ВОПРОСЫ ПО ПЕТРОФИЗИКЕ часть 2

ИГБ-402
ВОПРОСЫ С ПОДСКАЗКАМИ
К ЭКЗАМЕНУ ПО ПЕТРОФИЗИКЕ
14 января 2013 г

1 Параметры описывающие магнитные свойства вещества и пространства Связь между этими параметрами. Источники магнитного поля вещества и особенности их распределения в атомах.

12 Особенности строения атомов диамагнетиков, их магнитные свойства. Минералы– диамагнетики.
К ним относятся элементы вторых половин периодов диамагнитны в связи с заполненностью электронами их внешних электронных орбит . Минералы– диамагнетики это а) самородные: сера, Bi, Cu, Pb, Hg, а также нефть и вода; б) минералы без Fe: кварц, калиевый полевой шпат, ортоклаз, плагиоклаз, кальцит, гипс, галит, графит, эпидот, скаполит, хлорит.
32 Особенности строения атомов парамагнетиков, Минералы – парамагнетики их магнитные свойства.
К парамагнетикам относятся элементы первых половин периодов в связи с незаполненностью электронами их внешних электронных орбит. К парамагнетикам относятся: а) минералы без Fe – мусковит, шпинель, топаз, апатит, доломит и др; б) минералы с двух или трехвалентным Fe, что наделяет их магнитной восприимчивостью, достигающей 2010-5ед. СИ: биотиты, гранаты, амфиболы, хлориты, пироксены, оливин. Примеси могут увеличивать их магнитную восприимчивость.

5 3 Ферромагнетизм, минералы – ферромагнетики и их магнитные свойства. Намагничивание ф.-м. и их параметры. Петля гистерезиса. Использование различий в магнитных свойствах пород для поисков скоплений углеводородов.

4 Магнитные свойства интрузивных пород и геологические причины, определяющие эти свойства.

5 Магнитные свойства осадочных пород и геологические причины, определяющие эти свойства.

8 Физические поля, изучаемые геофизикой и создающие эти поля физические свойства пород и минералов. Геологические объекты, вызывающие аномалии в геофизических полях.

9 Связь физических свойств вещества с особенностиями строения атомов.

10 Периодическая таблица Менделеева и периодичность изменения физических свойств вещества. Аномальные физические свойства некоторых элементов и минералов.

11 Влияние особенностей кристаллической решетки на физические свойства минералов.

12 Плотность, пористость и проницаемость горных пород и способы их измерения.

13 Факторы, определяющие плотность магматических и эффузивных пород.

14 Факторы, определяющие плотность метаморфических и метасоматических пород.

15 От чего зависит плотность и пористость осадочных пород?

16 Какие физические свойства вещества определяются строением внешних электронных оболочек атома?

17 С какими особенностями строения атома связаны естественная радиоактив-ность, его плотность и магнитные свойства?

18 С какими особенностями атомного строения вешества связаны его электро-проводимость, поляризуемость?


19 Каким видам напряженного состояния отвечают модуль Юнга, коэффициент Пуассона и другие простые коэффициенты упругости и какими единицами они измеряются?


20 Для решения каких задач изучают упругие свойства горных пород? Приведите выражение для определения коэффициента поглощения
·п продольной волны.


21 Зависимости между модулем Юнга Е и коэффициентом Пуассона
·п, модулем сдвига G, всестороннего сжатия К и модулем Юнга Е.

22 От каких факторов зависят упругие коэффициенты и скорость распространения упругих волн для многофазных пород?

23 Какие свойства горных пород определяют скорости распространения в них упругих волн ? Дайте примеры.

24 В каких породах и почему наблюдается интенсивное поглощение упругих колебаний?
Виды напряженного состояния горных пород.

25 Что понимается под упругим телом? Какие типы упругих волн Вы знаете?
Продольные Vp поперечные Vs поверхностные Vr Объмные Волны Лява

26 Какие зависимости можно использовать для определения пористости пород? В каких единицах измеряется модуль Юнга в СИ. Напишите значение этой единицы.

27 Каково соотношение периода ультразвуковых колебаний и скорости распространения упругих волн ?

28 В каких единицах измеряется естественная гамма-активность горных пород? От чего зависят единицы измерения гамма-активности?

29 Самопроизвольный распад ядер. Период полураспада. Дайте характеристику излучению, которым он сопровождается.

30 Радиоактивные превращения при естественном распаде. Радиоактивные семейства.

31 На чем основано изучение естественной гамма-активности пород? Как определить с каким радиоактивным элементом связана радиоактивность горной породы?

32 Процессы и признаки изменения вещества, под действием радиоактивных излучений.

33 Что такое радиоактивность и от чего зависит радиоактивность горных пород? На чем основано количественное определение содержания радиоактивных элементов?

