Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Коллекторы классифицируются по целому ряду признаков, поэтому имеется множество различных их классификаций. Наиболее важными классификационными критериями являются:
- условия аккумуляции и фильтрации флюидов;
- величина открытой или эффективной пористости и величина проницаемости;
- характер проницаемости;
- генезис и тип пород.
Породы-коллекторы классифицируются и по другим критериям, или классификационным признакам, например: по масштабам распространения в пределах нефтегазоносных комплексов; толщине и выдержанности литологического состава; содержанию остаточной воды; количеству и составу цемента.
По условиям фильтрации пластовых флюидов коллекторы делятся на простые и сложные (смешанные). К простым коллекторам относятся поровые и чисто трещинные, а к смешанным - трещинно-поровые и порово-трещинные. Чисто трещинные и смешанные (трещинно-поровые и порово-трещинные) коллекторы часто называют просто трещинными, поскольку фильтрация в них обусловлена, главным образом, наличием трещин. Г.И. Теодорович по характеру проницаемости разделил коллекторы три группы: равномерно-проницаемые, неравномерно-проницаемые и трещиноватые.
По условиям аккумуляции флюидов, которые определяются морфологией пустотного пространства коллекторы также делятся на простые и сложные (смешанные).
В простых коллекторах пустотное пространство представлено следующими видами: порами, кавернами, карстовыми полостями и трещинами.
Поровые коллекторы обычно связаны с терригенными породами – песчаниками и алевролитами и реже - с органогенными карбонатными породами. Особенность этих пород-коллекторов заключается в том, что в них как емкость, так и фильтрация обусловлена структурой межгранулярной пористости - межзерновыми сообщающимися порами, образующими поровые каналы. Диапазон изменения объема порового пространства в этих коллекторах очень большой – от единиц до 40-50 %. Остальные виды пустотного пространства - каверны, карстовые полости и трещины в основным вязаны с карбонатными коллекторами.
Чисто трещинные коллекторы встречаются редко. Образуются они за счет вторичной трещиноватости в плотных жестких и хрупких породах, минеральная часть которых практически лишена пористости. Такими породами являются массивные пелитоморфные известняки, доломиты, мергели, песчаники, окремнелые аргиллиты, сланцы а также метаморфические, магматические и глинисто-кремнисто-сапропелевые породы. Часть пустот в коллекторах трещинного типа может быть образована межзерновыми порами, однако их суммарный объем составляет не более 5-7 %. К тому же часть этих пор является изолированной. Чисто трещинные коллекторы обладают низким объемом пустотного пространства, обычно не более 2,5-3 %.
Смешанное пустотное пространство характерно для карбонатных пород, где оно представлено сочетанием видов пустот, которые образуют следующие типы пустотного пространства: порово-трещинное, порово-каверновое, карстово-каверновое, порово-каверново-карстовое, порово-стилолитовое. Трещинно-поровые коллекторы преимущественно связаны с карбонатными породами, пустотное пространство которых образовано, главным образом, межзерновыми порами и кавернами. При характеристике типа коллектора основной вид пустот ставится в названии на последнее место.
По величине эффективной пористости коллекторы делятся на классы, как в зависимости от типа горных пород, так и не зависимо от них. П.П. Авдусин и М.А. Цветкова (1943) разделили терригенные коллекторы на пять классов. Практическое значение имеют коллекторы первых четырех классов.
Таблица. Классификация терригенных пород-коллекторов по величине эффективной пористости
Класс коллектора | Эффективная пористость, % | Емкость коллектора |
А | > 20 | Большая |
Б | 20-15 | Большая |
С | 15-10 | Средняя |
D | 10-5 | Средняя |
Е | < 5 | Малая |
По величине коэффициента проницаемости коллекторы также делятся на классы, как в зависимости от типа горных пород или типа фильтрующих пустот, так и не зависимо от них. Например, Г.И. Теодорович, не зависимо от типа фильтрующих пустот разделил все породы-коллекторы по величине коэффициента проницаемости на пять классов (таблица).
Таблица. Классификация коллекторов по величине коэффициента проницаемости (по Г.И. Теодоровичу)
Класс | Коллекторы | Коэффициент проницаемости, мкм2 |
I | Очень хорошо проницаемые | более 1 |
II | Хорошо проницаемые | 0,1-1 |
III | Среднепроницаемые | 0,01-0,1 |
IV | Слабопроницаемые | 0,001-0,01 |
V | Непроницаемые | менее 0,001 |
Практическое значение для нефтенакопления и нефтеотдачи имеют коллекторы первых трех классов, а для газов также и четвертый класс.
Широко используются классификации по эффективной пористости и проницаемости раздельно для терригенных (песчано-алевритовых) коллекторов (А.А. Ханина, 1969) и карбонатных коллекторов (И.А. Конюхова, 1964). В классификации А.А. Ханина выделено шесть классов песчано-алевритовых коллекторов по их гранулометрическому составу, величине эффективной пористости и проницаемости.
Таблица. Оценочная классификация песчано-алевритовых коллекторов нефти и газа с межзерновой пористостью (по А.А. Ханину, 1969)
Класс коллектора | Название породы по преобладанию гранулометрической фракции | Пористость эффективная, % | Проницаемость по газу, мкм2 | Характеристика коллектора по проницаемости |
I | Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый | ≥ 16,5 ≥ 20 ≥ 23,5 ≥ 29 | ≥ 1 | Очень высокая |
II | Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый | 15-16,5 18-20 21,5-23,5 26,5-29 | 0,5-1,0 | Высокая |
III | Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый | 11-15 14-18 16,8-21,5 20,5-26,5 | 0,1-0,5 | Средняя |
IV | Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый | 5,8-11 8-14 10-16,8 12-20,5 | 0,01-0,1 | Пониженная |
V | Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый | 0,5-5,8 2-8 3,3-10 3,6-12 | 0,001-0,01 | Низкая |
VI | Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый | < 0,5 < 2 < 3,3 < 3,6 | < 0,001 | Коллектор не имеет промышленного значения |
П р и м е ч а н и е. Диаметр частиц (в мм): песчаник среднезернистый 0,5-0,25, песчаник мелкозернистый 0,25-0,1, алевролит крупнозернистый 0,1-0,05, алевролит мелкозернистый 0,05-0,01.
В классификации И.А. Конюхова выделено три группы карбонатных коллекторов по качественной оценке их емкости, и восемь классов по количественным значениям проницаемости и эффективной пористости.
Таблица. Классификация карбонатных коллекторов (по И.А. Конюхову)
Группа | Класс | Проницаемость, 10-15 м2 | Эффективная пористость, % | Литологические разности |
А (классы высокой емкости) | I II III | > 1000 1000-500 500-300 | > 25 25-20 20-15 | Известняки биоморфные, скелетные (рифовые), крупнокавернозные Известняки биоморфные, кавернозные Известняки кавернозные и органогенно-обломочные |
Б (классы средней емкости) | IV V | 300-100 100-50 | 15-10 10-5 | Известняки крупнозернистые порово-кавернозные, крупноолитовые Известняки и доломиты средне- и мелкозернистые порово-кавернозные, мелкооолитовые |
В (классы малой емкости, эффективная пористость <5 % | VI VII VIII | 50-25 25-10 10-1 | - - - | Известняки оолитоые, мелкодетритовые, биоморфные, инкрустированные |
5. По вещественному (литологическому) составу горных пород выделяются две основные группы коллекторов: терригенная и карбонатная. Кроме них существуют коллекторы, связанные с глинистыми, вулканогенными, вулканогенно-осадочными, метаморфическими и магматическими породами, а также породами кор выветривания.
Терригенные или песчано-алевритовые коллекторы. Коллекторы этого типа занимают основное место среди пород-коллекторов. С ними связана весьма значительная часть запасов нефти и газа. ЁФС терригенных коллекторов определяются в основном структурой порового пространства, поэтому их часто называют гранулярными или межгранулярными. Их общей особенностью является постепенное понижение ЁФС с глубиной за счет уплотнения пород, минерального новообразования и других процессов.
Таблица. Классификация коллекторов нефти и газа по литологическому составу (по Б.К. Прошлякову и др.)
Группа коллекторов | Тип коллектора по структуре порового пространства | Вид пустотного пространства | Характерные литологические разности пород |
Терригенные (обломочные) породы | Поровый | Межзерновой | Пески, песчаники, алевролиты, промежуточные разности пород и калькарениты |
Трещинный | Трещинный | Песчаники и алевролиты регенерационной структуры, прочные песчаники и алевролиты с карбонатным цементом | |
Смешанный (сложный) | Межзерновой Трещинный | Прочные песчаники и алевролиты с остаточной межзерновой пористостью | |
Карбонатные породы | Поровый | Межформенный | Биогенные, биохемогенные, оолитовые известняки и доломиты |
Внутриформенный | Биоформные (фораминиферовые, коралловые и др.) известняки и доломиты | ||
Межзерновой | Вторичные доломиты и доломитизированные известняки, хемогенные известняки и доломиты | ||
Трещинный | Трещинный | Криптогенные и хемогенные доломиты, известняки окремнелые и глинисто-кремнистые (в том числе биогенные) | |
Смешанный (сложный) | Межзерновой Трещинный Каверновый | Уплотненные известняки и доломиты различного генезиса | |
Глинистые породы | Трещинный | Трещинный | Аргиллиты, аргиллиты известковые, известково-кремнистые |
Магматические и метаморфические породы, и их кора выветривания, кремнистые и сульфатные породы | Поровый | Межзерновой | Кора выветривания гранитов, гнейсов и других пород |
Трещинный | Трещинный | Граниты, кварциты, метаморфические сланцы, серпентиниты, андезиты, кремнистые породы | |
Смешанный (сложный) | Межзерновой Трещинный | Серпентиниты, кремнистые породы |
Карбонатные коллекторы. Они занимают существенное место среди пород-коллекторов. Причём значительная часть мировых запасов нефти и газа связана с трещинно-поровыми типами, небольшая с порово-трещинными и ничтожная с чисто трещинными.
