Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• Общие сведения
• Геологические вторичные изменения пород-коллекторов
• Техногенные вторичные изменения пород-коллекторов
• Заключение
• Список литературы

Введение

В процессе разработки и эксплуатации породы-коллекторы могут быть подвержены вторичным изменениям, то есть могут измениться некоторые их свойства, например, изменение объема порового пространства. Эти изменения могут быть разного характера: природного или техногенного.

К природным относятся кальцитизация, доломитизация, выщелачивание, регенерация зерен и др., которые будут описаны более подробно во второй главе. Также будут рассмотрены техногенные изменения, которые образуются при эксплуатации или разработке месторождения

Вторичные изменения сильно влияют на фильтрационно-емкостные свойства пород-коллекторов. Следовательно, от них зависит дебит, режим разработки и, наконец, конечный коэффициент нефтеотдачи.

Общие сведения

Горные породы, обладающие способностью вмещать нефть, газ и воду и отдавать их при разработке, называются коллекторами. Коллекторами нефти и газа являются как терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы), так и карбонатные (известняки, мел, доломиты) породы [1].

Осадочные породы, образовавшиеся в результате диагенетических процессов, не представляют собой устойчивой системы. Под влиянием изменяющихся термобарических и геохимических факторов они преобразуются, приобретая новые признаки и свойства. Все изменения, совершающиеся в уже сформированной породе, называют вторичными или постдиагенетическими. Они осуществляются в нескольких стадиях. Направленность изменений в значительной мере регламентируются формой и интенсивностью тектонических движений. При погружении осадочных толщ стадия катагенеза сменяется стадией метагенеза (стадией глубокого преобразования), а последняя - метаморфизмом. Восходящие тектонические движения могут вывести горные породы на поверхность или в приповерхностную зону. В этих условиях осадочные породы вступают в стадию гипергенеза и подвергаются новым изменениям и даже разрушению. Таким образом, вторичные изменения осадочных пород осуществляются в трех стадиях: катагенез, метагенез и гипергенез, причем при завершении последних двух породы переходят в категорию метаморфических или разрушаются.

Основные признаки и свойства пород, отражающиеся на катагенетических преобразованиях: минеральный состав, структура и физико-химические свойства (химическая устойчивость, твердость, пластичность, пористость, проницаемость и др.). К числу главнейших движущих сил относятся температура, давление (литостатическое, стресс, гидростатическое), растворенные в воде минеральные и газообразные вещества, щелочно-кислотные свойства подземных вод, окислительно-восстановительная обстановка, естественная радиоактивность, а также продолжительность их воздействия, которая часто отражает геологический возраст пород.

В природных условиях значения каждого признака и свойства породы, интенствность воздействия внешних сил варьируют в широком диапозоне. Все это предопределяет многообразие форм проявления, четкость выражения и скорость течения вторичных изменений. Последние по существу сводятся к следующим процессам: уплотнению, отжатию воды, растворению неустойчивых соединений, минеральному новоообразованию, перекристаллизации.[8]

Геологические вторичные изменения пород-коллекторов

К геологическим вторичным изменениям могут быть отнесены:

1. Обезвоживание и уплотнение

2. Цементация

3. Кристаллизация и перекристаллизация

4. Растворение (выщелачивание)

5. Образование трещин

6. Кальцитизация

7. Доломитизация

8. Образование пирита и др.

Перекристаллизация. Под термином «перекристаллизация» понимаются процессы, ведущие к увеличению размеров перекристаллизуемых зерен без изменения минерального состава пород (осадков). Механизм перекристаллизации сводится к частичному растворению, перераспределению и осаждению вещества, приводящему к изменению структурно-текстурных особенностей пород.