34 Изложите принцип гамма – спектрометрического метода определения содержания радиоактивных элементов в горной породе. Как определяют числовые значения спектральных коэффициентов входящих в матрицу?

35 Аппаратура для измерения радиоактивности. Газоразрядный счётчик. Сцинтилляционный и полупроводниковый детектор. Оцените их относительную разрешающая способность.

36 Спектр радиоактивного элемента. Аппаратурный спектр. С какой целью изучают спектры ?
37 Что понимают под разрешающей способностью детектора? Каковы разрешающая способность а) газоразрядного счётчика? б) сцинтилляционного детектора; в) полупроводникового детектора? С чем связана интенсивность фонового излучения детектора?

Гамма- спектрометрия. Какие блоки включает стандартное спектрометрическое устройство?

38 Как проводится идентификация радиоактивных элементов по аппара-турному спектру изучаемого образца?
Она осуществляется по энергиям фотопиков, полученным при эталонировке спектрометра (по зависимости номера канала спектрометра от энергии эталонных излучателей: 137Cs (Еу=0,662 МэВ), 60Co ( Еу= 1,14 и 1,32 МэВ), а также эталонов Ra, Th, К и их изотопов: RaC, RaC", ThC, ThC", MsTh2, ThB).

39 Формы нахождения радиоактивных элементов в горных породах. Возможность поисков руд некоторых элементов по их радиоактивности. Каких?
43 Радиоактивность магматических горных пород. Распределение в них U , Th.
44 Закономерности распределения радиоактивных элементов в осадочных породах.
45 Закономерности распределения радиоактивных элементов в рудных месторождениях. Поиски некоторых рудных месторождений (каких?) с помощью радиоактивной съемки.
46 Роль процессов преобразования метаморфических и метасоматичес-ких пород в формировании их радиоактивности.
47 Формы нахождения радиоактивных элементов в горных породах.
48 Возможность поисков руд некоторых элементов по их радиоактиности.
Радиоактивность магматических горных пород. Распределение в них U, Th.
Закономерности распределения радиоактивных элементов в осадочных породах. Применение радиометрической съемки при поисках некоторых месторождений.
49 Связь между физическими свойствами пород: основностью, плот-ностью и намагниченностью.
50 Изменения физических свойств пород в результате геологических процессов.
51 Аномалии физических свойств вещества рудных тел и их изменения в процессе формирования рудных скоплений.
52 Влияние возраста, тектонических деформаций и выветривания, на физические свойства пород.
53 Определение четырех электрических параметров пород и минералов и факторы, определяющие их величины.
54 Типы проводимости. Диапазон изменения сопротивления, их физическая и геологическая природа.
55 Свойства поляризуемости и диэлектрической проницаемости; их виды. Диэлектрики и многие полупроводники в электрическом поле испытывают упругую и релаксационную поляризации, отличную от поляризации, создающей естественную поляризацию ЕП.
Упругая поляризация заключается в смещении: электронов относительно ядра (мгновенно) в твердых телах, жидкостях и газах; 2. ионов – положительных относительно отрицательных за время 10-12(10-13сек в твердых веществах с ионной решеткой, а также в аморфных диэлектриках при наличии в них ионов. У диэлектриков с упругой поляризацией
· = 4 ( 15, но у некоторых кристаллов она достигает 100.
Релаксационная (тепловая) поляризация происходит в веществах со слабо связанными частицами, способными менять равновесие при тепловом движении. Приложенное внешнее электрическое поле создает в хаотическом тепловом движении заряженных частиц (электронов и дырок) упорядоченность.
В полярных жидкостях (например, в воде) поле создает ориентацию дипольных моментов, что называется дипольной поляризацией. Диэлектрики с релаксационной поляризацией имеют высокие
·. Вода, молекулы которой являются диполями, имеет одну из самых высоких
· = 81.
Ионная тепловая поляризация возникает в ионных кристаллах, содержащих слабо связанные ионы, обусловленные дефектами кристаллической решетки.

56 Диапазоны изменения сопротивлений в различных группах минералов с различной плотностью. Связь сопротивления горной породы с формой рудных включений в ней.
57 Факторы, определяющие сопротивления минералов и пород.
58 Геологические факторы, определяющие сопротивления магматических и метаморфических пород.
59 Сопротивления осадочных пород и геологические факторы, влияющие на них.
60 Три класса пород по диапазону их сопротивлений.
61 Физико-геологические процессы, определяющие естественную поляри-зацию различных геологических объектов.
62 Окислительно-восстановительные процессы и их физико-геологические особенности .
63 Физико-геологические процессы, создающие фильтрационные потен-цииалы и их величину.
64 Физико-геологические процессы, влияющие на диффузионно-адсорб-ционные потенциалы и их величину.

