Лекция 1 введение
Скачать 1.46 Mb.
|
| Лекция 1 ВВЕДЕНИЕ Петрофизика - физика горных пород предусматривает изучение: 1. физических и физико-химических процессов, происходящих в горных поро дах, во время которых проявляются их физические и физико-химические свойства (пористость, плотность, водо-, нефте-, газонасыщенность, тепло- и электропроводность, намагниченность, упругость, радиоактивность и др.); 2. петрофизических величин (коэффициентов пористости, проницаемости, электропроводности, радиоактивности т.д.), характеризующих неодинаковое уча стие различных пород в отдельных физических и физико-химических процессах; понятий этих величин, определяющих их уравнений и единиц измерения;
5. связей петрофизических величин между собой и с другими величинами (петрохимическими, физикохимическими); их классификаций; б-, локальных и региональных площадных изменений петрофизических величин, связанных с особенностями состава и строения геологических тел или регионов, процессами седиментации, деятельностью подземных вод; 7. причин и законов изменения петрофизических величин; 8. петрофизического районирования - установления границ районов по особенностям вариационных рядов петрофизических и петрохимических величин типов пород, петрофизическим связям и другим признакам этих площадей; 9. лабораторных способов определения петрофизических величин. Петрофизика сформировалась к началу 60-х годов, когда появились обобщающие труды по всем вопросам изучения физических свойств пород и возникло основное содержание петрофизики как науки. Развитие петрофизики связано с именами Арчи, Фетта, Амикса, а в России Дахнова В.Н., Добрынина В.М., Леонтьева Е.И., Котяхова Ф.И., Ханина А.А. , Кобрановой В.Н. и др. Ведущими научно-исследовательскими организациями в этой области являются российские институты ВНИИнефть, ВНИГНИ, ВНИИГаз, ВНИИГеофизика и др. В результате петрофизических исследований с середины 30-х годов сделано следующее. 1. Созданы способы и аппаратура для определения многих петрофизических величин. Однако отечественное оборудование до сих пор не унифицировано, несовершенно и уступает американскому и западноевропейскому. 2
Петрофизические связи положены в основу определения многих петрофизических величин, необходимых при подсчете запасов, получаемых в ходе геофизических исследований разрезов скважин. Прямые измерения петрофизических величин в лабораторных условиях играют роль эталонных при интерпретации материалов ГИС. Изучение условий формирования залежей нефти и газа, поиски и рациональная разработка их неразрывно связаны с необходимостью изучения физических свойств горных пород и содержащихся в них жидкостей. В частности, для оценки запасов нефти необходимо знать пористость, нефтенасыщенность, объемные коэффициенты пластовых жидкостей, коэффициент нефтеотдачи. Выбор рациональной системы разработки требует несоизмеримо больших знаний о коллекторах. Сюда входит исследование условий фильтрации нефти и воды в пористой среде, микронеоднородности каналов фильтрации по строению и характеру смачиваемости поверхности, характера и количественных оценок деформаций пористых сред, давления и температуры в залежи, давления насыщения нефти газом и пр. При отборе нефти из залежи существенное значение имеет состояние приза-бойной зоны пласта и характер распределения в ней нефти, воды и газа. Короче говоря, какой бы вопрос, связанный с добычей нефти и газа не рассматривался, всюду приходится иметь дело с явлениями, происходящими в пористых средах при фильтрации пластовых жидкостей. Таким образом, петрофизика включает широчайший спектр различных направлений исследований и позволяет решать многочисленные задачи, связанные с разработкой нефтяных месторождений. 3 1. КОЛЛЕКТОРСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД 1.1 Классификация горных пород по происхождению Нефть и газ встречаются в горных породах, где для их накопления и сохранения имеются благоприятные условия. Главные из них: хорошо выраженные кол-лекторские свойства, зависящие от многих факторов, и изолированность коллектора от поверхности. По действующей в настоящее время классификации горные породы разделяются на три основные группы: изверженные, осадочные и метаморфические- К изверженным относятся породы, образовавшиеся в результате застывания и кристаллизации магматической массы сложного минерального состава. К осадочным породам относятся продукты разрушения литосферы и продукты жизнедеятельности микроорганизмов, а также мелкодисперсные продукты вулканических извержений. ^ состоящие из обломочного материала, хемогенные, образующиеся из минеральных веществ, выпавших из водных растворов в результате химических и биохимических реакций или температурных изменений в бассейне, и органогенные, сложенные из скелетных остатков животных и растений. Согласно