Роль физики пласта в процессе разработки месторождений нефти и газа (стр. 3 )

22. Факторы, влияющие на коэффициент пористости и каверзности горных пород: глубина залегания пласта, минералогический состав, давление, наличие пластовых вод с растворенными минеральными солями и др.

На коэффициент пористости и каверзности горных влияет множество факторов, а именно:

Глубина залегания пласта: с глубиной залегания наблюдается ….

Минералогический состав: если порода представлена карбонатными соединениями, то возможно их выщелачивание и образование каверн.

Давление: в условиях залегания в пласте …..

Наличие пластовых вод с растворенными минеральными веществами: способствуют образованию пор за счет выщелачивания карбонатных соединений

23. Учет пористости при подсчете геологических и извлекаемых запасов газа.

Пористость – емкостный параметр пласта и он показывает, какое количество флюида может находится в пласте. При этом надо учитывать, что газ может содержаться в субкапиллярах, а нефть и вода в капиллярах.

24. Трещиноватость горных пород и методы ее изучения. Классификация трещиноватых пород по размерам трещин, густоте, форме, раскрытости и т. д.

Трещиноватость - свойство горных пород, нарушенность монолитности породы трещинами; этим термином также называется совокупность трещин в породном массиве.

Разновидности трещин

Трещины представляют собой плоские разрывы сплошной среды в случае, если их величина на порядок и больше превосходит межатомные расстояния в кристаллической решетке. Выделяют трещины трех порядков:

трещины первого порядка - внутрикристаллические, возникают в процессе роста и развития кристалла; трещины второго порядка - между кристаллами и в соединяющем отдельные кристаллы межкристаллическом цементе; трещины третьего порядка - образуются в результате тектонических процессов и при ведении горных работ. Поэтому при взрывной отбойке учитывают естественную трещиноватость как начальную, и возникающую при работе техники как дополнительную.

Трещины могут быть заполнены трещиннными водами (грунтовыми безнапорными или напорными, что может быть опасно для горняков), газами (к примеру, метаном или углекислым газом, что также потенциально опасно), разными минеральными и органическими веществами.

По размеру дефектов целесообразно выделить пять уровней:

5. Дефекты кристаллической решетки минералов, составляющих

породу: вакансии, межузельные атомы, дислокации и т. п.

4. микротрещины, разбивающие отдельные кристаллы и небольшие

участки горной породы. Размер их может быть

условно ограничен величинами 0,01 .мм. - 10 см (по длине).

3. Макротрещины, видимые в обнажениях и изучаемые в ряде

отраслей геологии. Условимся ограничить их линейные

размеры интервалом 10 см - 100 м.

2. Разрывы, разбивающие массивы пород и связанные обычно

с локальными складчатыми структурами (рис. 4). Условимся ограничивать

их линейные размеры интервалом 100 м-10 км.

1. Крупные тектонические разрывы, связанные с региональными

полями тектонических напряжений и разбивающие целые участки

литосферы - вплоть до глубинных разломов.

Разделяя трещины по форме обычно подразумевают форму следа поверхности трещины на поверхности обнажения. При этом выделяются трещины прямолинейные, криволинейные (изогнутые), волнистые и т. д. Иногда эти характеристики удается привязать к направлению (например, трещина волнистая по падению и прямолинейная по простиранию. Если трещина прямолинейна по падению и по простиранию, она называется плоской.

По характеру заполнения выделяют трещины раскрытые, или при большом раскрытии зияющие (т. е. заполненные воздухом или водой), и с заполнителем кристаллическим (кварц, кальцит и т. п.) ,

битуминозным (нефти, битумы) или рыхлым (глинка трения, продукты выветривания).

По степени заполнения различают трещины, заполненные полностью если заполнитель кристаллический, то говорят о «запеченных» трещинах или прожилках), трещины, частично занятые заполнителем, и трещины с налетами (натеками) по стенкам (особенно характерны

налеты гидроокислов железа и натеки кальцита).

25. Проницаемость горных пород.

Проницаемость – параметр ГП характеризующий ее способность пропускать флюид. Абсолютно непроницаемых тел. в природе нет. Однако при сравнительно небольших перепадах давлений в нефтяных пластах многие породы в результате незначительных размеров пор в них оказываются практически мало или совсем непроницаемым для жидкостей и газов (глины, сланцы и др.).

Проницаемость ГП – является основным фильтрационным свойством пласта, определяющим эффективность разработки.

Виды проницаемости:

Абсолютная - проницаемость пористой среды, которая определена при наличии в ней лишь одной какой-либо фазы, химически инертной по отношению к породе. Абсолютная проницаемость — свойство породы, и она не зависит от свойств фильтрующейся жидкости или газа и перепада давления.

Фазовая - проницаемость пород для данного газа или жидкости при наличии или движении в порах многофазных систем. Значение ее зависит не только от физических свойств пород, но также от степени насыщенности порового пространства жидкостями или газом и от их физико-химических свойств.

Относительная - это проницаемость пористой среды, которая рассчитывается как отношение фазовой проницаемости этой среды для данной фазы к абсолютной.

Динамическая – проницаемость в зависимости от градиента давления.

26. Коэффициенты абсолютной и фазовой проницаемости, методы их определения.

Для оценки проницаемости горных пород обычно пользуются линейным законом фильтрации Дарси, согласно которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости:

Методы определения абсолютной проницаемости в лаборатории проводится на различных приборах, но принципиальная схема их устройства одинакова— все они состоят из одних и тех же основных элементов: кернодержателя, позволяющего фильтровать жидкость и газы через пористую среду, устройств для измерения давления на входе и выходе из керна, расходомеров и приспособлений, создающих и поддерживающих постоянный расход жидкости или газа через образец породы.

Методы определения относительной проницаемости в лаборатории проводится на установках, состоящих из следующих частей:

приспособления для приготовления  смесей  и  питания керна;

кернодержателя специальной конструкции;

приспособления и устройства для приема, разделения и измерения раздельного расхода жидкостей и газа;

устройства  для  измерения  насыщенности  различными фазами пористой среды;

приборов контроля и регулирования процесса фильтрации.

27. Закон Дарси. Изменение проницаемости в процессе разработки месторождений.

Для оценки проницаемости горных пород обычно пользуются линейным законом фильтрации Дарси, согласно которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости:

где v — скорость линейной фильтрации;

Q — объемный расход жидкости в единицу времени;

F —площадь фильтрации;

м — динамическая вязкость жидкости;

Др— перепад давления;

L -  длина пористой среды.

k - коэффициентом проницаемости;

При измерении проницаемости пород по газу в формулу следует подставлять средний расход газа в условиях образца:

,

где — объемный расход газа, приведенный к среднему давлению и средней температуре газа в образце.

Полагая, что процесс расширения газа при фильтрации через образец происходит изотермически по законам идеального газа, используя закон Бойля—Мариотта, получим

Тогда формула для определения проницаемости пород по газу запишется в виде

p1 и р2 — соответственно давление газа на входе в образец и на выходе из него.

Здесь Qo — расход газа при атмосферном давлении ро.

28. Проницаемость горных пород. Коэффициенты абсолютной и фазовой проницаемости.

Проницаемость - способность горных пород фильтровать сквозь себя флюиды при наличии перепада давления.

Абсолютная проницаемость-проницаемость образца керна, насыщенного одним флюидом, инертным по отношению к породе, зависит целиком и полностью от свойств породы, а не от насыщающего флюида. Как правило, абсолютной проницаемостью называют проницаемость керна по азоту или по воздуху.

Эффективная (фазовая) проницаемость - проницаемость породы для отдельно взятого флюида (Ko, Kw) при числе присутствующих в породе фаз, большем единицы. Эффективная проницаемость зависит от степени насыщения флюидами(флюидонасыщенностей) и их физико-химических свойств).

Относительная проницаемость - отношение эффективной проницаемости (Ko, Kw) к абсолютной (KoSwir). Kro = Ko / KoSwir ; Krw = Kw / KoSwir

29. Фильтрация нефти и газа в пористой среде. Закон Дарси.

Фильтрацией - процесс движения жидкостей и газа в пористой среде. В отличие от движения по трубам, в пористой среде жидкость и газ перемещаются не сплошным потоком, а отдельными мелкими струйками, которые многократно изменяют свое направление, т. е. фильтруясь через каналы, образованные частицами породы. Фильтрация жидкостей и газа в пласте происходит при перепаде давления в различных участках пласта, от зон с повышенным давлением к зонам с меньшим.