Вопросы для нефтяников

65 Какие физические свойства нефти и в каких методах используют геофизики.
66 Что определяет агрегатное состояние газа в недрах и каковы физические свойства раствора газ – нефть?
67 Как и почему различные типы пластовых вод влияют на проницаемость коллекторов? Что определяет
·,
· и
· пластовых вод ?
68 Опишите условия формирования углеводородов в нефтематеринских пластах.
69 Физические свойства нефтематеринских пород в зоне формирования углеводородов, а также выше и ниже её.
70 Что определяет проницаемость путей миграции углеводородов?
Пути миграции нефти и газа должны быть сложены породами, обладающими значительной проницаемостью. Поскольку миграция происходит за некоторый отрезок геологического времени, проницаемость пород, слагающих пути миграции, может быть много ниже чем проницаемость коллекторов залежей, из которых можно добывать углеводороды. Путями миграции могут быть песчаные, песчано-глинистые или карбонатные (оолитовые) породы, зоны выветривания или тектонические зоны дробления. Оценка проницаемости – задача трудная и до сих пор не решенная для пород в условиях их естественного залегания. Проницаемость может зависеть от межзерновой или трещинной пористости, размера и формы пор, связи между ними, гидрофильного или гидрофобного свойства минерального скелета, степени глинизации песчаников. Особенно сложна проницаемость тектонических зон дробления, но в тектонически - активных районах она весьма велика, например в районах Сахалина, Камчатки, Курил.
Не имея возможности измерить проницаемость возможных путей миграции углеводородов, некоторые из них можно проследить по сейсмическим данным. Эта возможность обеспечивается пониженной плотностью и скоростью в слагающих их породах и вызвана их повышенной пористостью. На сейсмических разрезах и особенно на разрезах мгновенных амплитуд, частот и фаз, хорошо следятся тектонические зоны дробления. Проницаемые зоны дробления прослеживаются также по их пониженным значениям УЭС ( ( ).




71 Литология и физические свойства коллекторов. Что определяет физические свойства коллекторов? Виды, величина пористости коллекторов и причины, её определяющие
Наилучшими проницаемостью и пористостью, равными во всех направлениях, обладают хорошо отсортированные и окатанные кварцевые коллекторы. Они меньше всех других коллекторов уплотняются со временем и имеют постоянные физические свойства в любой своей точке. 1, Кварц-полевошпатовые коллекторы имеет более низкие пористость и проницаемость из-за уплотнения пород геостатическим давлением и из-за частичной цементации порового пространства. 2, Песчано-глинистые коллекторы отличаются отсортированностью и заглинизированностью и поэтому из-за различной глинистости от точки к точке имеют различные плотность, скорость, радиоактивность, проницаемость. 3, У карбонатных известково-магнезиальных коллекторов пористость формируется в процессе диагенеза (доломитизация, тектоническое растрескивание, растворение или отложение вещества циркулирующими по трещинам растворами). Для них характерна неоднородность порового пространства и значительная доля кавернозной (закрытой, не сообщающейся) пористости.
Измерение физических свойств коллекторов выполняется с помощью сейсмики (V) и ГИС ((, (, КГН) в естественном залегании пород, при сохранении термобарических условий их залегания. Эти определения точнее, чем по керну, а К ГН по керну определить вообще невозможно.

72, Виды пористости коллекторов и причины, определяющие её величину.
Пористость коллектора – это доля пространства между частицами твердого скелета от всего его объема. Первичная пористость (межзерновая песчаников или оолитовых карбонатных пород) образуется в процессе отложения породы. Вторичная пористость образуется за счет растворения и выщелачивания карбонатных пород, их перекристаллизации, доломитизации или растрескивания при тектонических деформациях. Пористость песчаников зависит от формы зерен, плотности их укладки, наличия глинистого или другого цементирующего материала: Кп = Vп / V = Кпо+ Кпз ,
где Кпо – открытая пористость (например межзерновая или трещинная); Кпз – закрытая пористость (например, кавернозная пористость карбонатных пород). Пористость уменьшается с глубиной и с возрастом по-разному у разных пород (рис.7.1), но одновременно она и растёт за счет эпигенетических процессов (тектонических деформаций, формирующих трещиноватость) и процессов растворения, особенно сильно проявленных у карбонатов.
Поры ракушечника крупные и одинаковые, а кавернозная пористость часто закрытая, сложная и разнообразная по форме и размерам. Пористость проявляется изменением (, (, поляризуемостью, акустическими и нейтронными свойствами.
Эффективная пористость – это объем пор, в которых могут находиться свободные вода, нефть, газ.
Диагенез глин снижает их пористость от пористости илов (около 80%) до пористости пластичных глин (около 75%). Со временем она снижается до 35(45%. После интенсивного метаморфизма пористость аргиллитов и глинистых сланцев может снизиться до 1%. Пористость песчаников снижает несортированность их зерен и их цементация карбонатным, железистым, глинистым или кварцевым цементом.

