загрузка...
загрузка...
На головну

Зміна колекторських властивостей порід з глибиною

Класифікації порід-колекторів

Колектори класифікуються за цілою низкою ознак, тому є безліч різних їх класифікацій. Найбільш важливими класифікаційними критеріями є:

- Умови акумуляції та фільтрації флюїдів;

- Величина відкритої або ефективної пористості і величина проникності;

- Характер проникності;

- Генезис і тип порід.

Породи-колектори класифікуються і за іншими критеріями, або класифікаційними ознаками, наприклад: за масштабами поширення в межах нафтогазоносних комплексів; товщині і витриманості літологічного складу; змісту залишкової води; кількості і складу цементу.

За умовами фільтрації пластових флюїдів колектори діляться на прості і складні (змішані). До простих колекторам відносяться порові и чисто трещинние, а до змішаних - тріщини-порові і порово-трещинние. Чисто трещинние і змішані (тріщини-порові і порово-трещинние) колектори часто називають просто тріщини, Оскільки фільтрація в них обумовлена, головним чином, наявністю тріщин. Г. І. Теодорович за характером проникності розділив колектори три групи: рівномірно-проникні, нерівномірно-проникні и тріщинуваті.

За умовами акумуляції флюїдів, Які визначаються морфологією пустотного простору колектори також діляться на прості і складні (змішані).

У простих колекторах пустотное простір представлено наступними видами: порами, кавернами, карстовими порожнинами і тріщинами.

Порові колектори зазвичай пов'язані з теригенними породами - пісковиками і алевролітами і рідше - з органогенних карбонатними породами. Особливість цих порід-колекторів полягає в тому, що в них як ємність, так і фільтрація обумовлена структурою межгранулярной пористості - межзерновую сполученими порами, що утворюють порові канали. Діапазон зміни обсягу порового простору в цих колекторах дуже великий - від одиниць до 40-50%. Решта видів пустотного простору - каверни, карстові порожнини і тріщини в основним в'язані з карбонатними колекторами.

Чисто трещинние колектори зустрічаються рідко. Утворюються вони за рахунок вторинної тріщинуватості в щільних жорстких і тендітних породах, мінеральна частина яких практично позбавлена пористості. Такими породами є масивні пелітоморфних вапняки, доломіт, мергелі, пісковики, окремнелие аргіліти, сланці а також метаморфічні, магматичні і глинисто-кременисто-сапропелеві породи. Частина пустот в колекторах тріщиною типу може бути утворена між зернових порами, проте їх сумарний обсяг становить не більше 5-7%. До того ж частина цих пір є ізольованою. Чисто трещинние колектори мають низьким обсягом пустотного простору, зазвичай не більше 2,5-3%.

Змішане пустотное простір характерно для карбонатних порід, де воно представлено поєднанням видів пустот, які утворюють такі типи пустотного простору: порово-тріщини, порово-каверновое, карстово-каверновое, порово-каверново-карстове, порово-стилолітові. Тріщини-порові колектори переважно пов'язані з карбонатними породами, пустотное простір яких утворено, головним чином, між зернових порами і кавернами. При характеристиці типу колектора основний вид пустот ставиться в назві на останнє місце.

За величиною ефективної пористості колектори діляться на класи, як в залежності від типу гірських порід, так і не залежно від них. П. П. Авдусин і М. А. Цвєткова (1943) розділили теригенні колектори на п'ять класів. Практичне значення мають колектори перших чотирьох класів.

Таблиця. Класифікація теригенних порід-колекторів за величиною ефективної пористості

 клас колектора  Ефективна пористість,%  ємність колектора
А  > 20  Велика
Б  20-15  Велика
С  15-10  Середня
D  10-5  Середня
Е  <5  Мала

За величиною коефіцієнта проникності колектори також діляться на класи, як в залежності від типу гірських порід або типу фільтруючих пустот, так і не залежно від них. Наприклад, Г. І. Теодорович, не залежно від типу фільтруючих пустот розділив всі породи-колектори за величиною коефіцієнта проникності на п'ять класів (таблиця).

