 |
Сегрегация нефти и газа. и вытеснение нефти из коллектора. Классы нефти
|
|
|
|
Сегрегация нефти и газа
и вытеснение нефти из коллектора
Когда нефть попадает в ловушку, она вытесняет оттуда соленую воду, оставшуюся от древнего моря. Нефть всплывает на поверхность соленой воды с той же легкостью, что и на поверхность чистой воды (крупные разливы нефти в море показывают, что это действительно так). Поэтому нефть и газ продолжают перемещаться вверх, оставляя соленую воду в нижней части породы-коллектора (рис. 3. 8). Газ еще легче, чем нефть, поэтому он обычно находится в самых верхних частях ловушки. Нефть, а также нефть с растворенным газом располагаются ниже, чем чистый газ. Соленая вода находится под нефтью.
Поскольку вода с растворенной солью тяжелее, чем нефть, она не вытесняется полностью из пространства пор ловушки. Оставшаяся вода, которая называется - реликтовой водой , заполняет меньшее пространство пор или образует пленку на поверхности частиц или зерен горной породы. Нефть и газ, таким образом, располагаются в порах, покрытых этой пленкой. Вот почему вода с растворенной солью часто поступает из скважины вместе с нефтью или газом. Когда нефть и газ попадают в ствол скважины, а затем поднимаются к поверности, они увлекают вместе с собой реликтовую воду.
Что же является движущей силой, которая заставляет жидкость из горной породы перемещаться в ствол скважины? Иногда это перепад давления. Жидкости перемещаются из областей с более высоким давлением в области с более низким давлением. Давление в стволе скважины ниже, чем в окружающих слоях горной породы, поэтому нефть, газ и вода текут туда.
Вода также вносит свой вклад в этот процесс. Если в верху коллектора происходит сброс давления, вода начинает снизу подталкивать вышележащие слои нефти и газа в направлении ствола скважины. Такая ситуация называется - водонапорным режимом. Аналогично действует и газонапорный режим. Газ сосуществует с водой и нефтью в коллекторах в двух основных видах — как растворенный газ и как свободный газ. Природный газ остается в растворенном состоянии, если давление достаточно высоко, а температура достаточно низка. Когда нефть выходит на поверхность и давление сбрасывается с помощью разделительного оборудования, газ выделяется из раствора. Свободный газ обычно накапливается в верхней структурной области коллектора, где образует газовую шапку. В случае газонапорного режима ствол скважины пробуривают внутрь слоя нефти. По мере уменьшения количества нефти газ расширяется, сбрасывая давление, и заставляет нефть двигаться в сторону ствола скважины.
|
|
|
При эксплуатации скважины предпочтителен газ в растворенном состоянии. До тех пор пока в коллекторе имеется свободный газ в виде газовой шапки, нефть в коллекторе остается насыщен-ной растворенным газом. Наличие растворенного газа понижает вязкость (или текучесть) нефти и облегчает ее поступление к стволу скважины.
Классы нефти
Один из основных способов классификации нефти — это классификация согласно плотности по АРI. Плотность по АРI — это величина, которую определяют по формуле, предложенной Американским институтом нефти (Аmtrican Petroleum Institute, API). Основными факторами, от которых зависит плотность сырой нефти, являются, по-видимому, температура и давление ее образования. В большей части осадочных бассейнов нефть становится легче с увеличением глубины (следовательно, плотность по АРI повышается). Более старые, глубже залегающие горные породы обычно характеризуются высокими величинами плотности по АР1, а более молодые, неглубоко залегающие пласты - низкими. Эти величины имеют важное значение для оценки возможностей продажи конкретного класса нефти.
|
|
|
Другим важным пунктом классификации нефти и газа, поступающих в продажу, является количество примесей в них. Примеси присутствуют как отдельные свободные молекулы или как атомы, присоединенные к более крупным молекулам углеводородов. Наиболее широко распространенная примесь, сопутствующая сырой нефти и газу, - это сера. Сера является сильно коррозионно-агрессивной примесью, которую необходимо специально удалять на нефтеперерабатывающем заводе. Поэтому цена на высокосернистую нефть оказывается ниже, чем на нефть с низким содержанием серы. Кроме того, сера может представлять опасность при бурении скважин, если она присутствует в виде сероводорода — смертельно опасного газа, который может убить человека всего за 10 секунд.
Образование, перемещение и накопление нефти являются крайне неэффективными процессами. Всего около 2% органического вещества, рассредоточенного в мелкозернистых горных породах, превращается в нефть или газ и только 0, 5% собирается в коллекторах, пригодных для промышленной добычи.
Мировой объем рассредоточенных углеводородов примерно в 200 раз превышает их объем в коллекторах. В частности, это вызвано тем, что породы-коллекторы занимают меньше места в земной коре, чем все осадочные породы, вместе взятые. В предполагаемых областях нефтеносных бассейнов соотношение составляет от 10: 1 до 100: 1.
Наконец, для того чтобы коллектор стал продуктивным, должны быть несколько условий:
- присутствие ловушки, чтобы преграждать путь нефти и газу;
- достаточные толщина и протяженность коллектора и достаточный объем пор для накопления значительного объема углеводородов;
- возможность выхода жидкости и газа из коллектора с достаточной скоростью, после того как он будет открыт для добычи;
- самое важное: количество нефти и газа должно быть достаточным для обеспечения коммерческой эффективности всего предприятия.
Если эти условия выполняются, можно приступать к разработке месторождения.
|
|
|