73 Нефтегазонасыщенность коллекторов и роль капиллярных сил в формировании характера ВНК.
Нефтегазоводонасыщенность – это степень заполнения пор водой, нефтью и газом. Она определяется величинами Кв, Кн, Кг – отношением объема занятых ими пор Vв, Vн, Vг к общему объему пор Vпор. Распределение воды, газа и нефти в порах определяется главным образом капиллярными силами. В гидрофильном коллекторе вода смачивает поверхность скелета и втягивается в залежь, а нефть и газ не смачивают поверхность и располагаются в середине пор и только при критической водонасыщенности (или ниже) поры проходимы для нефти или газа. В гидрофобном коллекторе скелет смачивается нефтью (такими являются битуминозный или углистый коллекторы), но они встречаются реже чем гидрофильные. Поверхность минеральных частиц породы обычно частично гидрофильна и частично гидрофобна. , Высота поднятия воды в нефтяную залежь под действием капиллярных сил зависит от диаметра пор (в тонких порах подъем выше), и это создает переходную зону, расширяющую водонефтяной контакт ВНК. В этом случае ВНК уже не плоскость, а зона плавного перехода от воды к нефти (рис.7.2) и он способен отражать упругие колебания как градиентная граница За ВНК принимают тот уровень, когда КВ = КВ кр и ( = (кр. Аналогично ведет себя нижняя граница газа

74 Водонасыщенность коллекторов и виды связи воды с поверхностью скелета коллектора. Физические свойства связянной воды.
Выше переходной зоны располагается предельно нефтенасыщенная часть пласта, водонасыщенность в которой снижается до значения остаточной водонасыщенности Кво. Остаточная (связанная) водонасыщенность обусловлена водой, удерживаемой в пористой среде поверхностно-молекулярными и капиллярными силами и не извлекаемой из пористой среды движущимися в ней нефтью и газом. Эта водонасыщенность соответствует наименьшему содержанию воды в нефтяных пластах и может составлять от нескольких процентов до 60% объема пор и более. Такая вода, покрывающая поверхность зерен или пор, называется прочносвязанной водой. Эта вода из-за влияния молекулярных сил имеет плотность 1,2 ( 2 г/см3, бтльшую вязкость и прочность на сдвиг, повышенную упругость и ( больше ( дистиллированной воды. Замерзает она в каолините при температуре - 20(С, в монтмориллоните при - 193(С и ничего не растворяет. Прочносвязанная вода, с удалением от поверхности зёрен минерального скелета, переходит в рыхлосвязанную, которая подвижнее ее и, наконец, в середине пор переходит в свободную воду.

75 Проницаемость коллекторов и причины, определяющие её величину. Эффективная проницаемость коллекторов.
Проницаемость коллектора – э т о с п о с о б н о с т ь п р о п у с к а т ь ж и д к о с т ь и л и г а з при достаточном для этого перепаде давления. У доломитов и известняков её может и не быть даже при их значительной кавернозной пористости. Трещинная или межзерновая проницаемость растет с ростом пористости и с ростом размера пор. Проницаемость зависит от: 1) смачиваемости пород скелета, 2) вида флюида, 3) доли связанной воды, 4) вязкости нефти, 5) формы и площади поверхности пор, 6) размера и окатанности зерен. Проницаемость связана также с площадью поверхности пор и с остаточным водонасыщением, т.е. с количеством связанной воды. Проницаемость оолитового и кристаллического известняка с вторичными порами сильно растет с ростом пористости, а проницаемость меловидного известняка растет при этом меньше в связи с его тонкими порами. Эффективная проницаемость – это способность пропускать сочетания флюидов (газ-воду, нефть-воду, газ-нефть-воду) или отдельные компоненты (газ или воду, или нефть) из состава смеси газа, воды и нефти. Проницаемость для каждого компонента смеси оценивается коэффициентами проницаемости: Кпр Г, Кпр Н, Кпр В. Соотношение элементов в смеси определяет эффективную проницаемость для каждого из них. Так, например, проницаемость для нефти и газа равна нулю при большой ( Кпр В > 75%) проницаемости для воды. При КпрВ = 20 ( 30%, КпрН = 70%, КпрГ = 87( 90%.
Возможен поток 2-х и 3-х фазной смеси. Сильно уменьшает проницаемость коллектора присутствие связанной воды – сильнее, чем та же доля водонасыщения свободной водой. Самые высокопродуктивные коллекторы имеют среднюю и даже низкую проницаемость.

