Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства

Объёма воды в области значительно больше, чем объёма нефти.

 
  Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru

Выделяют упруговодонапорный режим, который имеет огромное значение при разработке пласта.

Воды в настоящее время составляют основной объём добычи. На 100 т добываемой жидкости приходится лишь 15 т нефти.

Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru Пластовые воды классифицируются на следующие виды:

 
  Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru

Формирование нефтяной залежи происходило следующим образом: в первоначально насыщенную водой залежь мигрировала нефть, вытесняя воду. Оставшаяся вода получила название остаточной.

Пластовыми водами занимаются гидрогеологи, но они рассматривают очень узкий круг вопросов, связанных с геохимией.

А наличие воды нельзя недооценивать. Разработчику необходимо знание о её количестве, физических свойствах, ведь на месторождении много воды внутриконтурной, контурной, закачиваемой, остаточной, в виде недоформированной залежи (особенно в Сибири).

Для примера рассмотрим классическую схему обводнения.

Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru

I – зависимость при

неподвижной воде;

II – зависимость для

недоформированной залежи.

В недоформированной залежи вода идёт сразу.

В пласте имеется и остаточная вода, исторически оставшаяся после образования залежи нефти.

Остаточная вода может находиться в различных состояниях:

S химически связанная с породой;

S физически связанная с породой;

S в виде маленьких линз.

Остаточная вода влияет на:

а) фазовую проницаемость; б) функцию капиллярного давления;

Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru

в) ёмкостные свойства;

г) эффективную пористость;

Характеристика распространения остаточной воды зависит от коэффициента смачиваемости. Порода может быть гидрофильной или гидрофобной.

 
  Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru

Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru В гидрофильных породах вода сосредоточена в мелких порах, а нефть расположена в центрах крупных пор.

 
  Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru

В гидрофобных наоборот:

Остаточная (погребённая вода) подразделяется на виды:

1. Капиллярно связанные воды (содержащиеся в узких капиллярных каналах, в местах сужения и пережимах пор и удерживаемые капиллярными силами);

2. Адсорбционная вода;

Она удерживается на поверхности скелета силами молекулярного взаимодействия между породой (твёрдой фазой) и жидкостью. Такая вода могла сформироваться в период донефтяной залежи.

Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru Т.к. количество адсорбционной воды пропорционально удельной поверхности, то можно сделать заключение, что чем больше удельная поверхность, тем больше адсорбционно-связанной воды.

Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru SiО2

 
  Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru

SiО2

Свойства этого типа воды сильно отличаются от свойств свободной воды. Так, например, для адсорбционно-связанной воды наблюдается аномальная вязкость.

3. Плёночная вода;

Если порода представлена гидрофильными минералами (а таких минералов большинство, например, кварц, полевые шпаты), то образуется плёнка воды на поверхности минералов при отсутствии адсорбционной воды.

       
    Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru
  Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru
 

Количество плёночной воды зависит от доли поверхности, занятой плёнкой, и контролируется удельной поверхностью.

4. Свободная вода;

Она содержится в участках неоднородности пористой среды и по физическим свойствам не отличается от обычной.

К сожалению, по данным анализа керна дифференцировать эти виды мы не можем.

Состояние остаточной воды определяется и свойствами: её минерализацией, коэффициентом рН и другими параметрами. В тоже время толщина плёнки воды может составлять порядка 50 нм, и по удельной поверхности можно определить, сколько составляет плёночная вода.

Количество остаточной воды зависит от коэффициента проницаемости, причём, чем больше проницаемость, тем меньше остаточной воды.

Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru 1gkпр

S_

График относится к гидрофильным пластам.

Для гидрофобных характер зависимости более сложный. Имеется корреляционная зависимость:

S=А - В×1g(kпр/m)

С адсорбцией тяжёлых компонентов нефти увеличивается гидрофобность пластов, и зависимость становится ещё более сложной.

Когда керн поднимается на поверхность, пластовое давление падает до одной атмосферы, а это приводит к тому, что из нефти выпадают тяжёлые компоненты и гидрофобизуют пласт, что ещё больше осложняет её оценку, т.е. гидрофобность пластовая или техногенная.

Ещё одной важной составляющей является переходная зона: Н/В; Г/В; Г/Н.

Переходная зона – зона с изменяющейся насыщенностью с полностью нефтенасыщенной до полностью водонасыщенной.

 
  Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru

S_ 1 Sв

Переходная зона оказывает огромное влияние. Для примера рассмотрим ситуацию на месторождении Уренгоя: нефти много, но оторочка тонкая, и переходные зоны могут осложнить извлечение нефти из оторочки.

 
  Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru
Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства - student2.ru

Г Н В

Приближённые оценки ширины переходной зоны можно произвести следующим образом:

Рк=Fграв Þ Рк=g×h×(rв - rн) Þ

Высота переходной зоны h определяется по формуле:

h=Рк/(g×(rв - rн))

Если капиллярное давление является функцией насыщенности, т.е. Рк=f(S), тогда:

h=f(S)/(g×(rв - rн))

Переходные зоны в газовых месторождениях больше, чем в нефтяных и зависят от плотности.

Наши рекомендации