Лекция 1 введение




НазваниеЛекция 1 введение
страница1/13
Дата публикации23.05.2013
Размер1.46 Mb.
ТипЛекция
litcey.ru > Физика > Лекция
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13
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;

  1. вариационных рядов значений петрофизических величин и характеристик этих рядов (их предельные, средние, медианные и модальные значения) для типов и групп пород, определяющихся вариациями их состава, структуры, термобариче­ских условий, образования и времени жизни;

  2. классификации петрофизических величин по их значениям, а также пород по петрофизическим и другим величинам;

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

  1. Получили развитие основы физико-математических теорий электропровод­ности, естественной и вызванной поляризации, теплопроводности, радиоактивно­сти, упругости горных пород и многих других физико-химических процессов; со­ставлены уравнения, позволяющие в первом приближении рассчитать значения той или иной петрофизическои величины по данным о составе и структуре пород, а также по их характеристикам.

  2. Определено множество значений различных петрофизических величин, пре­делы их изменения, средние, медианные и модальные значения их рядов для типов и групп пород.

  3. Построены разрезы и карты, характеризующие изменение петрофизических величин или их комплексов по глубинам для многих районов России, площадям крупных регионов и в пределах одновозрастных или однотипных отложений.

  4. Установлено множество парных и многомерных связей между петрофизиче-скими величинами.

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.

^ По происхождению осадочные породы делятся на терригенныеу, 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.

^ Метаморфические породы образуются из осадочных и изверженных в 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.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Похожие:

Лекция 1 введение iconАнализ к ф. м н., доцент Рудой Евгений Михайлович 2013-2014 уч год
Лекция (2 часа) Введение. Нормированные пространства. Компактные множества. Теорема Хана-Банаха
Лекция 1 введение iconЛекция введение
Материалы данного файла могут быть использованы без ограничений для написания собственных работ с целью последующей сдачи в учебных...
Лекция 1 введение iconЛекция «Сущность и проблемы вэд, состояние вэд в России» 1 час. 2...
Лекция «Внешнеэкономические операции и сделки: виды, классификация, организация» 1 час
Лекция 1 введение icon1. 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 iconЛекция №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 введение iconЛекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок
Лекция 1 введение iconЛекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок
Лекция 1 введение iconЛекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок
Лекция 1 введение iconЛекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок
Лекция 1 введение iconЛекция №1 Введение
Системное по – это комплексы программ, предназначенные для совместного использования технических средств вычислительных систем, для...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница