Содержание

Об авторах

Благодарность

Предисловие к первому изданию

Единицы измерения

ГЛАВА 1. Введение в минералогию

Минеральный состав горных пород - обзор

Свойства частиц осадочных пород

Развитие петрофизики и ее использование

Цели и построение данной книги

ГЛАВА 2. Введение в геологию нефти и газа

Обзор строения Земли

Геология осадочных пород

Происхождение нефти

Миграция и аккумуляция углеводородов

Свойства пластовых флюидов

Градиент гидростатического давления

Градиент литостатического давления

Геотермический градиент

Пластовые воды нефтяных месторождений

Нефть и газ

Химия нефти и газа

ГЛАВА 3. Пористость и проницаемость

Пористость

Факторы, определяющие величину пористости

Геолого-промысловая классификация пористости

Геологическая классификация пористости

Визуальное описание пористости карбонатных пород

Флюидонасыщенность

Использование количественных значений пористости

Проницаемость

Классификация проницаемостей

Факторы, влияющие на величину проницаемости

Взаимосвязь пористости и проницаемости

Корреляционная зависимость Козени

Концепция фильтрационных ячеек

Математическая теория фильтрационных ячеек

Удельная поверхность

Коэффициенты, характеризующие фильтрационные ячейки

Влияние упаковки зерен породы на ее проницаемость

Влияние водонасыщенности на проницаемость

Проницаемость по ЯМР-каротажу

Зависимости проницаемость-пористость в карбонатных породах

Зависимость проницаемости от направления

Неоднородность пласта-коллектора

Распределение свойств породы по пласту

Распределение проницаемости и пористости

Проницаемость по данным испытания скважин

Метод статистического зонирования

ГЛАВА 4

Удельное сопротивление породы и водонасыщенность

Параметр пористости

Измерение сопротивлений

Определение удельного сопротивления пластовой воды

Связь между FR и пористостью

Корреляции между FR и извилистостью

Связь FR породы-коллектора со степенью цементации

Теоретический расчет FR

Корреляция между FR и водонасыщенностью

Корреляция между FR и проницаемостью

Удельное сопротивление глинистых коллекторов

Водонасыщенность глинистых коллекторов

Приблизительный учет глинистости

Обобщенная зависимость для учета глинистости

Фильтрационные ячейки в глинистых песчаниках

Оценка глинистых пород-коллекторов на основании лабораторных данных

Оценка глинистых пород-коллекторов по данным ГИС

Оценка пласта

Анализ керна

Анализ данных ГИС

ГЛАВА 5

Капиллярное давление

Вывод уравнения капиллярного давления

Капиллярный подъем

Капиллярное давление и J-функция

Измерение капиллярного давления при помощи полупроницаемой мембраны

Измерение капиллярного давления методом нагревания ртути

Измерение капиллярного давления центрифугированием

Лабораторная методика

Расчет капиллярного давления по результатам центрифугирования

Предельная скорость центрифуги

Приближенное вычисление насыщенности на входном торце образца

Точное аналитическое вычисление насыщенностей на входном торце керна

Распределение пор по размерам

Распределение насыщенностей в пласте-коллекторе по вертикали

Капиллярное число

ГЛАВА 6

Смачиваемость

Межфазное поверхностное натяжение

Краевой угол смачивания

Измерение краевых углов смачивания методом лежащей капли

Измерение краевых углов смачивания по методу пластины Вильгелми

Химические свойства поверхности

Оценка смачиваемости

Показатель смачиваемости Амотта

Показатель смачиваемости по методике Горного бюро США (индекс USBM)

Комбинированное определение смачиваемости методами Амотта-Горного бюро США

Испытание на смачиваемость по методу самопроизвольного впитывания

Энергия вытеснения флюида

Межфазная активность на контактах вода-нефть-порода

Влияние смачиваемости на нефтеотдачу

Влияние минерализации воды на коэффициент извлечения нефти

Изменение смачиваемости

Обработка породы

Добавление флюидо-растворимых соединений в воду и нефть

Выдерживание (созревание) системы нефть-минерализованная вода-порода

Влияние температуры и давления

Восстановление начальной смачиваемости

Влияние смачиваемости породы на ее электрические свойства

ГЛАВА 7

Применение закона Дарси

Закон Дарси

Линейное движение несжимаемых флюидов

Линейное движение газа

Законы Дарси и Пуазейля

Линейное движение флюидов по трещинам и каналам

Движение по трещинам

Движение флюидов по каналам растворения

Радиальное движение флюидов в пористых системах

Установившееся движение

Псевдоустановившийся режим

Радиальное ламинарное движение газа

Турбулентное течение газа

Линейное турбулентное течение

Трение при движении флюидов в пористых породах

Турбулентное радиальное течение

Породы, неоднородные по проницаемости

Слоистые пласты с перетоком флюидов

Слоистые пласты без перетока флюидов

Системы линейного движения флюидов

Системы радиального движения флюидов

ГЛАВА 8

Природные трещиноватые коллекторы

Введение

Проницаемость карбонатных пород и ее происхождение

Геологическая классификация естественных трещин

Инженерная классификация коллекторов с естественной трещиноватостью

Признаки естественных трещин

Визуальный анализ трещин

Петрофизические свойства естественно трещиноватых пород

Определение трещинной пористости

Коэффициент соотношения пористостей

Индекс интенсивности трещиноватости

Зависимости проницаемость-пористость для систем с двойной пористостью

Взаимосвязь пористости и проницаемости в естественно трещиноватых коллекторах типа 1

