Об авторах


ХIХ


Благодарность


XXI


Предисловие к первому изданию


XXIII


Единицы измерения


XXVII


ГЛАВА 1


Введение в минералогию


1


Минеральный состав горных пород-обзор


2


Свойства частиц осадочных пород


15


Развитие петрофизики и ее использование


19


Цели и построение данной книги


21


ГЛАВА 2


Введение в геологию нефти и газа


27


Обзор строения Земли


27


Геология осадочных пород


34


Происхождение нефти


43


Миграция и аккумуляция углеводородов


46


Свойства пластовых флюидов


50


Градиент гидростатического давления


50


Градиент литостатического давления


51


Геотермический градиент


52


Пластовые воды нефтяных месторождений


55


Нефть и газ


62


Химия нефти и газа


68


ГЛАВА 3


Пористость и проницаемость


83


Пористость


84


Факторы, определяющие величину пористости


85


Геолого-промысловая классификация пористости


86


Геологическая классификация пористости


87


Визуальное описание пористости карбонатных пород


89


Флюидонасыщенность


92


Использование количественных значений пористости


92


Проницаемость


94


Классификация проницаемостей


95


Факторы, влияющие на величину проницаемости


96


Взаимосвязь пористости и проницаемости


99


Корреляционная зависимость Козени


100


Концепция фильтрационных ячеек


106


Математическая теория фильтрационных ячеек


108


Удельная поверхность


110


Коэффициенты, характеризующие фильтрационные ячейки


114


Влияние упаковки зерен породы на ее проницаемость


124


Влияние водонасыщенности на проницаемость


125


Проницаемость по ЯМР-каротажу


127


Зависимости проницаемость-пористость в карбонатных породах


129


Зависимость проницаемости от направления


139


Неоднородность пласта-коллектора


152


Распределение свойств породы по пласту


154


Распределение проницаемости и пористости


155


Проницаемость по данным испытания скважин


172


Метод статистического зонирования


177



ГЛАВА 4


Удельное сопротивление породы и водонасыщенность


193


Параметр пористости


194


Измерение сопротивлений


194


Определение удельного сопротивления пластовой воды


196


Связь между FR и пористостью


206


Корреляции между FR и извилистостью


207


Связь FR породы-коллектора со степенью цементации


208


Теоретический расчет FR


212


Корреляция между FR и водонасыщенностью


217


Корреляция между FR и проницаемостью


226


Удельное сопротивление глинистых коллекторов


229


Водонасыщенность глинистых коллекторов


229


Приблизительный учет глинистости


235


Обобщенная зависимость для учета глинистости


235


Фильтрационные ячейки в глинистых песчаниках


239


Оценка глинистых пород-коллекторов на основании лабораторных данных


243


Оценка глинистых пород-коллекторов по данным ГИС


265


Оценка пласта


267


Анализ керна


267


Анализ данных ГИС


269



ГЛАВА 5


Капиллярное давление


295


Вывод уравнения капиллярного давления


296


Капиллярный подъем


301


Капиллярное давление и J-функция


302


Измерение капиллярного давления при помощи полупроницаемой мембраны


305


Измерение капиллярного давления методом нагревания ртути


308


Измерение капиллярного давления центрифугированием


312


Лабораторная методика


312


Расчет капиллярного давления по результатам центрифугирования


314


Предельная скорость центрифуги


317


Приближенное вычисление насыщенности на входном торце образца


318


Точное аналитическое вычисление насыщенностей на входном торце керна


321


Распределение пор по размерам


326


Распределение насыщенностей в пласте-коллекторе по вертикали


328


Капиллярное число


334



ГЛАВА 6


Смачиваемость


341


Межфазное поверхностное натяжение


343


Краевой угол смачивания


343


Измерение краевых углов смачивания методом лежащей капли


345


Измерение краевых углов смачивания по методу пластины Вильгелми


347


Химические свойства поверхности


349


Оценка смачиваемости


352


Показатель смачиваемости Амотта


353


Показатель смачиваемости по методике Горного бюро США (индекс USBM)


