Коллекторские ( фильтрационные) свойства породы::
- пористость и проницаемость;
- начальная нефтенасыщенность;
- сжимаемость;
- эффективная толщина пласта и др.
Породы-коллекторы могут иметь первичную и вторичную пористость:
- первичная пористость образуется при формировании самой горной породы, напр.: осадконакопление, образование магматических пород;
- вторичная пористость образуется если на породы действуют какие-либо процессы или явления, например: тектонические процессы, растворение пород, просадка (явление).
Большинство пород-коллекторов имеют осадочное происхождение.
По литологическому составу коллекторами нефти и газа являются горные породы:
- терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы),
- карбонатные (известняки, мел, доломиты),
- вулканогенно- осадочные,
- кремнистые.
Основные типы коллекторов - терригенные и карбонатные.
Менее значимые коллекторы, связанные с вулканогенно-осадочными, глинистыми и редко-кристаллическими породами.
Терригенные коллекторы занимают 1е место.
На них приходится доля 58 % мировых запасов нефти и 77 % газа.
К примеру, в Западно-Сибирском бассейне, практически все запасы газа и нефти находятся в терригенных коллекторах.
Литологически, терригенные коллекторы характеризуются гранулометрией - размером зерен.
Размер частиц: крупнозернистых песков - 1-0,25 мм; мелкозернистых песков - 0,25-0,1 мм; алевролитов - 0,1-0,05 мм.
Емкостно-фильтрационные свойства различны.
Пористость составляет 15-20%, проницаемость - 0,1-0,01 (редко 1) квадратных микрометров (мкм2).
Проницаемость коллекторов:
- > 1000 мД - I класс.
- 500 - 1000 мД - II класс;
- 100-500 мД - III класс;
- 10 - 100*10-3мкм2 (10-100мД) - IV класс;
- 1 - 10 *10-3 мкм2 (1-10мД) - V класс;
- 0,1 - 1 *10-3 мкм2 (0,1-1мД) - VI класс.
Глинистость ухудшает коллекторские свойства.
Карбонатные коллекторы занимают 2е место.
На них приходится доля 42% запасов нефти и 23% газа.
Главные отличия карбонатных коллекторов от терригенных:
-
Наличие, в основном, только 2х основных породообразующих минерала - кальцита и доломита;
-
Фильтрация нефти и газа обусловлена, в основном, трещинами, кавернами.
-
Карбонатные коллекторы присутствуют на месторождениях бассейна Персидского залива, нефтегазоносных бассейнов США и Канады, в Прикаспийском бассейне.
Коллекторы, обнаруженные в вулканогенных и вулканогенно-осадочных породах, представлены эффузивными породами (лавами, пемзами) и вулканогенно-осадочными (туфами, туфобрекчиями, туфопесчаниками).
Эти коллекторы слабо изучены.
Глинистые коллекторы представлены кремнистыми, битуминозными глинами верхнего миоцена.
Среди глинистых коллекторов особое место занимают битуминозные глины баженовской свиты в Западной Сибири.
На Салымском, Правдинском и других месторождениях баженовские глины залегают на глубинах 2750 - 3000 м при пластовой температуре 120-128 ºС, имеют мощность 40 м.
Возраст - волжский век и берриас (юра и мел).
Дебит нефти - в интервале 0,06 - 700 м3/сутки.
По строению коллекторы делятся на 3 типа - гранулярные, трещиноватые и смешанные.
Гранулярные коллекторы сложены песчано-алевритовыми породами, поровое пространство которых состоит из межзерновых полостей. Подобным строением порового пространства характеризуются также некоторые пласты известняков и доломитов.
Трещиноватые коллекторы сложены преимущественно карбонатами, поровое пространство образуется системой трещин. Участки коллектора между трещинами представляют собой плотные малопроницаемые нетрещиноватые массивы (блоки) пород, поровое пространство которых практически не участвует в процессах фильтрации.
Трещиноватые коллекторы смешанного типа встречаются чаще всего, поровое пространство включает как системы трещин, так и поровое пространство блоков, а также каверны и карст.
Трещиноватые коллекторы смешанного типа в зависимости от наличия в них пустот различного типа подразделяются на подклассы - трещиновато-пористые, трещиновато-каверновые, трещиновато-карстовые и т.д.
Около 60% запасов нефти в мире приурочено к песчаным пластам и песчаникам, 39% - к карбонатным отложениям, 1% - к выветренным метаморфическим и изверженным породам, что делает породы осадочного происхождения - основными коллекторами нефти и газа.
По коллекторским свойствам выделяют 4 группы пород-коллекторов.
Классификация Дахнова:
- кварцевые;
- кварц-полишпатовые;
- карбонатные;
- эвапоритовые (гипс-ангидритовые).
Тип пустотного пространства, обусловленный происхождением породы, определяет ее физические свойства, поэтому он положен в основу наиболее часто используемой классификации пород-коллекторов.
Пористость горной породы - наличие в ней пор (пустот), характеризует способность горной породы вмещать жидкости и газы.
Проницаемость - способность горных пород пропускать флюиды, зависит от размера и конфигурации пор, что обусловлено размером зерен терригенных пород, плотностью укладки и взаимным расположением частиц, составом и типом цемента и др. Очень большое значение для проницаемости имеют трещины.
Непроницаемые породы или флюидоупоры - это породы, которые препятствуют уходу нефти, газа и воды из коллектора.
Они перекрывают коллектор сверху (в ловушках), но могут и замещать коллектор по простиранию, когда, например, глины замещают песчаники вверх по подъему пласта.
Флюидоупоры могут не пропускать жидкость (нефть и воду), могут пропускать газ, который имеет меньшую вязкость.
По литологическому составу флюидоупоры представлены глинистыми, карбонатными, галогенными, сульфатными и смешанными типами пород.
Наилучшие по качеству флюидоупоры - это каменная соль и пластичные глины, так как в них нет трещин.
В каменной соли вследствие её пластичности нет открытых пустот и трещин, каналов фильтрации, поэтому она является прекрасным экраном на пути движения нефти и газа.
Глинистые флюидоупоры наиболее часто встречаются в терригенных нефтегазоносных комплексах.
Экранирующие свойства их зависят от состава минералов, имеющих различную емкость поглощения.