Таблиця. Класифікація колекторів за величиною коефіцієнта проникності (по Г. І. Теодоровичу)

 клас  колектори  Коефіцієнт проникності, мкм2
I  Дуже добре проникні  більше 1
 II  добре проникні  0,1-1
 III  Среднепроніцаемие  0,01-0,1
 IV  слабопроницаемих  0,001-0,01
V  непроникні  менше 0,001

Практичне значення для нефтенакопленія і нафтовіддачі мають колектори перших трьох класів, а для газів також і четвертий клас.

Широко використовуються класифікації за ефективною пористості і проникності окремо для теригенних (піщано-алеврітових) колекторів (А. А. Ханіна, 1969) і карбонатних колекторів (І. А. Конюхова, 1964). У класифікації А. А. Ханіна виділено шість класів піщано-алеврітових колекторів по їх гранулометричним складом, величиною ефективної пористості і проникності.

Таблиця. Оціночна класифікація піщано-алеврітових колекторів нафти і газу з межзерновой пористістю (по А. А. Ханіна, 1969)

 клас колектора  Назва породи за переважанням гранулометричний фракції  Пористість ефективна,%  Проникність по газу, мкм2  Характеристика колектора по проникності
I  Пісковик середньозернистий піщаник дрібнозернистий Алевроліт крупнозернистий Алевроліт дрібнозернистий  ? 16,5 ? 20 ? 23,5 ? 29  ? 1   Дуже висока
 II  Пісковик середньозернистий піщаник дрібнозернистий Алевроліт крупнозернистий Алевроліт дрібнозернистий  15-16,5 18-20 21,5-23,5 26,5-29  0,5-1,0  висока
 III  Пісковик середньозернистий піщаник дрібнозернистий Алевроліт крупнозернистий Алевроліт дрібнозернистий  11-15 14-18 16,8-21,5 20,5-26,5  0,1-0,5  Середня
 IV  Пісковик середньозернистий піщаник дрібнозернистий Алевроліт крупнозернистий Алевроліт дрібнозернистий  5,8-11 8-14 10-16,8 12-20,5  0,01-0,1  знижена
V  Пісковик середньозернистий піщаник дрібнозернистий Алевроліт крупнозернистий Алевроліт дрібнозернистий  0,5-5,8 2-8 3,3-10 3,6-12  0,001-0,01  низька
 VI  Пісковик середньозернистий піщаник дрібнозернистий Алевроліт крупнозернистий Алевроліт дрібнозернистий  <0,5 <2 <3,3 <3,6  <0,001  Колектор не має промислового значення

П р и м і т а н і е. Діаметр частинок (в мм): піщаник середньозернистий 0,5-0,25, піщаник дрібнозернистий 0,25-0,1, алевроліт крупнозернистий 0,1-0,05, алевроліт дрібнозернистий 0,05-0,01.

У класифікації І. А. Конюхова виділено три групи карбонатних колекторів по якісній оцінці їх ємності, і вісім класів за кількісними значеннями проникності і ефективної пористості.

Таблиця. Класифікація карбонатних колекторів (по І. А. Конюхову)

 Група  клас  Проникність, 10-15 м2  Ефективна пористість,%  літологічні різниці
 А (класи High Capacity)  I II III  > 1000 1000-500 500-300  > 25 25-20 20-15  Вапняки біоморфною, скелетні (рифові), крупнокавернозние вапняки біоморфною, кавернозні вапняки кавернозні і органогенного-уламкові
 Б (класи середньої місткості)  IV V  300-100 100-50  15-10 10-5  Вапняки грубозернисті порово-кавернозні, крупноолітовие вапняки і доломіт середньо- і дрібнозернисті порово-кавернозні, мелкооолітовие
 В (класи малої місткості, ефективна пористість <5%  VI VII VIII  50-25 25-10 10-1  - - -  Вапняки оолітоие, мелкодетрітовие, біоморфною, інкрустовані

5. За речовому (литологическому) складу гірських порід виділяються дві основні групи колекторів: терригенная і карбонатна. Крім них існують колектори, пов'язані з глинистими, вулканогенними, вулканогенно-осадовими, метаморфічними і магматичними породами, а також породами кор вивітрювання.

Теригенні або піщано-алевритові колектори. Колектори цього типу займають основне місце серед порід-колекторів. З ними пов'язана вельми значна частина запасів нафти і газу. ЁФС теригенних колекторів визначаються в основному структурою порового простору, тому їх часто називають гранулярними або межгранулярнимі. Їх спільною особливістю є поступове зниження ЁФС з глибиною за рахунок ущільнення порід, мінерального новоутворення та інших процесів.