355


Комбинированное определение смачиваемости методами Амотта-Горного бюро США


357


Испытание на смачиваемость по методу самопроизвольного впитывания


358


Энергия вытеснения флюида


360


Межфазная активность на контактах вода-нефть-порода


363


Влияние смачиваемости на нефтеотдачу


365


Влияние минерализации воды на коэффициент извлечения нефти


371


Изменение смачиваемости


371


Обработка породы


372


Добавление флюидо-растворимых соединений в воду и нефть


372


Выдерживание (созревание) системы нефть-минерализованная вода-порода


375


Влияние температуры и давления


376


Восстановление начальной смачиваемости


379


Влияние смачиваемости породы на ее электрические свойства


379



ГЛАВА 7


Применение закона Дарси


395


Закон Дарси


396


Линейное движение несжимаемых флюидов


397


Линейное движение газа


400


Законы Дарси и Пуазейля


404


Линейное движение флюидов по трещинам и каналам


405


Движение по трещинам


407


Движение флюидов по каналам растворения


411


Радиальное движение флюидов в пористых системах


414


Установившееся движение


415


Псевдоустановившийся режим


417


Радиальное ламинарное движение газа


427


Турбулентное течение газа


433


Линейное турбулентное течение


433


Трение при движении флюидов в пористых породах


440


Турбулентное радиальное течение


446


Породы, неоднородные по проницаемости


449


Слоистые пласты с перетоком флюидов


450


Слоистые пласты без перетока флюидов


451


Системы линейного движения флюидов


456


Системы радиального движения флюидов


456



ГЛАВА 8


Природные трещиноватые коллекторы


467


Введение


467


Проницаемость карбонатных пород и ее происхождение


469


Геологическая классификация естественных трещин


469


Инженерная классификация коллекторов с естественной трещиноватостью


471


Признаки естественных трещин


473


Визуальный анализ трещин


479


Петрофизические свойства естественно трещиноватых пород


480


Определение трещинной пористости


481


Коэффициент соотношения пористостей


484


Индекс интенсивности трещиноватости


489


Зависимости проницаемость-пористость для систем с двойной пористостью


493


Взаимосвязь пористости и проницаемости в естественно трещиноватых коллекторах типа 1