76 Где и в каких состояниях мигрируют нефть и газ? Что определяет направление её миграции? Значение выделения известняка и соединений железа при формировании залежи для прямых поисков углеводорода.
В нефтематеринской толще нефть и газ мигрируют главным образом растворенными в воде, которая в тонких капиллярах глин приобретает сильнейшую способность растворять в себе многие другие вещества и выделять их при прекращении своего движения. Тогда и формируется залежь углеводорода. При этом кроме нефти и газа из водного раствора выделяются и другие вещества, которые были также растворены в воде, например известняк, соединения железа и др.
77 Типы коллекторов. Что определяет их пористость, проницаемость и изменение этих свойств от точки к точке? Виды покрышек и причины их непроницаемости.
Пористость коллекторов, насыщенных углеводородами, больше, чем пористость водонасыщенных коллекторов,
где происходит цементация и вторичное преобразование этих пород. Коллектор консервирует нефть. На границе
нефти с вмещающими её породами и с водой углеводороды разрушаются с образованием твёрдых асфальтовых
битумов, запечатывающих нефть.

78 Особенности физических свойств залежи УВ и вышележащих пластов, позволяющие обнаружить залежь по данным ГИС.
За счёт бтльшей плотности и скорости в заполненных водой частей коллектора по сравнению с нефтью форми-
руется большая отражающая способность границ. Кроме того, около ВНК иногда отлагаются карбонаты, выде-
ляющиеся при прекращении движения растворов углеводородов в воде. Они также создают корочку, также
увеличивающую акустическую контрастность ВНК.
79 Проницаемость коллекторов и причины, определяющие её величину. Эффективная проницаемость коллекторов.
1. отражающие границы (например, контакты солевых отложений с границей пористых нефтегазонасыщенных коллекторов); 2. смену
·, что позволяет проследить эту же границу площадной электроразведкой. Здесь меня-ется также и радиоактивность пород; 3. иногда поверхность залежи не прослеживается по отраженным волнам, но такую же форму часто имеет поверхность фундамента и другие реперные отражающие границы разреза; 4. в своде антиклинали находится область разуплотнения пород на 0,15-0,25 г/см3 и связанное с ним уменьшение ско-рости до 0,5 км/с. Кроме того, замена воды на нефть в коллекторе снижает плотность ещё на 0,08 г/см3.Суммар-ный гравитационный эффект удаётся замерить при высокоточной гравиразведке.
Акустические границы наблюдаются между породами с различной пористостью, определяющие перепады акустической жесткости (
·
· V).

80. Геолого-геофизическое обоснование гипотезы неорганического происхождения УВ.
Приведённая модель идеализирована. Реальная её форма определяется режимом осадконакопления, литологическим составом пород, типом ловушек, развитием разрывной тектоники. Существует гипотетическая физико-геолого- генетическая модель залежи нефти и газа, основанная на предположении о неорганическом их происхождении и на способности современной геофизики проследить крупные миграционные потоки углеводородов ( рис. 8.3). На ряде нефтегазоносных провинций (Астраханской, Карачагонагской, Оренбургской, Тенгизской, Вуктыльской, Лаявожской , Тимано-Печорской НГП и др.) не было обнаружено геофизических аномалий от субгоризонтальных потоков углеводо-рода. Вместе с тем были отмечены аномалии от глу бинных субвертикальных потоков. Сторонники неорганического происхож-дения УВ считают, что они образуются в результате синтеза из углекислого газа воды и водорода глубинного происхождения при наличии катализаторов – чистого железа или магнетита. Для образования подобных скоплений угле-водородов вблизи них должны располагаться глубинные флюидоподводящие разломы. Текущие по ним потоки перераба-тывают породы вблизи них. Глубинные разломы подтверждаются сейсмическими, геоэлектрическими, магнитными и гравиметрическими аномалиями. Наличие на путях миграции флюидов восстановленного железа или магнетита подтвер-ждается аномалия-ми магнитного поля. Зоны дробления, обогащённые минерализованными зонами, фиксируются на геологических разрезах. Поднятие плотного мантийного вещества с высокой скоростью в них подтверждается аномалия-
ми силы тяжести и скоростей в геофизических разрезах. Подобный разрез является гипотетическим, но он позволяет разрабаты-вать гипотезу неорганического происхождения нефти и газа.

81 Что определяет агрегатное состояние газа в недрах и каковы физические свойства раствора газ – нефть?