Перекристаллизация в различных структурно-генетических типах горных пород проявляется по-разному. Например, первичные тонкозернистые известняки оказываются менее перекристаллизованными, чем тонкозернистые доломиты, последние, поэтому являются часто и более пористыми. Это объясняется тем, что кристаллы кальцита в известняке под влиянием давления обладают тенденцией ориентировать свои оси «С» параллельно напластованию. В доломитах кристаллы и их оси ориентированы беспорядочно, что приводит к более рыхлой упаковке зерен. Полезная емкость первичных известняков, обязанная процессу перекристаллизации не превышает 3-5%, в то время как в перекристаллизованных доломитах она может достигать 10-15% и более.

Доломитизация. Относится к распространенному процессу, способствующему преобразованию карбонатных пород, и может протекать на самых различных этапах от раннего диагенеза и до позднего катагенеза и метаморфизма.

Доломитизация приводит не только к изменению первичного вещественного состава осадков (пород), но и их структурно-текстурных особенностей. Под влиянием доломитизации происходят изменения и в структуре пустотного пространства. [4]

Образование пирита. Формирование пирита следует связывать с содержанием в известняках углисто-терригенного материала, являющегося источником ионов железа и ионов серы, образующихся из иловых растворов за счет сульфат-редукции. [2].

Выщелачивание. Это процесс избирательного растворения и выноса подземными водами отдельных компонентов горных пород. Способность воды к выщелачиванию повышается, если в ней присутствуют углекислота и кислород. При выщелачивании из горных пород удаляются, прежде всего, легко растворимые хлориды Na, K и др., затем сульфаты Ca и карбонаты Са. [3]

На примере коллекторов верхнетурнейского подъяруса можно сказать, что наиболее позитивное влияние из вторичных процессов на пористость и проницаемость оказывает выщелачивание. В карбонатных отложениях этот процесс развит широко и является длительным во времени. Интенсивнее он протекает в первично более пористых породах.

Кальцитизация. Достаточно широко распространенный процесс, связанный с кристаллизацией из растворов приведенного из вне кальцита. Масштабы переноса могут быть разные. Если выщелачивание является основным процессом, улучшающим емкостно-фильтрационную характеристику пород, то кальцитизация, напротив, залечивает поры и каналы. Нередко процессы выщелачивания и кальцитизации происходят практически одновременно.[6]

Вторичное карбонатообразование (кальцит) однозначно отрицательно влияет на ФЕС. Это связано с новообразованием минералов в свободном пустотном пространстве породы и его закупориванием [5]

коллектор нефть катагенетический месторождение

Техногенные вторичные изменения пород-коллекторов

При вскрытии залежей углеводородов в околоствольной зоне в результате нарушения равновесия в системе «скважина-пласт» происходит неоднократное взаимодействие бурового раствора и пластовых жидкостей, которое приводит к закономерным изменениям коллекторских свойств пород, снижению продуктивности, нефтегазоотдачи, неравномерной выработке месторождений и потерям пластовой энергии. Характер и интенсивность процессов техногенных изменений коллекторов определяются главным образом их исходными свойствами и технологией вскрытия. При этом основная роль, очевидно, принадлежит влиянию репрессии на пласт и качества промывочных жидкостей.[9]

Выделяют следующие техногенные вторичные изменения пород-коллекторов:

· Образование зон кольматаций

· Образование в пласте стойких эмульсий

· Образование нерастворимых осадков в поровом пространстве

Зона кольматации представляет собой часть прискважинной области пласта, в которую проникают коллоидная и тонкодисперсная фазы бурового раствора.

Распространенные в настоящее время представления о процессе образования зоны кольматирования основаны на двух возможных видах механизма кольматации (первый -- кольматация как механическое закупоривание пор дисперсной фазой, второй -- механическое блокирование пор с одновременным физико-химическим взаимодействием дисперсной фазы кольматанта с материалом пористой среды).