495


Определение трещинной пористости и ширины трещин по керну


496


Удельная поверхность трещин


500


Влияние формы трещин


502


Гидравлический радиус трещины


503


Естественно трещиноватые коллекторы типа 2


505


Моделирование движения флюидов в трещинах


507


Площадь поверхности трещин


507


Флюидоемкость трещин


508


Проводимость трещины


508


Характеристика естественных трещин по данным


испытания скважин


510



ГЛАВА 9


Влияние механических напряжений пород-коллекторов на их свойства


527


Взаимоотношение статическое напряжение-деформация


529


Анализ напряжений


529


Анализ деформаций


532


Двумерные системы напряжение-деформация


533


Деформации горных пород


534


Закон Гука


535


Диаграммы напряжение-деформация


543


Диаграмма Мора


546


Динамические упругие свойства


550


Прочность и твердость горных пород


552


Твердость горных пород


556


Сжимаемость пористых пород


558


Сжимаемость порового пространства


558


Эффективность противодействия порового давления механическим напряжениям


562


Влияние сжимаемости порового пространства на подсчет запасов


566


Преобразование лабораторных данных в пластовые данные


568


Влияние механических напряжений на керновые данные


571


Влияние напряжений на пористость


572


Влияние напряжений на проницаемость породы-коллектора


574


Влияние механических напряжений на удельное сопротивление пород


575


Взаимосвязь пористость-проницаемость-напряжение


577


Влияния механических напряжений на трещиноватость пород


591


Влияние коэффициента Пуассона на величину градиента гидроразрыва


592


Градиент гидроразрыва в морских скважинах


595


Влияние коэффициента Пуассона на размеры трещины


603


Распределение напряжений в недрах


607


Разрушение пород в результате изменения напряжений


613


Изменение поля напряжений вследствие истощения


пласта и восстановления пластового давления


614


Соотношение напряжений в стволе скважины


616


Оценка критического скважинного давления в вертикальной скважине


616


Критическое скважинное давление в горизонтальных скважинах


618


Критическое поровое давление


620


Пример добычи из пласта-коллектора Северного моря


620


Пористость пласта-коллектора как индикатор прочности при прогнозе выноса песка


624



ГЛАВА 10


Взаимодействие флюид-порода


641


Значение проницаемости околоскважинной зоны


641


Природа нарушения проницаемости


644


Происхождение нарушений проницаемости


645


Типы нарушения проницаемости


647


Влияние перемещения мелких частиц по пласту на его проницаемость


655


Типы и размеры мелких частиц


655


Перемещение мелких частиц


662


Движение привнесенных мелких частиц


677


Концепция критической скорости


677


Защемление и осаждение на поверхности


678


Транспортировка частиц флюидом и закупорка пор


681


Идентификация механизмов ухудшения проницаемости


686


Ухудшение проницаемости из-за привнесенных извне твердых частиц


687


Ухудшение проницаемости, вызываемое мелкими частицами породы коллектора


693


Влияние качества воды на проницаемость


698


Нарастание наружной фильтрационной корки


701


Нарастание внутренней фильтрационной корки


704


Снижение приемистости из-за закупорки перфорационных каналов


706


Повреждение пласта из-за заполнения ствола скважины твердыми частицами


708


Исследование кернов посредством фильтрации через мембрану


710


Фильтрация флюидов через образец


713


ПРИЛОЖЕНИЕ


Определение свойств пород и флюидов


727



ЭКСПЕРИМЕНТ 1


Определение содержания флюидов в породе ретортным методом


728



ЭКСПЕРИМЕНТ 2


Измерение насыщенности методом экстрагирования


732



ЭКСПЕРИМЕНТ 3


Плотность, удельный вес и плотность в градусах АНИ


736


Аппаратура и методика


737


Измерение плотности в градусах АНИ


737


Вестфальские весы


738



ЭКСПЕРИМЕНТ 4


Удельный вес и относительная плотность газов


740



ЭКСПЕРИМЕНТ 5


Вязкость


743


Вискозиметр Кэннона-Фенске


744



ЭКСПЕРИМЕНТ 6


Люминесценция


747



ЭКСПЕРИМЕНТ 7


Абсолютная и эффективная пористость


750


Абсолютная пористость породы


исходя из объема ее зерен


751


Объем зерен породы и ее общий объем


752


Эффективная пористость


753


Измерение пористости нагреванием ртути


753


Измерение пористости методом сжатия/расширения газа




754


Статистическая оценка данных о пористости


756



ЭКСПЕРИМЕНТ 8


Распределение частиц по размерам


760


Методика ситового анализа


763



ЭКСПЕРИМЕНТ 9


Площадь поверхности зерен осадков


766



ЭКСПЕРИМЕНТ 10


Абсолютная проницаемость


773


Измерение абсолютной проницаемости с использованием жидкости


773


Измерение абсолютной проницаемости с помощью газа


775


Влияние горного давления на абсолютную проницаемость


776



ЭКСПЕРИМЕНТ 11


Проверка эффекта Клинкенберга


782



ЭКСПЕРИМЕНТ 12


Относительная проницаемость


785



ЭКСПЕРИМЕНТ 13


Основные петрофизические параметры, получаемые по данным ГИС


794



ЭКСПЕРИМЕНТ 14


Поверхностное и межфазное натяжение


800



ЭКСПЕРИМЕНТ 15


Капиллярное давление


804


Подготовка кернов для измерения капиллярного давления


805


Метод нагнетания ртути


806


Метод пористой мембраны


806


Метод центрифуги


808



ЭКСПЕРИМЕНТ 16


Распределение пор по размерам


819



ЭКСПЕРИМЕНТ 17


Определение коэффициентов Z для неидеальных газов


823


Уравнение Ван-дер-Ваальса


824



ЭКСПЕРИМЕНТ 18


Твердый осадок и вода


827



ЭКСПЕРИМЕНТ 19


Испытание пород на прочность созданием сосредоточенной нагрузки


829


Вспомогательные операции и оборудование


832


Сохранение кернов


832


Синтетические соляные растворы


834


Грузопоршневой калибратор манометров


835


Методика калибровки


835


Литература


836


Предметный указатель


837