Карбонатные породы являются полигенетической группой и по генезису первичных элементов могут быть хемогенными, органогенными, обломочными и смешанными. Часто в них присутствует терригенный материал, а иногда - пирокластический материал и аутигенные примеси в виде сульфатов, силикатов и других минералов.
Разные генетические группы карбонатных пород имеют различные характеристики первичной пористости и проницаемости. Уже на этапе формирования лучшими емкостными и фильтрационными характеристиками отличаются органогенные, особенно рифогенные, обломочные и оолитовые карбонатные породы. Они имеют поры сравнительно правильной формы, которые равномерно распределены в объеме породы. Поровые каналы обычно имеют значительные размеры.
Карбонатные породы имеют сложный характер емкостного пространства, образованного порами, кавернами, карстовыми и стилолитовыи полостями, а также трещинами и очень неравномерное его распределение в объеме породы. Емкость в карбонатных коллекторах образуется и преобразуется на всех стадиях литогенеза и зависит, главным образом, от межзерновой пористости, а фильтрация обусловливается преимущественно трещинами, поэтому карбонатные коллекторы часто называют трещинными.
Глинистые коллекторы. Эти коллекторы нефти и газа известны очень давно в разных регионах мира, в том числе на Северном Кавказе. Наиболее широко глинистые коллекторы распространены в центральной и южной части Западной Сибири, где они называются «баженитами. Там, на границе нижнего мела и верхней юры, в составе региональной покрышки развита баженовская свита, которая является промышленно нефтеносной.
У глинистых аргиллитоподобных коллекторов баженовского типа есть общее характерное свойство – высокое, в среднем 22,5 %, содержание органического вещества (ОВ) сапропелевого типа, наличие свободной кремнекислоты, в среднем 29,5 % и проявление сингенетичной нефтеносности. Таким образом, эти породы имеют смешанный трехкомпонентный глинисто-кремнисто-сапропелевый состав. Пустотное пространство глинистых коллекторов связано с их текстурной неоднородностью, имеет сложную морфологию и трещинный характер. Текстурная неоднородность определяется наличием жесткого каркаса из кремнекислоты и ОВ.
Кроме трехкомпонентных баженитов, среди глинистых коллекторов выделяются четырехкомпонентные породы, состоящие из глинистых минералов, кремнезема, пелитоморфного карбоната и ОВ, содержание которого находится в пределах от 8 до 20 % по весу. Их характерным примером являются породы доманиковой свиты верхнего девона Волго-Уральской НГП, или просто - доманикиты.
Глинистые коллекторы Северного Кавказа – хадумиты, являются двухкомпонетными. Они состоят из глинистых минералов и кремнезема. Название дано по хадумской свите майкопской серии пород.
Коллекторы магматических, метаморфических пород и их кор выветривания. Данные типы коллекторов связаны с фундаментом осадочных бассейнов (ОБ). В настоящее время на Земле известно порядка 450 промышленных месторождений нефти и газа, часть которых по своим запасам относится к крупным и уникальным. Общие начальные запасы месторождений фундамента составляют 15 % мировых доказанных запасов категории А + Б. Большинство залежей - 40 %, и более 75 % запасов УВ, находящихся в фундаменте связано с кислыми породами: гранитами и гранитоидами.
Характерной особенностью нефтегазоносносности фундамента является то, что коллекторы и флюидоупоры в нём могут быть представлены одной и той же породой. Пустотное пространство пород-коллекторов имеет каверново-трещинный и трещинный типы, которые связаны с рядом вторичных процессов: палеогипергенными и паледенудационными, дизъюнктивной тектоникой, гидротермальным выщелачиванием неустойчивых минералов, контракционной усадкой магматических пород и сочетанием этих процессов.
Морфологически выделяются следующие типы коллекторов:
1) выступовые, связанные:
а - с эрозионно-тектоническими выступами с массивным типом природного резервуара;
б – со сложным распределением пустотного пространства внутри гранитных массивов в виде гнёзд, линз, жил, «ёлочки»;
2) площадные, связанные с корой выветривания;
3) линейные, связанные с зонами динамического влияния разломов;
4) жильные, связанные:
а - с зонами повышенной тектонической трещиноватости и гидротермальной деятельности;
б – с древними речными долинами, как правило, дренировавших зоны разломов;
5) линейно-узловые, связанные с узлами пересечения тектонических разломов.
Часто кора выветривания и базальный горизонт осадочного чехла образуют единый природный резервуар.
6. По распространенности выделяют породы-коллекторы, которые имеют региональное, зональное и локальное распространение.
7. По толщине и выдержанности литологического состава выделяют коллекторы, характеризующиеся выдержанностью или невыдержанностью толщин, литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств.
Дата публикования: 2014-11-28; Прочитано: 18324 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!