Классификация подземных вод по ВА. Сулину

Каждый тип вод по преобладающему аниону делится на три группы - хлоридную, сульфатную и гидрокарбонатную. По преобладающему катиону группы делятся на подгруп­пы — натриевую, магниевую и кальциевую. Подгруппу следу­ет выделять лишь в том случае, если преобладающий катион соединяется с преобладающим анионом, а не с другими.

Физические свойства пластовых вод. Минерализацией воды называется суммарное содержание в воде растворен­ных солей, ионов и коллоидов, выражаемое в г/100 или в г/л раствора. Минерализация вод нефтяных и газовых место­рождений меняется в очень широких пределах — от менее 1 г/л (пресные воды) до 400 г/л и более (крепкие рассолы). Она определяется наличием плести главных ионов ()

Значительно распространены в водах также карбонат-ион (), ионы калия (К⁺) и железа (Fe²⁺ и Fe³⁺). Остальные элементы встречаются в ничтожных количествах (микрокомпоненты).

Минерализация и химический состав вод определяют их физические свойства (плотность, вязкость, поверхностное натяжение, электропроводность и др.).

Для нефтегазопромысловой геологии существенно то, что минерализованные воды имеют повышенную отмывающую способность нефтяных пластов-коллекторов. Их использова­ние при заводнении залежей способствует повышению коэф­фициента вытеснения нефти, а следовательно, и конечного коэффициента извлечения нефти (см. главу VIII). В то же вре­мя высокая минерализация пластовых вод в определенных ус­ловиях может приводить к выпадению солей на забое добы­вающих скважин и в прискважинной зоне пласта, что ухуд­шает условия эксплуатации пласта в районе таких скважин.

Газосодержание пластовой воды не превышает 1,5-2,0м³/м³, обычно оно равно 0,2-0,5 м³/м³. В составе водорастворенного газа преобладает метан, затем следует азот, уг­лекислый газ, гомологи метана, гелий и аргон.

Растворимость газов в воде значительно ниже их раство­римости в нефти. При увеличении минерализации воды их растворимость уменьшается.

Сжимаемость воды - обратимое изменение объема во­ды, находящейся в пластовых условиях, при изменении дав­ления. Значение коэффициента сжимаемости колеблется в пределах (З-5)10^-4 МПа^-1. Сжимаемость воды, содержащей растворенный газ, увеличивается; сжимаемость минерализо­ванной воды уменьшается с увеличением концентрации со­лей. Это свойство играет существенную роль при формиро­вании режимов залежей.

Объемный коэффициент пластовой воды нефтяных и га­зовых месторождений В_в зависит от минерализации, химиче­ского состава, газосодержания, пластовых давления и темпе­ратуры и колеблется от 0,8 до 1,2. Наиболее влияют на его величину пластовая температура и минерализация.

Плотность пластовой воды зависит главным образом от ее минерализации, пластовых давления и температуры. В боль­шинстве случаев она меньше плотности в поверхностных условиях (не более чем на 20 %), поскольку пластовая темпе­ратура выше стандартной. Однако в условиях пониженных пластовых температур, например, в зоне развития многолетнемерзлых пород, плотность воды может быть равной плот­ности воды в поверхностных условиях или даже больше ее.

Вязкость пластовой воды зависит в первую очередь, от температуры, а также от минерализации и химического со­става. Газосодержание и давление оказывают меньшее влия­ние. В большинстве случаев вязкость пластовых вод нефтя­ных и газовых месторождений составляет 0,2- 1,5 мПа·с.

Поверхностное натяжение пластовой воды, т.е. свойство ее противодействовать нормальным силам, приложенным к ее поверхности и стремящимся изменить ее форму, в значи­тельной степени зависит от химического состава и при соот­ветствующей химической обработке воды может быть зна­чительно снижено. Это имеет существенное значение для разработки нефтяных залежей с заводнением - уменьшение поверхностного натяжения повышает ее вымывающую спо­собность, что способствует увеличению коэффициента вы­теснения нефти водой.

Электропроводность воды зависит от ее минерализации. Пресные воды плохо проводят или почти не проводят элект­рический ток. Минерализованные воды относятся к хорошим проводникам. Мерой электропроводности служит удельное электрическое сопротивление, за единицу измере­ния которого принят 1 Ом·м. Знание удельного сопротивле­ния подземных вод необходимо для интерпретации материа­лов электрометрии скважин.

Все рассмотренные физические свойства подземных вод наиболее надежно определяются по глубинным пробам, от­бор которых осуществляется специальными глубинными герметичными пробоотборниками. При отсутствии таких определений эти свойства могут быть с меньшей точностью установлены по специальным графикам, приведенным в мо­нографиях по физике пласта или в справочниках.

Техногенные воды по своим свойствам обычно отличают­ся по минерализации от пластовых. Они менее минерализо­ваны. Исходя из экологических соображений, там, где это возможно, для нагнетания в пласт используют воду, попутно добываемую вместе с нефтью, в полном ее виде или в смеси с поверхностной водой. В результате в состав попутной воды могут входить пластовая и ранее закачанная вода.

Глава VII ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА

Все залежи углеводородов обладают большим или меньшим запасом различных видов энергии для переме­щения нефти и газа к забоям скважин. Потенциальные воз­можности залежей в этом плане зависят от разновидностей природных режимов залежей. В проявлении режимов боль­шое место занимают значение начального пластового давле­ния и поведение давления в процессе разработки.