Разработка нефтяных и газовых месторождений - Учебное пособие

Министерство энергетики Российской Федерации Управление кадров и социальной политикиНефтегазовым коллектором называется горная порода, обладающая физическими свойствами, позволяющими аккумулировать в ней нефть и газ, а также фильтровать, отдавать их при наличии перепада давления. Основные критерии коллектора нефти и газа - его емкостная и фильтрационная характеристики, определяемые вещественным составом, пористостью и проницаемостью, а в более общем виде - типом коллектора. Обычно эти породы представлены в разной мере сцементированными песчаниками, алевролитами, а также в виде смеси их с глинами и аргиллитами. Коллекторские свойства горных пород в первую очередь обусловливаются наличием в них пустот (пор, трещин и каверн). Так как размеры частиц породы обуславливают общую их поверхность, контактирующую с нефтью, от гранулометрического состава пород зависит количество нефти, остающейся в пласте после окончания его разработки в виде пленок, покрывающих поверхность зерен, и в виде капиллярно удержанной нефти.Под пористостью горных пород понимают наличие в породе пустот (пор), незаполненных твердым веществом. Пористость - показатель, широко используемый для характеристики коллекторских свойств пласта и определения запасов нефти и газа в залежи. Количественно пористость характеризуется коэффициентами полной и открытой пористости. Коэффициентом полной (абсолютной) пористости tn называют отношение объема всех пор Vпор образца к видимому его объему Vo6р: mn = Vпор/Vo6p (1.2) Коэффициентом открытой пористости т0 принято называть отношение объема открытых, сообщающихся между собой пор, к видимому объему образца.Проницаемостью горных пород называют их способность пропускать жидкость или газ под действием перепада давления. Кроме пористости и размера пор на проницаемость горной породы влияют также свойства фильтрующейся жидкости и условия фильтрации. Так проницаемость породы для жидкостей, содержащих активные компоненты, которые способны взаимодействовать с пористой средой, будет существенно отличаться от проницаемости той же породы для жидкостей и газов, нейтральных по отношению к ней. При содержании в пористой среде двух и более фаз (нефти, газа, воды) одновременно проницаемость различна для каждой из фаз, более того, зависит от доли объема пор, занимаемой фазами, и от взаимодействия самих фаз. Фазовой (эффективной) проницаемостью называют проницаемость горной породы для одной фазы при наличии или движении в поровом пространстве породы многофазной системы, фазовая проницаемость зависит не только от свойств породы, но и от условий фильтрации, в основном от насыщенности порового пространства той или иной фазой и от характера межмолекулярного взаимодействия на границах раздела между фазами и на поверхности пор.Удельной поверхностью породы называется величина суммарной поверхности частиц, приходящейся на единицу объема образца. Вследствие небольших размеров отдельных зерен и большой плотности их упаковки общая площадь поверхностей порового пространства горной породы достигает огромных размеров. Подсчитано, что поверхность зерен правильной сферической формы размером 0,2 мм, содержащихся в 1 м3 однородного песка, составляет около 20276 м2Кварцевый коллектор образуется в природе при условиях, когда в процессе осадконакопления превалирующее значение имеют зерна кварца. В этом случае образованная порода имеет песчаную основу (до 95-98 %), как правило, обладает хорошими коллекторскими свойствами, пористостью и проницаемостью. Полимиктовый коллектор образуется, если при осадконакоплении помимо зерен кварца большой процент зерен представлен полевыми шпатами и продуктами их химических преобразований.Высокими значениями эффективной пористости, проницаемости, нефтегазонасыщенности могут обладать лишь так называемые биоморфные, органогенные и обломочные карбонатные породы пустотное пространство в которых не было подвержено вторичным изменениям (отложениям солей), вследствие чего коллекторы характеризуются низкими емкостными и фильтрационными свойствами. Эти карбонатные коллекторы могут иметь проницаемость до 0,3-1 мкм2 и пористость 20-35 %. Среднепористые и среднепроницаемые карбонатные коллекторы обладают уже меньшей пористостью (12-25 %) и проницаемостью (0,01-0,3 мкм2) и более высокой степенью цементации (10-20 %). Мелкозернистые, слабопроницаемые, мелкопористые карбонатные коллекторы, обычно называемые матрицами, обладают низкой полезной емкостью и плохими фильтрационными свойствами: пористость 8-15 %, проницаемость 0,0001-0,01 мкм2, водонасыщенность 35-50 %. Трещинная пористость определяется отношением объема трещин к объему образца породы: где - трещинная пористость, доли единиц; b - высота раскрытости трещин, мм.Многие процессы, происходящие в пласте при его вскрытии и влияющие на ряд процессов в период разработки и эксплуатации месторождений, связаны с механическими свойствами горных пород Упругостью горных пород называют изменение объема породы под действием давления.