этому делению к терригенным отложениям относятся* пески, песчаники, алевриты, алевролиты, глины, аргиллиты и др. осадки обломочного материала; к хемогенным - каменная соль, гипсы, ангидриты, доломиты, некоторые известняки и др. ; к органогенным - мел, известняки органогенного происхождения. Изложенная классификация пород до некоторой степени условна. В реальности карбонатные минералы могут присутствовать в терригенных коллекторах в виде карбонатного цемента, а в карбонатах часто встречаются примесь терриген-ного материала или продукты химического происхождения. При детальном изучении коллекторских и петрофизических характеристик осадочных пород важно иметь это в виду. ^ результате глубокого физического и химического изменения их под влиянием высоких температур, давлений и химических воздействий. К метаморфическим породам относятся: кристаллические сланцы, кварциты, роговики, скарны и др. , имеющие преимущественно кристаллическое строение. Таким образом, в одних случаях горные породы имеют в основном слоистое строение, в других - кристаллическое, причем слоистое строение свойственно большинству осадочных пород, а кристаллическое - изверженным, метаморфическим и некоторым хемогенным. Их строением, главным образом, предопределяется распределение и содержание нефти, газа и воды в горных породах. Чтобы жидкости и газ могли накапливаться в породе, она должна прежде всего обладать определенной емкостью и проницаемостью. В зависимости от строения и происхождения по- 4 род их коллекторские и петрофизические характеристики могут изменяться в широких пределах. Классификация коллекторов В связи с тем, что характеристики пород изменяются в широком диапазоне, большое значение приобретает классификация коллекторов. Таких классификаций великое множество, что свидетельствует об интенсивной работе в области исследования коллекторов. Чаще других используется принцип разделения коллекторов Ш^ШЩШШШ^ШЩ^Ш^ строения порового пространства, J образованного тем или иным видом пустот, например, трещиноватый, кавернозный, кавернозно^ трещиноватыи, трещинно-каверновый, поровый, трещинно-поровый, поровог трещинноватый и т.д, Терригенные породы классифицируют в основном по грану-лометрическому составу. Причем преобладающий тип порового пространства принято ставить в конце названия.* Безусловно, в чистом виде перечисленные типы пористых сред практически не встречаются. На практике всегда приходится сталкиваться с различными сочетаниями типов пористых сред. Большинство классификаций основаны на изучении конечного геологического состояния пород, обусловленного их происхождением и последующими преобразованиями, которыми определяются также и литолого-петрографические и петрофизические характеристики пород. Литолого-петрографические и петрофизические свойства пород отображают только некоторую, далеко не полную, часть конечного состояния коллекторов. Поэтому и классификация, основанная на литолого-петрографической или петрофизической характеристике пород, не может дать наиболее полной характеристики их свойств и быть в этом смысле полноценной. Практически невозможно создать универсальную классификацию коллекторов. Каждая из них преследует локальные цели и приемлема в определенных условиях и для решения вполне определенных задач. Всегда важна основа, на которой создана та или иная классификация, и вытекающие из них практические выводы. В этом смысле обращает на себя внимание классификация Ханина А.А./ которая рекомендуется им для терригенных и карбонатных коллекторов. Согласно этой классификации коллекторы нефти и газа с пористостью меньше 5-12% и проницаемостью ниже 0.01 мкм2 практически не продуктивны и могут представлять промыш-' ленный интерес лишь при достаточной мощности. Однако и это деление в значительной степени условно. Лабораторные методы исследований коллекторов позволяют установить эти границы для каждого конкретного объекта в зависимости от условий залегания и свойств нефтей и пород. Поэтому становится понятным, почему породы каждого объекта разработки следует'изучать тщательно и досконально, используя при этом комплекс лабораторных и промысловых исследований. 