нефтегазовых пластов, их изменение под воздействием природных и технологических факторов, а также физические процессы, протекающие в нефтегазовых пластах для изыскания и обоснования эффективных технологий добычи углеводородного сырья.

На современном этапе можно видеть, что залежи нефти и газа – это всё более и более трудные объекты для извлечения. Они расположены на большой глубине, в пластах с трудной нефтеотдачей.

Непросты и методы исследования пластов. Так, крупнейшее Штокмановское месторождение в Баренцевом море было исследовано четырьмя скважинами, а ныне число скважин возрастает до 50-60 и более (например, для площади Дыш, месторождения Ключевая - Дыш понадобилось 98 скважин).

Нефтегазовый пласт – эксплуатационный объект, состоящий из коллектора и покрышки, экранирующей коллектор, характеризуемый высокой степенью неоднородности, сформированной в природных условиях.

Различают слоистую и литологическую неоднородность.

Классифицируется на:

Процессы теплопереноса в одном слое могут оказывать существенное влияние на процессы вытеснения нефти в других проницаемых слоях и, в конечном счёте, даже на эффективность теплового воздействия в целом.

Методы исследования характеристик пласта:

сейсморазведка (производится с поверхности с помощью геофизических данных, полученных при изучении особенностей прохождения волн; т.н. 3D моделирование).

геофизика (изучается керн; производится каротаж)

гидродинамические исследования

литофациальный анализ (производится по истории накопления осадков)

Часто используемые в наши дни компьютерные модели требуют интегральных измерений.

изменение пористости

Методы изучения пласта.

2. Моделирование пласта (на микро и макро уровнях)

Физическое свойство – способность взаимодействовать с искусственными и природными физическими полями.

Конкретной числовой характеристикой является мера взаимодействия пласта с полями.

Действующими полями являются: гравитационное, барическое, электромагнитное, радиационное и др.

Под действием полей пласт приобретает свойство саморегуляции.

Технологическое свойство пласта – его реакция на технологическое воздействие. К таким свойствам относятся: буримость (скорость разбуривания), проницаемость и проч.

Пласт как многофазная, многокомпонентная система.

Нефтегазовый пласт – это сложная многопараметрическая система, насыщенная различными фазами и имеющая свойства, способные изменяться во времени.

Самая главная задача разработки – физическое обоснование управления процессами, протекающими в пласте. (Управление процессом разрушения природной системы).

Основные задачи физики пласта:

• разработка и создание принципиально новых технологий воздействия на пласт, с целью получения максимального извлечения углеводородов

• разработка новых и усовершенствование технологий, сооружение горных выработок

• изыскание методов и путей создания систем контроля за состоянием, динамикой и реализацией технологий извлечения нефти и газа из пласта.

Физика пласта подразумевает два аспекта:

1. фундаментальный

2. прикладной

Можно выделить следующие разделы:

• механика нефтегазового пласта

• акустика нефтегазового пласта

• электродинамика нефтегазового пласта

• физика трещиноватых и трещинно-пористых сред

• физика закоэнизированных пород

• физика околоскважинных зон

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.

Благодаря термодинамическому подходу сформировалась синергетика.

Синергетика – физика процессов самоорганизации систем.

Всякое термодинамическое тело состоит из огромного числа частиц.

Полная энергия равна сумме внутренней и внешней энергий.

Внешняя энергия – это, например, потенциальная, а внутренняя – реакция на расширение газа или реакция на снижение пластового давления.