Определение трещинной пористости и ширины трещин по керну

Удельная поверхность трещин

Влияние формы трещин

Гидравлический радиус трещины

Естественно трещиноватые коллекторы типа 2

Моделирование движения флюидов в трещинах

Площадь поверхности трещин

Флюидоемкость трещин

Проводимость трещины

Характеристика естественных трещин по данным

испытания скважин

ГЛАВА 9

Влияние механических напряжений пород-коллекторов на их свойства

Взаимоотношение статическое напряжение-деформация

Анализ напряжений

Анализ деформаций

Двумерные системы напряжение-деформация

Деформации горных пород

Закон Гука

Диаграммы напряжение-деформация

Диаграмма Мора

Динамические упругие свойства

Прочность и твердость горных пород

Твердость горных пород

Сжимаемость пористых пород

Сжимаемость порового пространства

Эффективность противодействия порового давления механическим напряжениям

Влияние сжимаемости порового пространства на подсчет запасов

Преобразование лабораторных данных в пластовые данные

Влияние механических напряжений на керновые данные

Влияние напряжений на пористость

Влияние напряжений на проницаемость породы-коллектора

Влияние механических напряжений на удельное сопротивление пород

Взаимосвязь пористость-проницаемость-напряжение

Влияния механических напряжений на трещиноватость пород

Влияние коэффициента Пуассона на величину градиента гидроразрыва

Градиент гидроразрыва в морских скважинах

Влияние коэффициента Пуассона на размеры трещины

Распределение напряжений в недрах

Разрушение пород в результате изменения напряжений

Изменение поля напряжений вследствие истощения

пласта и восстановления пластового давления

Соотношение напряжений в стволе скважины

Оценка критического скважинного давления в вертикальной скважине

Критическое скважинное давление в горизонтальных скважинах

Критическое поровое давление

Пример добычи из пласта-коллектора Северного моря

Пористость пласта-коллектора как индикатор прочности при прогнозе выноса песка

ГЛАВА 10

Взаимодействие флюид-порода

Значение проницаемости околоскважинной зоны

Природа нарушения проницаемости

Происхождение нарушений проницаемости

Типы нарушения проницаемости

Влияние перемещения мелких частиц по пласту на его проницаемость

Типы и размеры мелких частиц

Перемещение мелких частиц

Движение привнесенных мелких частиц

Концепция критической скорости

Защемление и осаждение на поверхности

Транспортировка частиц флюидом и закупорка пор

Идентификация механизмов ухудшения проницаемости

Ухудшение проницаемости из-за привнесенных извне твердых частиц

Ухудшение проницаемости, вызываемое мелкими частицами породы коллектора

Влияние качества воды на проницаемость

Нарастание наружной фильтрационной корки

Нарастание внутренней фильтрационной корки

Снижение приемистости из-за закупорки перфорационных каналов

Повреждение пласта из-за заполнения ствола скважины твердыми частицами

Исследование кернов посредством фильтрации через мембрану

Фильтрация флюидов через образец

ПРИЛОЖЕНИЕ

Определение свойств пород и флюидов

ЭКСПЕРИМЕНТ 1

Определение содержания флюидов в породе ретортным методом

ЭКСПЕРИМЕНТ 2

Измерение насыщенности методом экстрагирования

ЭКСПЕРИМЕНТ 3

Плотность, удельный вес и плотность в градусах АНИ

Аппаратура и методика

Измерение плотности в градусах АНИ

Вестфальские весы

ЭКСПЕРИМЕНТ 4

Удельный вес и относительная плотность газов

ЭКСПЕРИМЕНТ 5

Вязкость

Вискозиметр Кэннона-Фенске

ЭКСПЕРИМЕНТ 6

Люминесценция

ЭКСПЕРИМЕНТ 7

Абсолютная и эффективная пористость

Абсолютная пористость породы

исходя из объема ее зерен

Объем зерен породы и ее общий объем

Эффективная пористость

Измерение пористости нагреванием ртути

Измерение пористости методом сжатия/расширения газа

Статистическая оценка данных о пористости

ЭКСПЕРИМЕНТ 8

Распределение частиц по размерам

Методика ситового анализа

ЭКСПЕРИМЕНТ 9

Площадь поверхности зерен осадков

ЭКСПЕРИМЕНТ 10

Абсолютная проницаемость

Измерение абсолютной проницаемости с использованием жидкости

Измерение абсолютной проницаемости с помощью газа

Влияние горного давления на абсолютную проницаемость

ЭКСПЕРИМЕНТ 11

Проверка эффекта Клинкенберга

ЭКСПЕРИМЕНТ 12

Относительная проницаемость

ЭКСПЕРИМЕНТ 13

Основные петрофизические параметры, получаемые по данным ГИС

ЭКСПЕРИМЕНТ 14

Поверхностное и межфазное натяжение

ЭКСПЕРИМЕНТ 15

Капиллярное давление

Подготовка кернов для измерения капиллярного давления

 Метод нагнетания ртути

 Метод пористой мембраны

 Метод центрифуги

ЭКСПЕРИМЕНТ 16

Распределение пор по размерам

ЭКСПЕРИМЕНТ 17

Определение коэффициентов Z для неидеальных газов

Уравнение Ван-дер-Ваальса

ЭКСПЕРИМЕНТ 18

Твердый осадок и вода

ЭКСПЕРИМЕНТ 19

Испытание пород на прочность созданием сосредоточенной нагрузки

Вспомогательные операции и оборудование

Сохранение кернов

Синтетические соляные растворы

Грузопоршневой калибратор манометров

Методика калибровки

Литература

Предметный указатель