5 1.2 Гранулометрический состав пород Основные черты строения коллекторов нефти и газа зависят от их происхождения, но происхождение в данном случае лишь начало, которым обусловливаются многие свойства пород. В формировании коллекторов наряду с происхождением большое значение имеют вторичные процессы, а для терригенных пород, кроме того, их минералогический состав. Образование терригенных осадков схематически представляет собой процесс разрушения земной коры и концентрацию возникших в результате этого обломочных материалов. При этом в его состав могут входить обломки самой породы, частицы исходных минералов, а также продукты, прошедшие не только механическое дробление, но и химическую перестройку. В процессе такой дезинтеграции первоначальный минералогический состав материнской породы нарушается и вновь образованные осадочные породы имеют иной состав. Как известно, литосфера состоит преимущественно из алюмосиликатов, основные ее минералы полевые шпаты и кварц. Вследствие различной сопротивляемости их выветриванию полевые шпаты дают начало пелитам, состоящим в основном из глинистых минералов, а кварц - псаммитам. В соответствии с этим грубообло-мочные материалы образуют, например отложения галечника, гравия и конгломератов, кварц в основном образует зернистые породы в виде песчаников, алевритов и алевролитов, а полевые шпаты после соответствующего химического изменения образуют глины которые со временем преобразуются в аргиллиты. Средний минера* логический состав по Кларку выглядит следующим образом: Кварц 66.8% Полевые шпаты 11.5% Глинистые минералы 6.6% Лимонит 1.8% Карбонаты 11.8% Другие минералы 2.2% Если исходными породами были, например, граниты и кварциты, то при соответствующих условиях выветривания и переноса содержание кварца в песках, а потом и в песчаниках может достигать 95-99% (что имеет место в терригенных отложениях девона и карбона на территории Удмуртии). Петрографический анализ осадочных пород показывает, что в общей сложности в них встречается более 100 минералов. Общие понятия о гранулометрическом составе терригенных пород и его практическое значение Под гранулометрическим составом горных пород подразумевается количественное содержание в них частиц различной величины. 6 Гранулометрический состав терригенных пород зависит от многих факторов. К числу основных относятся: минералогический состав материнской породы, климатическая обстановка, в которой происходило выветривание земной коры, условия переноса и седиментации обломочного материала. Нарушение постоянства сочетания определяющих факторов и условий осадконакопления приводит к соответствующему изменению гранулометрического состава терригенных пород. Учитывая это обстоятельство, гранулометрический состав часто используют для решения обратной задачи, а. именно, для изучения геологического прошлого $ Земли, Следует заметить, что для восстановления геологической истории используют сведения не только о гранулометрическом составе терригенных пород, но и цикличность чередования терригенных и карбонатных отложений. Для оценки неоднородности пород по гранулометрическому составу существует большое число методов. Например, под коэффициентом неоднородности пористой среды по Ганзену понимается отношение диаметра частиц фракции, которая составляет со всеми более мелкими фракциями 60% от всего исследуемого объема, к диаметру частиц фракции, составляющей со всеми более мелкими фракциями 10% от этого объема. Абсолютно однородная порода характеризуется коэффициентом неоднородности 1. В реальных породах коэффициент неоднородности всегда выше 1. Так как гранулометрический состав определяет многие физические свойства пород, для характеристики этих свойств предложено большое число классификаций, основанных на гра-нулометирческом составе. Применительно к нефтяным пластам наиболее удобной считается классификация по которой породы делятся по размеру частиц на три основные группы: псаммиты, алевриты и пелиты. |
Похожие:
 | Анализ к ф. м н., доцент Рудой Евгений Михайлович 2013-2014 уч год Лекция (2 часа) Введение. Нормированные пространства. Компактные множества. Теорема Хана-Банаха |  | Лекция введение Материалы данного файла могут быть использованы без ограничений для написания собственных работ с целью последующей сдачи в учебных... |
| Лекция «Сущность и проблемы вэд, состояние вэд в России» 1 час. 2... Лекция «Внешнеэкономические операции и сделки: виды, классификация, организация» 1 час | | 1. Лекция: Введение. История, предмет, структура информатики Хотя информатика и считается достаточно молодой наукой по отношению ко многим другим отраслям знания, но предпосылки к ее зарождению... |
| Лекция №1. Введение в Экономикс. Основная проблема экономики и производственные... Под материальными потребностями подразумевается желания потребителей приобрести и использовать товары и услуги, которые доставят... | | Лекция №1 Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологическая цена учебных нагрузок |
| Лекция №1 Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологическая цена учебных нагрузок | | Лекция №1 Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологическая цена учебных нагрузок |
| Лекция №1 Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологическая цена учебных нагрузок | | Лекция №1 Введение Системное по – это комплексы программ, предназначенные для совместного использования технических средств вычислительных систем, для... |