Понятие о коллекторах

Горные породы, обладающие способностью вмещать газ и нефть и отдавать эти полезные ископаемые из залежей, называют коллекторами. По существу коллектором может быть любая пористая или трещиноватая и проницаемая горная порода.

Горные породы, составляющие земную кору, тоже содержат пустоты в виде пор между отдельными зернами, слагающими породу, или трещин, ее рассекающих. Это свойство породы называется пористостью.

По характеру пористости все коллекторы разделяют на три типа: 1) гранулярные (песчано-алевролитовые породы), обладающие межгранулярной пористостью и проницаемостью, а также известняки и доломиты с меж оолитовой пористостью; 2) трещинные, приуроченные к породам с разным литологическим составом – известнякам, доломитам, сцементированным песчаникам, глинистым сланцам, а также к кристаллическим породам; 3) кавернозные, обычно связанные с карбонатными породами, а местами с песчаниками.

Количественно пористость породы характеризуется коэффициентом пористости, равным отношению суммарного объема пустот в породе ко всему объему этой породы, выраженному в процентах:

P = (V₁ \ V₂)´ 100,

Где V₁ – суммарный объем пустот в данном образце породы; V₂ – общий объем образца породы.

В нефтяной геологии наряду с понятием абсолютной (общей, полной) пористости применяют понятие открытой, или эффективной, пористости, определяемой наличием таких пор, из которых нефть может быть извлечена. Открытая пористость – это главный структурный параметр породы, рассматриваемой как возможный коллектор нефти. Ее величину с поправкой на остаточную (связанную) воду используют для подсчета запасов нефти в недрах. Максимальная величина открытой пористости в сцементированных (алевритовых) породах достигает 37%. Объем пор зависит от взаимного расположения зерен, характера их укладки, формы зерен, степени их отсортированности, наличия цемента в межзерновом пространстве и не зависит от размера зерен при условии, что они равновелики. При наименее плотной упаковке равновеликих зерен шарообразной формы коэффициент пористости Р.=47, 6%. Это величина является теоретическим максимумом возможного объема пор. Средние значения пористости для различных типов горных пород приведены в таблице №1:

На продвижение (фильтрацию) нефтей через пористые породы оказывает влияние минеральный состав коллекторов. Как показывают исследования, лучшей фильтрующей способностью обладают чистые кварцевые пески, а наименьшей – пески, состоящие из обломков порфиритов, глинистых сланцев и других подобных пород. Особенно сильно снижает скорость фильтрации примесь слюды и минералов группы глин.

Способность пород пропускать через себя жидкости и газы при существующем перепаде давления называется проницаемостью. По проницаемости выделяются породы проницаемые и непроницаемые, хотя абсолютно непроницаемых пород нет.

Эффективная средняя проницаемость того или иного пласта практически определяется по данным отбора жидкостей из скважин. От проницаемости нефтесодержащей породы в значительной степени зависит отдача нефти пластом.

Коэффициент нефтеотдачи – это отношение количества извлекаемой нефти к общему объему нефти, содержащейся в одном пласте, выраженное в процентах. В зависимости от физических свойств нефти, особенностей резервуара и других причин коэффициент нефтеотдачи колеблется в пределах 10-80%.

Чем сильнее насыщены породы нефтью, тем выше продуктивность пласта (при прочих равных условиях). Поэтому промышленная оценка залежи в значительной степени зависит от так называемого коэффициента насыщения породы нефтью, определяемого отношением объемного количества нефти к общему объему пор в 1м³ данной залежи, выраженным в процентах.