82 Как и почему различные типы пластовых вод влияют на проницаемость коллекторов?
Проницаемость коллектора – э т о с п о с о б н о с т ь п р о п у с к а т ь ж и д к о с т ь и л и г а з при достаточном для этого перепаде давления. У доломитов и известняков её может и не быть даже при их значительной кавернозной пористости. Трещинная или межзерновая проницаемость растет с ростом пористости и с ростом размера пор. Проницаемость зависит от: 1) смачиваемости пород скелета, 2) вида флюида, 3) доли связанной воды, 4) вязкости нефти, 5) формы и площади поверхности пор, 6) размера и окатанности зерен. Проницаемость связана также с площадью поверхности пор и с остаточным водонасыщением, т.е. с количеством связанной воды. Проницаемость оолитового и кристаллического известняка с вторичными порами сильно растет с ростом пористости, а проницаемость меловидного известняка растет при этом меньше в связи с его тонкими порами.
Эффективная проницаемость – это способность пропускать сочетания флюидов (газ-воду, нефть-воду, газ-нефть-воду) или отдельные компоненты (газ или воду, или нефть) из состава смеси газа, воды и нефти. Проницаемость для каждого компонента смеси оценивается коэффициентами проницаемости: Кпр Г, Кпр Н, Кпр В. Соотношение элементов в смеси определяет эффективную проницаемость для каждого из них. Так, например, проницаемость для нефти и газа равна нулю при большой ( Кпр В > 75%) проницаемости для воды. При КпрВ = 20 ( 30%, КпрН = 70%, КпрГ = 87( 90%. Возможен поток 2-х и 3-х фазной смеси. Сильно уменьшает проницаемость коллектора присутствие связанной воды – сильнее, чем та же доля водонасыщения свободной водой.

83 Опишите условия формирования углеводородов в нефтематеринских пластах.
В нефтематеринском чисто глинистом пласте, насыщенном органическим веществом – керогеном при температуре 100(120( и при давлении 15(45Мпа на глубинах около 2(3км последний превращается в нефть или газ. Затем углеводороды покидают нефтематеринский пласт и под действием перепада давления движутся по путям миграции до места прекращения своего движения где и формируют залежи углеводородов под перекрывающим их непроницаемым флюидоупором.

84 Физические свойства нефтематеринских пород в зоне формирования углеводородов, а также выше и ниже её.
Нефтематеринские пласты могут быть сложены непроницаемыми мелкозернистыми глинистыми породами (например, Баженовская свита Западной Сибири) или глинисто-карбанатными породами (например Доманикская свита Предуралья) и эти породы не являются коллекторами. В них скопилось и сохраняется большое количество органического вещества (керогена) сапропелевого ряда. Кероген адсорбирует радиоактивные U и Th. Вместе с имеющимся в минералах глин К они создают в нефтематеринских пластах повышенную радиоактивность. Так, для Баженовской нефтематеринской свиты характерна радиоактивность 40 ( 50 мкр/час, что превышает радиоактивность глин без керогена (около 10 мкр/час).
При погружении этих пород до глубин около 2 ( 3км происходит перерождение керогена в нефть и газ при t = 100 ( 120 (C и давлении 15 ( 45Мпа и уплотнение глин, теряющих при этом большое количество свободной и рыхлосвязанной воды. В этих породах растут их плотность (, скорость V и удельное электрическое сопротивление (, а пористость падает. Поэтому их кровля и подошва обладают высокой отражающей способностью.
Хорошо проводящий электричество кероген находится здесь в форме комков, не создающих протяженных проводников и поэтому не сильно понижающий (, но он повышает поляризуемость породы (.
Глубже 2 ( 3 км, т.е. ниже зоны образования углеводородов, осадки уплотнены еще сильнее и их плотность доходит до 2,5 г/см3, а скорость – до 4000 м/сек. Поляризуемость здесь также повышена.
Выше зоны формирования углеводородов скорость, плотность и поляризуемость пород резко падают, а пористость растет. Сформировавшаяся нефть эвакуируется из нефтематеринских пластов по различным путям миграции.

85 Что определяет проницаемость путей миграции углеводородов?
Пути миграции нефти и газа должны быть сложены породами, обладающими значительной проницаемостью. Поскольку миграция происходит за некоторый отрезок геологического времени, проницаемость пород, слагающих пути миграции, может быть много ниже чем проницаемость коллекторов залежей, из которых можно добывать углеводороды. Путями миграции могут быть песчаные, песчано-глинистые или карбонатные (оолитовые) породы, зоны выветривания или тектонические зоны дробления. Оценка проницаемости – задача трудная и до сих пор не решенная для пород в условиях их естественного залегания. Проницаемость может зависеть от межзерновой или трещинной пористости, размера и формы пор, связи между ними, гидрофильного или гидрофобного свойства минерального скелета, степени глинизации песчаников. Особенно сложна проницаемость тектонических зон дробления, но в тектонически - активных районах она весьма велика, например в районах Сахалина, Камчатки, Курил. Не имея возможности измерить проницаемость возможных путей миграции углеводородов, некоторые из них можно проследить по сейсмическим данным. Эта возможность обеспечивается пониженной плотностью и скоростью в слагающих их породах и вызвана их повышенной пористостью. На сейсмических разрезах и особенно на разрезах мгновенных амплитуд, частот и фаз, хорошо следятся тектонические зоны дробления. Проницаемые зоны дробления прослеживаются также по их пониженным значениям УЭС ( ( ).