Таблиця. Класифікація колекторів нафти і газу за літологічного складу (по Б. К. Прошлякова і ін.)

 Група колекторів  Тип колектора по структурі порового простору  Вид пустотного простору  Характерні литологические різниці порід
 Теригенні (уламкові) породи  порові  межзерновой  Піски, пісковики, алевроліти, проміжні різниці порід і калькареніти
 тріщинні  тріщинні  Пісковики і алевроліти регенераційної структури, міцні пісковики і алевроліти з карбонатним цементом
 Змішаний (складний)  межзерновой тріщини  Міцні пісковики і алевроліти з залишкової межзерновой пористістю
 карбонатні породи  порові  Межформенний  Біогенні, біохемогенние, оолітові вапняки і доломіт
 Внутріформенний  Біоформние (форамініферові, коралові і ін.) Вапняки і доломіт
 межзерновой  Вторинні доломіт і доломітизовані вапняки, хемогенние вапняки і доломіт
 тріщинні  тріщинні  Кріптогенние і хемогенние доломіт, вапняки окремнелие і глинисто-крем'янисті (в тому числі біогенні)
 Змішаний (складний)  Межзерновой тріщини Каверновий  Ущільнені вапняки і доломіт різного генезису
 глинисті породи  тріщинні  тріщинні  Аргіліти, аргіліти вапняні, вапняно-крем'янисті
 Магматичні і метаморфічні породи, і їх кора вивітрювання, крем'янисті і сульфатні породи  порові  межзерновой  Кора вивітрювання гранітів, гнейсів і інших порід
 тріщинні  тріщинні  Граніти, кварцити, метаморфічні сланці, серпентиніти, андезити, крем'янисті породи
 Змішаний (складний)  межзерновой тріщини  Серпентиніти, крем'янисті породи

карбонатні колектори. Вони займають значне місце серед порід-колекторів. Причому значна частина світових запасів нафти і газу пов'язана з тріщини-поровимі типами, невелика з порово-тріщини і незначна з чисто тріщини.

Карбонатні породи є полігенетичним групою і за генезисом первинних елементів можуть бути хемогеннимі, органогенних, уламковими і змішаними. Часто в них присутня теригенний матеріал, а іноді - пірокластичні матеріал і аутігенние домішки у вигляді сульфатів, силікатів і інших мінералів.

Різні генетичні групи карбонатних порід мають різні характеристики первинної пористості і проникності. Уже на етапі формування кращими ємнісними і фільтраційними характеристиками відрізняються органогенні, особливо рифогенними, уламкові та оолітові карбонатні породи. Вони мають пори порівняно правильної форми, які рівномірно розподілені в об'ємі породи. Порові канали зазвичай мають значні розміри.

Карбонатні породи мають складний характер ємнісного простору, утвореного порами, кавернами, карстовими і стілолітовиі порожнинами, а також тріщинами і дуже нерівномірний його розподіл в об'ємі породи. Ємність в карбонатних колекторах утворюється і перетворюється на всіх стадіях літогенезу і залежить, головним чином, від межзерновой пористості, а фільтрація обумовлюється переважно тріщинами, тому карбонатні колектори часто називають тріщини.

глинисті колектори. Ці колектори нафти і газу відомі дуже давно в різних регіонах світу, в тому числі на Північному Кавказі. Найбільш широко глинисті колектори поширені в центральній і південній частині Західного Сибіру, де вони називаються «баженітамі. Там, на кордоні нижньої крейди і верхньої юри, в складі регіональної покришки розвинена баженовского свита, яка є промислово нафтоносної.

У глинистих аргиллітоподібної колекторів баженовского типу є загальне характерне властивість - висока, в середньому 22,5%, вміст органічної речовини (ОВ) сапропелевого типу, наявність вільної кремнекислоти, в середньому 29,5% і прояв сінгенетічной нефтеносности. Таким чином, ці породи мають змішаний трикомпонентний глинисто-кременисто-сапропелевий склад. Пустотное простір глинистих колекторів пов'язано з їх текстурної неоднорідністю, має складну морфологію і тріщинні характер. Текстурна неоднорідність визначається наявністю жорсткого каркаса з кремнекислоти і ОВ.

Крім трикомпонентних баженітов, серед глинистих колекторів виділяються чотирьохкомпонентні породи, що складаються з глинистих мінералів, кремнезему, пелітоморфних карбонату і ОВ, Зміст якого знаходиться в межах від 8 до 20% за вагою. Їх характерним прикладом є породи доманіковой свити верхнього девону Волго-Уральської НГП, або просто - доманікіти.

Глинисті колектори Північного Кавказу - хадуміти, Є двухкомпонетнимі. Вони складаються з глинистих мінералів і кремнезему. Назва дана по хадумской свиті майкопською серії порід.

Колектори магматичних, метаморфічних порід і їх кор вивітрювання. Дані типи колекторів пов'язані з фундаментом осадових басейнів (ПРО). В даний час на Землі відомо близько 450 промислових родовищ нафти і газу, частина яких за своїми запасами належить до великих і унікальним. Загальні початкові запаси родовищ фундаменту складають 15% світових доведених запасів категорії А + Б. Більшість покладів - 40%, і більше 75% запасів УВ, що знаходяться в фундаменті пов'язано з кислими породами: гранітами і гранитоидами.

Характерною особливістю нефтегазоносносності фундаменту є те, що колектори і флюідоупорамі в ньому можуть бути представлені однією і тією ж породою. Пустотное простір порід-колекторів має каверново-тріщинні і тріщинні типи, які пов'язані з рядом вторинних процесів: палеогіпергеннимі і паледенудаціоннимі, диз'юнктивній тектоникой, гідротермальних вилуговуванням нестійких мінералів, контракційної усадкою магматичних порід і поєднанням цих процесів.

морфологічно виділяються наступні типи колекторів:

1) виступовие, пов'язані:

а - з ерозійно-тектонічними виступами з масивним типом природного резервуара;

б - зі складним розподілом пустотного простору всередині гранітних масивів у вигляді гнізд, лінз, жив, «ялинки»;

2) майданні, пов'язані з корою вивітрювання;

3) лінійні, пов'язані з зонами динамічного впливу розломів;

4) жильні, пов'язані:

а - з зонами підвищеної тектонічної тріщинуватості і гідротермальної діяльності;

б - з древніми річковими долинами, як правило, дренувати зони розломів;

5) лінійно-вузлові, пов'язані з вузлами перетину тектонічних розломів.

Часто кора вивітрювання і базальний горизонт осадового чохла утворюють єдиний природний резервуар.

6. За поширеністю виділяють породи-колектори, які мають регіональне, зональне і локальне поширення.

7. За товщиною і витриманості літологічного складу виділяють колектори, які характеризуються витриманістю або нестриманістю товщини, літологічного складу і фільтраційно-ємнісних властивостей.

Відомо, що зміна ФЕС по розрізу осадового чохла підпорядковане генетичної закономірності. На початку, зі збільшенням глибини і зростанням геостатичної тиску, вони погіршуються за рахунок зміни первинної пористості, вторинного мінералоутворення і цементації. Ці зміни досягають максимальних значень у так званій критичній зоні гравітаційного ущільнення (КЗГУ), яка проявляється в різних регіонах в різному інтервалі глибин. Погіршення ФЕС особливо схильні до теригенні колектори.

Нижче КЗГУ колекторські властивості гірських порід починають поліпшуватися за рахунок збільшення вторинної пористості. Головну роль при цьому відіграють геодинамические процеси: тектонодінаміческіе і флюідодінаміческіе. Поліпшення колекторських властивостей порід з глибиною відбувається легше у карбонатних і інших жорстких і тендітних порід. Ці породи найбільш сильно схильні до утворення тріщин під впливом тектонічних напруг і процесам катагенетіческого зміни.

Таким чином, поліпшення ФЕС гірських порід відбувається в результаті їх розтріскування, вилуговування і розчинення карбонатного або карбонатно-глинистого цементу під впливом тектонічних напруг і руху гарячих агресивних вод, насичених вуглекислим газом. Розчинення призводить до підвищення ФЕС тільки в разі винесення цементу, тому розривні порушення стимулюють поліпшення колекторських властивостей.

Основні властивості порід-колекторів «-- попередня | наступна --» Флюідоупорамі і помилкові покришки
загрузка...
© om.net.ua