Физика нефтегазового пласта и жидкости

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Каспийский государственный университет технологий и инжиниринга имени Ш. Есенова

Факультет «Нефть и газ»

Кафедра «Нефтегазовое дело и геология»

Контрольная работа

На тему: «Физика нефтегазового пласта и жидкости»

Выполнил: ст.группы УВДНГД-15-1ДОТ

Абдуллаев М.

Проверила:ст.проеп.Койшина А.И.

Актау 2015

План

1. Физические свойства горных пород-коллекторов нефти и газа. Типы пород-коллекторов

2. Гранулометрический (механический) состав пород

3. Структура порового пространства. Распределение пор по размерам в породе

Литература

1. Физические свойства горных пород-коллекторов нефти и газа. Типы пород-коллекторов

Подавляющая часть нефтяных и газовых месторождений приурочена к коллекторам трех типов,-- гранулярным трещинным и смешанного строения. К первому типу относятся коллекторы, сложенные песчано - алевритовыми породами, поровое пространство которых состоит из межзерновых полостей. Подобным строением порового пространства характеризуются также некоторые пласты известняков и доломитов. В чисто трещиноватых коллекторах (обычно сложенных преимущественно карбонатными отложениями сланцами) поровое пространство слагается системой трещин. При этом участки коллектора, залегающие между трещинами, представляют собой плотные малопроницаемые нетрещиноватые массивы (блоки) пород, поровое пространство которых практически не участвует в процессах фильтраций. На практике, однако, чаще встречаются трещиноватые коллекторы смешанного типа, поровое пространство которых слагается как системами трещин, так и поровым пространством блоков, а также кавернами и карстами.

По предложению советских исследователей (Г. И. Баренблатта и Ю.П. Желтова) при изучении процессов фильтрации жидкостей и газов в таких трещиновато-пористых коллекторах принято их поровое пространство рассматривать как сложную непрерывную среду, состоящую из двух сред -- трещиноватой и межзерновой, вложенных одна в другую. Трещиноватые коллекторы смешанного типа в зависимости от наличия в них пустот различного вида подразделяются на подклассы -- трещиновато - пористые, трещиновато-каверновые, трещиновато-карстовые и т. д. Анализ показывает, что около 60 % запасов нефти в мире приурочено к песчаным пластам и песчаникам, 39 % -- к карбонатным отложениям и 1 % -- к выветренным метаморфическим и изверженным породам. Следовательно, породы осадочного происхождения -- основные коллекторы нефти и газа.

В связи с разнообразием условий формирования осадков коллекторские свойства пластов различных месторождений могут изменяться в широких пределах. Характерная особенность большинства коллекторов -- слоистость их строения и изменение во всех направлениях свойств пород, толщины пластов и других параметров.

Фильтрационные и коллекторские свойства пород нефтяного и газового пласта характеризуются основными показателями:

1) гранулометрическим (механическим) составом пород;

2) пористостью;

3) проницаемостью;

4) капиллярными свойствами;

5) удельной поверхностью;

6) механическими свойствами (упругостью, пластичностью,

сопротивлением разрыву, сжатию и другим видам деформаций);

7)насыщенностью пород водой, нефтью и газом.

Упомянутые свойства пород находятся в тесной зависимости от химического состава, структурных и текстурных их особенностей.

2. Гранулометрический(механический) состав пород

Гранулометрический анализ проводится для определения степени дисперсности минеральных частиц, слагающих породу. Дисперсность частиц сцементированных пород изучается по их шлифам под микроскопом. Несцементированные пески и слабо сцементированные песчаники подвергают гранулометрическому анализу, разделяя частицы на фракции. Гранулометрическим (механическим) составом породы называют количественное (массовое) содержание в породе частиц различной крупности. От степени дисперсности минералов зависят многие свойства пористой среды: проницаемость, пористость, удельная поверхность, капиллярные свойства и т. д. По механическому составу можно судить о геологических и палеогеографических условиях отложения пород залежи.

Поэтому начальным этапом исследований при изучении генезиса осадочных пород может быть их гранулометрический анализ. Так как размеры частиц песков обусловливают общую их поверхность, контактирующую с нефтью, от гранулометрического состава пород зависит количество нефти, остающейся в пласте после окончания его разработки в виде пленок, покрывающих поверхность зерен, и в виде капиллярно удержанной нефти. Гранулометрический анализ песков используется в нефтепромысловой практике. Например, на основе механического анализа в процессе эксплуатации нефтяных месторождений для предотвращения поступления песка в скважину подбирают фильтры, устанавливаемые на забое. Размер частиц горных пород изменяется от коллоидных частичек до галечника и валунов. Однако размеры их для большинства нефтесодержащих пород колеблются в пределах 1-- 0,01 мм. Наряду с обычными зернистыми минералами в природе широко распространены глинистые и коллоидно-дисперсные минералы с размерами частиц меньше 0,1 мкм (0,001 мм). Значительное количество их содержится в глинах, лессах и других породах. В составе нефтесодержащих пород коллоидно-дисперсные минералы имеют подчиненное значение. Вместе с тем вследствие значительной по размерам их общей поверхности состав этих минералов влияет на процессы поглощения катионов (и анионов). От их количества в основном зависит степень набухаемости горных пород в воде.