Литология коллекторов. Что определяет их физические свойства ?
Виды, величина пористости коллекторов и причины, её определяющие
Наилучшими проницаемостью и пористостью, равными во всех направлениях, обладают хорошо отсортированные и окатанные кварцевые коллекторы. Они меньше всех других коллекторов уплотняются со временем и имеют постоянные физические свойства в любой своей точке. 1, Кварц-полевошпатовые коллекторы имеет более низкие пористость и проницаемость из-за уплотнения пород геостатическим давлением и из-за частичной цементации порового пространства. 2, Песчано-глинистые коллекторы отличаются отсортированностью и заглинизированностью и поэтому из-за различной глинистости от точки к точке имеют различные плотность, скорость, радиоактивность, проницаемость. 3,У карбонатных известково-магнезиальных коллекторов пористость формируется в процессе диагенеза (доломитизация, тектоническое растрескивание, растворение или отложение вещества циркулирующими по трещинам растворами). Для них характерна неоднородность порового пространства и значительная доля кавернозной (закрытой, не сообщающейся) пористости. Измерение физических свойств коллекторов выполняется с помощью сейсмики (V) и ГИС ((, (, КГН) в естественном залегании пород, при сохранении термобарических условий их залегания. Эти определения точнее, чем по керну, а К ГН по керну определить вообще невозможно.

87 Нефтегазонасыщенность коллекторов и роль капиллярных сил в формировании характера ВНК.
88 Водонасыщенность и виды связи воды с поверхностью скелета коллектора. Физические свойства связянной воды.
89 Проницаемость коллекторов и причины, определяющие её величину.
Эффективная проницаемость коллекторов.
90 Где и в каких состояниях мигрируют нефть и газ? Что определяет направление её миграции?
91 Значение выделения известняка и соединений железа при формировании залежи для прямых поисков углеводорода.
92 Типы коллекторов. Что определяет их пористость, проницаемость и изменение от точки к точке?
93 Виды покрышек и причины их непроницаемости.
Для сохранения залежей углеводородов они должны перекрываться пластичными не проницаемыми породами – покрышками или флюидо-упорами. Лучшими покрышками могут быть: 1. соль – самая пластичная и непроницаемая порода. Ее
· = 2,1( 2,3г/см3, V = 3500 ( 4000м/сек, у нее высокое УЭС, низкая радиоактивность, если в ней отсутствует сильвин КCl ; 2. глина, если на глубине был невозможен отток из нее воды. Однако на глубине свыше 1км под давлением вышележащих пород и при возросшей там температуре глина лишается свободной и рыхлосвязанной воды и становится хрупкими аргиллитами. Тектоническая трещиноватость может нарушить их непроницаемость. Лучшие мелкозернистые, пластичные глины откладываются на дне глубокой (абиссальной) части бассейна, где они имеют ориентационную намагниченность. Эти мелкодисперсные глины адсорбируют U и Th и поэтому обладают радиоактивностью около 10мкр/час. Для них характерны небольшие ( от 1 до 50 омм.
·
ТАБЛИЦА 1. Физические свойства глин и аргиллитов


( г/см3
n %
Vр м/сек

Глины слабо литифицированные
Глины литифицированные
Глины интенсивно литифицированные
Аргиллит литифицированный
Аргиллит интенсивно литифицированный
2,24
2,31
2,5
2,51
2,62
22
19
10
11
4
1490
1900
2700
2250
3800


Несколько худшими покрышками могут служить также: 1.плотные и пористые известняки, приобретающие на глубине под давлением вышележащих пород некоторую текучесть; 2 хорошо сцементированные глиной песчаники.
Вторжение небольшого количества газа в покрышки снижает скорость в них, практически не снижая их плотность. Это создает ошибки в изображении кровли залежи на сейсмическом разрезе, которую иногда удается исправлять по данным гравиметрии. Глины, которые могут служить покрышками, при определенных условиях могут слагать нефтематеринские толщи, которые иногда также становятся покрышками.

Особенности физических свойств залежи УВ и вышележащих пластов, позволяющие её обнаружить по данным ГИС.