Содержание

1. Физические свойства горных пород - коллекторов нефти и газа

1.1 Природные коллекторы нефти и газа

1.2 Гранулированный состав пород

1.3 Пористость горных пород

1.4 Проницаемость горных пород

1.5 Удельная поверхность пород

1.6 Коллекторские свойства терригенных пород

1.7 Коллекторские свойства карбонатных пород

1.8 Механические свойства горных пород

1.9 Тепловые свойства горных пород и насыщающих их флюидов

2. Состав и свойства пластовых флюидов

2.1 Нефть, ее химический состав

2.2 Компоненты нефти, влияющие на процесс нефтеотдачи

2.3 Классификация нефти в зависимости от содержания серы, парафина, смол и других компонентов

2.4 Фракционный состав нефти

2.5 Плотность нефти и способы ее измерения

2.6 Вязкость нефти и способы ее измерения

2.7 Давление насыщения и газовый фактор

2.8 Пластовый нефтяной газ, его состав

2.9 Физические свойства нефтяного газа

2.10 Уравнение составления газов

2.11 Состояние углеводородных газожидкостных систем при изменении давления и температуры

2.12 Диаграмма фазовых состояний многокомпонентных систем

3. Состояние жидкостей и газов в пластовых условиях

3.1 Пластовое давление и температура

3.2 Приведенное пластовое давление

3.3 Физические свойства нефти в пластовых условиях

3.4 Отбор проб пластовой нефти

3.5 Установки для исследования проб пластовой нефти

3.6 Пластовые воды, их классификация

3.7 Физические свойства пластовых вод

3.8 Состояние связанной воды в нефтяной залежи

3.9 Нефте- и водонасыщенность коллекторов

3.10 Молекулярно-поверхностные свойства системы «нефть-газ-вода-порода

3.11 Приток жидкости к скважинам

3.12 Виды гидродинамического несовершенства скважин

4. Источники пластовой энергии и режимов работы нефтяных и газовых залежей

4.1 Пластовая энергия и силы, действующие в залежах нефти и газа

4.2 Силы сопротивления движению нефти по пласту

4.3 Режимы работы нефтяной залежи

4.4 Режимы работы газовой залежи

4.5 Смешанные режимы

4.6 Обобщение и реализация режимов

4.7 Показатели нефтяных пластов

4.8 Механизмы вытеснения нефти из пласта

4.9 Газоотдача и конденсатоотдача

4.10 Нефтеотдача при различных режимах эксплуатации залежи

5. Разработка нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений

5.1 Понятие системы и объекта разработки

5.2 Выделение эксплуатационных объектов

5.3 Системы одновременной и последовательной разработкт объектов

5.4 Рациональная система разработки

5.5 Основные геологические данные для проектирования разработки

5.6 Системы разработки месторождений

5.7 Показатели разработки месторождений

5.8 Стадии разработки нефтяных месторождений

5.9 Основные периоды разработки газовых месторождений и газоконденсатных месторождений

5.10 Особенности разработки газовых месторождений

5.11 Особенности разработки газоконденсатных месторождений

5.12 Регулирование процесса разработки месторождений

5.13 Контроль процесса разработки месторождений

5.14 Анализ процесса разработки месторождений

5.15 Основы проектирования разработки месторождений

6. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов

6.1 Цели и задачи исследования скважин и пластов

6.2 Методы исследования, применяемые при разработке нефтяных и газовых месторождений

6.3 Исследование скважин на приток при установившихся режимах фильтрации

6.4 Исследование скважин при неустановившихся режимах

6.5 Гидродинамические параметры, определяемые при исследовании скважин и пластов

6.6 Исследование нагнетательных скважин

6.7 Изучение профилей притока и поглощения пластов добывающих и нагнетательных скважин

6.8 Понятие о термодинамических методах исследования скважин

6.9 Гидропрослушивание пластов

6.10 Нормы отбора нефти и газа из скважин и пластов

6.11 Выбор оборудования и приборов для исследования

7. Поддержание пластового давления

7.1 Общие понятия о методах воздействия на нефтяные и газовые пласты, их назначение

7.2 Условия эффективного применения поддержания пластового давления

7.3 Виды заводнения

7.4 Выбор и расположение нагнетательных скважин

7.5 Определение количества воды, необходимой для осуществления заводнения, давления нагнетания, приемистости и числа нагнетательных скважин

7.6 Источники водоснабнажения

7.7 Требования, предъявляемые к нагнетаемой в пласт воде

7.8 Назначение и классификация методов увеличения нефтеотдачи пластов

7.9 Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи пластов

7.10 Тепловые методы повышения нефтеотдачи пластов

7.11 Газовые методы повышения нефтеотдачи пластов

7.12 Физико-химические методы повышения нефтеотдачи пластов

7.13 Микробиологическое воздействие на пласт

7.14 Виьросейсмическое воздействие на пласт

7.15 Критерии подбора объектов воздействия для повышения нефтеотдачи пластов

7.16 Потенциальные возможности методов увеличения нефтеотдачи пластов

8. Охрана окружающей среды и недр при разработке нефтяных и газовых месторождений

8.1 Задачи охраны недр

8.2 Охрана окружающей среды при разработке нефтяных и газовых месторождениях

8.3 Охрана недр при разработке нефтяных и газовых месторождений

9. Контрольные вопросы

9.1 Тема 1

9.2 Тема 2

9.3 Тема 3

9.4 Тема 4

9.5 Тема 5

9.6 Тема 6

9.7 Тема 7

9.8 Тема 8

Список литературы

Тема 1. Физические свойства горных пород-коллекторов нефти и газа

1.1 Природные коллекторы нефти и газа