Механический состав пород определяют ситовым и сидементационным анализами. Ситовьй анализ сыпучих горных пород применяется для разделения песка на фракции от 0,05 мм и более. Содержание частиц меньшей крупности определяется методами седиментации. В лабораторных условиях обычно пользуются набором штампованных проволочных или шелковых сит. Штампованные сита имеют отверстия 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 и 0,25 мм. Существуют различные системы сит и всевозможных механических приспособлений для разделения породы на фракции. В наборе вверху располагают сито с наиболее крупными размерами отверстий. В это сито насыпают 50 г породы, которую просеивают в течение 15 мин. Затем

оставшиеся на каждом сите частички породы взвешивают и результаты записывают в таблицу. Седиментационное разделение частиц по фракциям происходит вследствие различия скоростей оседания зерен неодинакового размера в вязкой жидкости. По формуле Стокса скорость осаждения в жидкости частиц сферической формы

где g-- ускорение свободного падения; d -- диаметр частиц; v -- кинематическая вязкость; сж -- плотность жидкости; сп -- плотность частицы породы.

Существуют различные мнения о пределах и условиях применимости закона Стокса. Считается, что формула справедлива для частиц диаметрами 0,1--0,001 мм. При меньшем размере на скорость осаждения частиц влияют броуновское движение и слои адсорбированной воды. Степень неоднородности песка характеризуется отношением, d60 /d10, где d60 --диаметр частиц, при котором сумма масс фракций с диаметрами, начиная от нуля и кончая данным диаметром, составляет 60 % от массы фракций, a d30 --аналогичная величина для точки кривой суммарного гранулометрического состава. По диаметру, соответствующему точке, подбирают размеры отверстий забойных фильтров для нефтяных скважин.

порода нефтяной пласт гранулометрический

3. Структура порового пространства. Распределение пор по размерам в породе

Цель занятия: Изучение структуры пород и распределение в них пор. Ключевые слова: псефитовая, псаммитовая, пелитовая, алевритовая, каверн, микркарст, трещина.

Структура породы определяется преимущественно размером и формой зерен. По размерам различают структуры: псефитовую (порода состоит из обломков более 2 мм), псаммитовую (0,1--2 мм), алевритовую (0,01--0,1 мм), пелитовую (0,01 мм 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. Роль цемента часто выполняют глинистые вещества. Встречаются также цементы хемогенного происхождения (карбонаты, окислы и гидроокислы, сульфаты). Вследствие совершенствования методов исследования коллекторов нефтяных месторождений и накопления богатого промыслового материала в последние годы стало известно, что во многих залежах коллекторские свойства пластов xapактеризуются не только обычной межзерновой пористостью, но в значительной степени также и наличием трещин. Иногда емкость коллектора и промышленные запасы нефти в нем определяются преимущественно объемом трещин. Залежи, связанные с трещиноватыми коллекторами, приурочены большей частью к плотным карбонатным породам, а в некоторых районах (Восточные Карпаты, Иркутский район и др.) и к терригенным отложениям.

Пласты этих месторождений сложены плотными породами, очень часто неспособными практически фильтровать сквозь себя жидкости (т. е. обладающими низкой межзерновой проницаемостью). Вместе с тем пз них получают значительные притоки нефти к скважинам, что обеспечивается наличием разветвленной сети трещин, пронизывающих эти коллекторы. Существуют различные мнения о том, что составляет емкость трещиноватого коллектора. Иногда емкость такого коллектора определяется только объемом трещин. В большинстве же случаев она обусловливается пустотами трех видов.

1. Межзерновым поровым пространством. Пористость 2-10 %.

2. Кавернами и микрокарстовыми пустотами. Пористость, слагаемая пустотами этого вида, характерна для карбонатных пород, где она составляет значительную часть (13-15 %) полезной емкости трещиноватого коллектора.

3. Пространством самих трещин, составляющих трещинную пористость. Пустоты этого вида составляют десятые и сотые доли процента относительно объема трещиноватой породы.

Пока известно мало залежей, где трещинная емкость 'пород оказалась бы соизмеримой с объемом добываемой из них нефти. Чаще всего трещины, по-видимому, играют в основном родь путей фильтрации нефти и газа, связывающих воедино межзерновое пространство блоков, пустоты каверн и микрокарстов.

Исходя из основных коллекторских свойств, обусловливающпх емкость и пути фильтрации в трещиноватых коллекторах, последние можно подразделить на следующие основные виды.

1. Коллекторы кавернозного типа. Емкость пород слагается из полостей каверн и карстов, связанных между собой и скважинами системой микротрещин. Приурочены в основном к карбонатным породам. Фильтрация жидкостей и газов в них осуществляется по микротрещинам, соединяющим мелкие каверны.

2. Коллекторы трещинного типа. Емкость коллектора определяется в основном трещинами. Коллекторы такого типа приурочены к карбонатным породам, а также к плотным песчаникам, хрупким сланцам и другим плотным породам. Фильтрация нефти и газа происходит только по системам микротрещин с раскрытостью свыше 5-10 мкм. Такие виды коллекторов мало распространены.3. Коллекторы смешанные, представляющие собой сочетания и переходы по площади и по разрезу трещиноватого или кавернозного коллекторов с нормальными. Коллекторы этого вида широко распространены.

Литература

1. Ш.К. Гиматудинов, Ф.И. Ширковский. Физика нефтяного и газового пласта. М.: Недра, 1982 г.

2. Ржевский В.В. Новик Г.Я. «Основы физики горных пород» М. Недра, 1978 г.

Размещено на Allbest.ru