Рассмотрим физические свойства нефти, газа и пластовой воды. Нефть имеет плотность 0,75(0,98 г/см3 при t =20(С, что зависит от содержания в ней легких бензиновых и лигриновых фракций и тяжелых асфальто-смолистых фракций с плотностью ( 1г/см3. По химическому составу самые легкие составляющие – это ароматические углеводороды Cn H 2n - p (p = 6,12,36), тяжелее их нафтеновые углеводороды C2H2n-2 (циклоалканы), еще тяжелее метановые углеводороды – ряд алканов Cn H2n+2. Плотность нефти зависит также от высоты (толщины) залежи, возраста (чем старше залежь, тем нефть может быть тяжелее) и глубины залегания залежи.
Химический состав нефти влияет на вязкость нефти: самые вязкие -нафтеновые фракции, менее вязкие – ароматические и метановые фракции.
Удельное электрическое сопротивление нефти находится в пределах от 1012до 1014 омм, иногда доходит до 1016 омм (у парафинов) падает с ростом температуры.
Очищенные нефти и нефтепродукты – диэлектрики, имеющие
· = 1,8 ( 2, которая растет ростом температуры.
Скорость в нефти V = 1300(1400 м/сек. Она растет с ростом плотности и падает с ростом температуры. Коэффициент поглощения упругих колебаний ( изменяется от 2 м– 1 при ( = 20 кгц до 5,8 м–1 при ( = 90 кгц и растет с ростом вязкости.
При растворении газа в нефти скорость V в ней и её ( падают , особенно сильно на глубине.
Газы – это в основном сухие – метан (90(99%), этан, пропан, бутан и жирные – высшие гомологи метанового ряда C2H2n+2 имеется также незначительная примесь СО2, N2, H2S, аргона и гелия.
Фазовое равновесие системы нефть-газ определяется термобарическими условиями. Если температура газа выше его критической температуры tкр, то при любых давлениях он не сжижается, если же ниже tкр , то существует давление, при котором газ сжижается. При больших давлениях нефть растворяется в газе, сохраняющем при этом свое агрегатное состояние.
Акустические границы наблюдаются между породами с различной пористостью, определяющие перепады акустической жесткости (
·
· V). По данным ГИС их обнаруживают в случае перепада
· методом кажущегося сопротивления (КС) или методом радиоактивнонго каротажа (РК) по линейным коэффициентам поглощения
·- излучения. Границы, разделяющие различные флюиды, насыщающие коллектор (ГНК, ВНК) различаются по длине замедления нейтронов Ls , по времени жизни
· тепловых нейтронов и по коэффициенту теплопроводности
·. По этим данным можно построить петрофизическую модель залежи

Особенности формирования залежи УВ, влияющие на возможность их обнаружения полевыми геофизическими методами.
Условия формирования залежей нефти и газа – наличие пористых (около 10-20%) и проницаемых коллекторов (песчаников и пористых алевролитов, трещиноватых известняков и доломитов, тектонических зон дробления) и перекрывающих их непроницаемых покрышек (солей, глин, заглинизированных песчаников, плотных известняков).
Углеводороды в верхней части залежи представлены газом, ниже расположена нефть, под ней вода. Газонефтяной и водонефтяной контакты могут иметь значительную отражающую способность в случае монолитных (не слоистых) залежей с крупными поровыми каналами. В случае тонких поровых каналов вблизи ГНК и ВНК имеется переходная зона, осложняющая отражение.
Пористость коллекторов, насыщенных углеводородами, больше, чем пористость водонасыщенных коллекторов, где происходит цементация и вторичное преобразование этих пород. Коллектор консервирует нефть. На границе нефти с вмещающими её породами и с водой углеводороды разрушаются с образованием твёрдых асфальтовых битумов, запечатывающих нефть. За счёт бтльшей плотности и скорости в заполненных водой частей коллектора по сравнению с нефтью формируется большая отражающая способность границ. Кроме того, около ВНК иногда отлагаются карбонаты, выделяющиеся при прекращении движения растворов углеводородов в воде. Они также создают корочку, также увеличивающую акустическую контрастность ВНК.
Акустические границы наблюдаются между породами с различной пористостью, определяющие перепады акустической жесткости (
·
· V). По данным ГИС их обнаруживают в случае перепада
· методом кажущегося сопро-тивления (КС) или методом радиоактивнонго каротажа (РК) по линейным коэффициентам поглощения
·- излучения. Границы, разделяющие различ-ные флюиды, насыщающие коллектор (ГНК, ВНК) различаются по длине замедления нейтронов Ls , по времени жизни
· тепловых нейтронов и по коэффициенту теплопроводности
·. По этим данным можно построить петрофизическую модель залежи (рис. 8.1).
Акустические границы наблюдаются между породами с различной пористостью, определяют перепады акустической жесткости (
·
· V). По данным ГИС их обнаруживают в случае перепада
· методом кажущегося сопротивления (КС) или методом радиоактивнонго каротажа (РК) по линейным коэффициентам поглощения
·- излучения. Границы, разделяющие различные флюиды, насыщающие коллектор (ГНК, ВНК) различаются по длине замедления нейтронов Ls , по времени жизни
· тепловых нейтронов и по коэффициенту теплопроводности
·. По этим данным можно построить петрофизическую модель залежи

Петрофизические модели залежей нефти .




Приложенные файлы

  • doc 25235955
    Размер файла: 150 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий