Коллекторские Свойства горных пород

Министерство образования Российской Федерации

Томский политехнический университет

___________________________________________________

Н.А. Сваровская

ФИЗИКА ПЛАСТА

Учебное пособие

Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по нефтегазовому образованию в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 650700 Нефтегазовое дело

Томск 2003

УДК 622.279

Сваровская Н. А. Физика пласта: Учебное пособие. – Томск: ТПУ, 2003. – 156 с.

Приведены основные сведения о фильтрационно-ёмкостных, физико-механических и тепловых свойствах горных пород, составе и физико-химических свойствах пластовых флюидов, насыщающих породы-коллекторы. Описаны теоретические основы процессов фазовых переходов углеводородных систем, поверхностно-молекулярные явления, происходящие в пласте, свойства системы нефть-газ-вода-порода, определяющие фильтрацию пластовых флюидов из пористых сред.

Пособие подготовлено на кафедре геологии и разработки нефтяных месторождений ТПУ и предназначено для студентов направления 650700 Нефтегазовое дело.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Томского политехнического университета

Рецензенты:

Пешков В.Е. – к.г.-м.н., директор Томского отделения СНИИГГиМС

Панков В.Н. – к.ф.-м.н., с.н.с., заведующий лабораторией разработ- ки и проектирования нефтяных месторождений ОАО "ТомскНИПИнефть ВНК"

Темплан 2003

Томский политехнический университет, 2003

ВВЕДЕНИЕ

Нефть (nafta – греческое, neft – турецкое, персидское) известна людям более четырёх тысяч[u1] лет. На заре цивилизации нефть не играла большой роли в технике и быту. До нас дошли сведения о том, что нефть применялась греками, египтянами, ассирийцами для медицинских целей, в строительном деле (асфальт), для изготовления туши, в военном деле ("греческий огонь"), для освещения жилых помещений и смазки колёс.

Признание как дешёвого топлива и источника ценных продуктов нефть получила за последние сто лет. В настоящее время развитие техники и промышленности невозможно представить без использования нефти и продуктов её переработки. Из нефти вырабатываются все виды жидкого топлива (автомобильный и авиационный бензины, реактивное, дизельное топливо и прочие виды), смазочные масла, битумы для дорожных покрытий, сажа для резиновой промышленности, электродный кокс, полимерные материалы, синтетические волокна, каучук, моющие средства, спирты, альдегиды и многие другие ценные продукты.

Незаменимым сырьём для нефтехимической промышленности являются газы: попутные, природные, нефтепереработки.

Максимальная добыча нефти, около 600 млн т в год на территории бывшего СССР, приходилась на 80-е 20 века[u2] в основном за счёт ввода в эксплуатацию высокодебитных месторождений Западной Сибири. К концу прошлого столетия объёмы добываемой нефти сократились и стабилизировались на отметке 303–305 млн т в год.

В настоящее время эксплуатируемые крупные месторождения, определяющие объёмы добычи нефти, приближаются к последним ста­диям разработки. Состояние их характеризуется значительным истощением запасов, преждевр[u3] еменным обводнением, изношенностью систем сбора и трубопроводного транспорта до 50–80 %.

Перспективные направления в нефтедобыче будут определяться уровнем мировых цен на нефть, налоговой политикой в нашей стране, научно-техни­ческими достижениями в разработке и эксплуатации месторождений, качеством разведанной сырьевой базы. Скачок цен на нефть в новом веке на рынках мира благоприятно повлиял на экономику России. В ян­варе 1999 года цена нефти за баррель составляла 10,21–10,42 доллара, а к первому октября она увеличилась до 22,66–23,10 долларов. Важным стимулом для роста добычи нефти являлись высокие цены на нефть в 21 веке[u4]. Этот фактор способствовал экспорту российской нефти в страны дальнего зарубежья. В 2000 году он составил более 144 млн т и устойчиво возрастал до настоящего времени[u5].

Для прироста добычи нефти в России Правительством РФ были приняты Постановления о мерах по вводу в эксплуатацию бездейст­вующих, контрольных, находящихся в консервации скважин на нефтя­ных месторождениях и обеспечения гибкого, стимулирующего налого­обложения в части:

· эксплуатации месторождений с истощёнными и трудноизвлекае­мыми запасами (дебит 0,1–1 т/сут), которые составляют более 50 % от общего количества текущих извлекаемых запасов с помощью но­вых технологий;

· освоения и ввода в эксплуатацию малодебитных месторождений (в среднем на одно мелкое месторождение приходится менее 1 млн т нефти), и в России их открыто более 1400 месторождений[u6];

· ввода в разработку месторождений с низкопроницаемыми коллекто­рами (0,05 мкм²).

Реализовать намеченные перспективы развития нефтедобывающего комплекса и поддерживать уровень добычи нефти в России в 315–330 млн т в год невозможно без получения новых данных относительно нефтяных и газовых пластов – коллекторских и фильтрационных свойств горных пород, современных знаний о природе пластовых флюидов, их физико-химических свойствах, фазовых состояниях углеводородных систем в пласте и поиска методов их извлечения.

Процесс развития нефтяной промышленности России требует применения нетрадиционных систем разработки, новых технологий и современных технических средств, а это всё зависит от состояния от­раслевой и академической науки, и не только нефтегазового комплекса, но и нефтегазового машиностроения.

Современный инженер-нефтяник, занимающийся рациональной разработкой нефтяных и газовых месторождений, должен хорошо знать геологическое строение залежи, её физические характеристики (порис­тость, проницаемость, насыщенность и др.), физико-химические свой­ства нефти, газа и воды, насыщающие породы, уметь правильно обрабо­тать и оценить данные, которые получены при вскрытии пласта и при его последующей эксплуатации. Эти данные позволят определить на­чальные запасы углеводородов в залежи. Они необходимы для объек­тивного представления о процессах, происходящих в пласте при его разработке и на различ­ных стадиях эксплуатации.

На комплексе знаний, полученных при изучении данного курса, основываются подходы грамотного проектирования методов разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, выбора тех или иных технологий искусственного воздействия на залежь, внедрения но­вейших методов повышения компонентоотдачи пластов.

Настоящее учебное пособие посвящено описанию свойств порис­тых сред, насыщающих их жидкостей и газов, и использованию этих знаний в практических расчётах.

Автор выражает признательность и искреннюю благодарность профессорам кафедры разработки и эксплуатации нефтяных месторож­дений РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина И. Т. Мищенко, Н. Н. Михай­лову, И. И. Дунюшкину за полезные замечания и конструктивные пред­ложения, способствовавшие улучшению качества пособия.

коллекторские Свойства горных пород