При осуществлении второго механизма кольматация происходит при любых размерах частиц дисперсной фазы в результате адсорбционного взаимодействия, коагуляции и структурирования самих глинистых частиц в порах коллектора.[10]

Проникающий в пласт водный фильтрат часто является причиной образования в пласте стойких эмульсий, которые могут сильно затруднить приток нефти и газа к скважине. Эмульсии обладают высокой вязкостью и тиксотропными свойствами, а в состоянии покоя могут больше походить на упругий гель, чем на жидкость. Благоприятные условия образования прямых или обратных эмульсий создаются при непрерывном движении раздела нефть-вода в порах различной формы при постоянно меняющемся сечении поровых каналов.[7]

При смешении вод различного ионного состава возможно выпадение малорастворимых солей. Необходимо знать ионный состав пластовой воды и раствора глушения, что бы предсказывать возможность образование нерастворимых солей в пласте. Более подробно принципы расчета возможного образования солей приводятся в главе. Образование солей может привести к снижению проницаемости призабойной зоны пласта и преждевременному выходу из строя глубинно-насосного оборудования. Для предотвращения образования солеотложений в процессе глушения скважин рекомендуется добавлять ингибитор солеотложений в жидкости глушения. [11]

Заключение

В данной работе мною были рассмотрены две группы вторичных изменений: природные и техногенные.

К природным вторичным изменениям относятся:

1. Обезвоживание и уплотнение

2. Цементация

3. Кристаллизация и перекристаллизация

4. Растворение (выщелачивание)

5. Образование трещин

6. Кальцитизация

7. Доломитизация

8. Образование пирита и др.

При разработке месторождений происходит изменение свойств породы-коллектора, а точнее ухудшение ее фильтрационно-емкостных свойств. Этому способствуют следующие процессы: отложение солей в пористой среде, набухание глинистых включений, образование стойких эмульсий и др.

Список литературы

1. Бакиров Э.А. Геология нефти и газа [текст] / Э.А. Бакиров, В.И. Ермолкин, В.И. Ларин - Mосква: Недра, 1990. - 59 с.

2. Вафин Р.Ф., Куклина Е.Т., Сурмашев Р.Р. Вторичные преобразования карбонатных пород казанского яруса пермской системы (на примере скважины 5230 Никольского месторождения) [текст]// Материалы III Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского. - Санкт-Петербург: Изд-во ВСЕГЕИ, 2013. С.540-543

3. Геологический словарь: в 2-х томах [текст]/ К.Н. Паффенгольц.-М.:Недра,1978

4. Гмид Л.П. Литологические аспекты изучения карбонатных пород-коллекторов// Нефтегазовая геология. Теория и практика. - М., 2006.-№1.- С.1-23

5. Жуковская Е.А. Влияние вторичных изменений на коллекторские свойства верхнеюрских продуктивных отложений Крапивинского месторождения [текст] / Е.А. Жуковская, Г.Г. Кравченко// Известия Томского политехнического университета. - Выпуск №1.- 2010 г.-С.98

6. Козина Е.А., Морозов В.П., Королев Э.А., Пикалев С.Н. Основные типы карбонатных коллекторов нефти турнейского яруса Республики Татарстан// Нефтегазовое дело.-М., 2005.-Т.3.- С.9-16.

7. Мордвинов А.А. Освоение эксплуатационных скважин. [текст]/ А.А. Мордвинов. - Ухта: УГТУ, 2004. - 104 с.

8. Прошляков Б. К. Литология [текст]/ Б. К. Прошляков -- M.: Недра, 1991.-- 444 с.

9. Сахибгареев Р.С. Вторичные изменения коллекторов в процессе формирования и разрушения нефтяных месторождений [текст] / Р.С. Сахибгареев, Л.Н. Капченко - Л.: Недра, 1989. - 260 с.

10. Тер-Саркисов Р.М. Разработка месторождений природных газов [текст]/ Р.М. Тер-Саркисов - М.:Недра,1999.-659 с.

11. Технологические жидкости для глушения скважин http://www.neftepro.ru/publ/7-1-0-3 (дата обращения 14.02.2015)

Размещено на Allbest.ru