Пластовые воды это: Что такое пластовые воды – Картина дня – Коммерсантъ

Классификация и состав пластовых вод

Классификация и состав пластовых вод

Пластовые воды классифицируют по нескольким показателям:

• месту залегания;
• химическому составу;
• содержанию солей и концентрации.

Классификация по месту залегания

Подземные воды разделяют на ненапорные, пластовые напорные и технические. Ненапорные — это грунтовые воды, обычно слабоминерализованные или пресные, которые залегают выше первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на водоупорном слое. Пластовые напорные воды бывают:

• краевые, располагаются по внешнему и внутреннему краю продуктивного пласта;
• подошвенные, залегают в плоскости под залежью нефти;
• промежуточные, расположены внутри нефтеносного пласта;
• верхние и нижние, находятся над и под нефтеносным пластом и никак не взаимодействуют с ним;
• тектонические, движутся из области высокого давления в низкое по геотектоническим трещинам земной коры.

Классификация по химическому составу

В зависимости от места залегания, пластовые воды характеризуются неоднородным химическим составом. Среди химических элементов, которыми насыщены воды месторождений, преобладают натрий, калий, магний, кальций, железо, алюминий, хлор, сера, азот, бром, йод, кислород, углерод, водород. Эти элементы присутствуют в водах в виде солей:

• хлоридов натрия, калия, магния, кальция;
• сульфатов кальция, магния, натрия;
• карбонатов натрия, калия, кальция, магния;
• гидрокарбонатов натрия, калия;
• сульфидов железа и кальция.

Также в пластовых водах содержатся растворенные газы, основными из которых являются азот, углекислый газ и сероводород.

Классификация по солевому составу и минерализации

Пластовые воды характеризуются большой концентрацией солей. По степени минерализации воды месторождений делятся на пять групп:

• Хлоридно-натриевые, концентрация > 100 г/л.
• Хлоридно-кальциевые, концентрация > 100 г/л.
• Хлоридно-натриевые, концентрация 100-50 г/л.
• Хлоридно-натриевые, концентрация 50-10 г/л.
• Хлоридно-натриевые, концентрация 10-1 г/л.

Они содержат большое количество хлора, натрия, йода, брома, аммония, сероводорода, соли нафтеновых кислот и растворенные углеводородные газы.

Характеристики и состав пластовой воды

К базовым характеристикам пластовых вод, по которым следует ориентироваться при их дальнейшей обработке, является общая минерализация воды, содержание основных ионов и прочие показатели. Минерализация и химический состав воды в большой степени влияет на ее физические свойства.

Таблица 1. Состав пластовых вод

Характеристика	Показатели
Плотность воды при 20 °С	1,121 г/см³
рН	5,7
Минерализация	172,3 г/дм³
HCO₃⁻	73,33 мг/дм³
Cl⁻	105506,12 мг/дм³
SO₄²⁻	267,58 мг/дм³
Са²⁺	11664,78 мг/дм³
Mg²⁺	3145,8 мг/дм³
Na⁺ + K⁺	51413 мг/дм³
Fе общ.	1,30 мг/дм³

Высокая степень минерализации придает водам способность к вымыванию, что делает их особенно эффективными для закачивания обратно в пласт. С другой стороны, высоко минерализованная вода вызывает осадок солей в призабойной зоне пласта, чем снижает его проницаемость.

2.5. Пластовые воды нефтяных и газовых месторождений

Вода
— неизменный спутник нефти и газа. В
месторождении она залегает в тех же
пластах, что и нефтяная или газовая
залежь, а также в собственно водоносных
пластах (горизонтах). В процессе разработки
вода может внедряться в нефтяную или
газовую залежь, продвигаясь по
нефтегазоносному пласту, или поступать
в скважины из других водоносных
горизонтов. В соответствии с принятой
технологией разработки вода может
закачиваться в залежь и перемещаться
по пластам. Чтобы разобраться, какая
вода появилась в пласте и скважинах,
промысловый геолог должен хорошо знать,
в каких видах она может залегать в недрах
нефтяных и газовых месторождений, и ее
свойства.

Формы
залегания воды в породах.

В
горных породах вода находится в
субкапиллярных, капиллярных и
сверхкапиллярных пустотах. В зависимости
от размера пустот она находится в
различных формах (рис. 6 ).

В
субкапиллярных пустотах вода обволакивает
минеральные частицы и как бы входит в
состав минералов. На поверхности
минерального основания находится
связанная вода, образующая два слоя.
Непосредственно поверхность минералов
обволакивается адсорбированной водой
слоем в несколько молекул. Эта вода
удерживается очень большим давлением
(до 1000 МПа) и по свойствам близка к
твердому телу. Слой адсорбированной
воды покрывается слоем рыхлосвязанной
литосорбированной
воды, толщина которого может достигать
нескольких сот диаметров молекул. В
поровом пространстве в местах сближения
минеральных частиц появляется так
называемая стыковая
(пендулярная)
вода, которая в свою очередь отделяет
от основной массы сорбционно-замкнутую
(капельно-жидкую) воду.

В
капиллярных пустотах находится
капиллярная
вода.
При сплошном заполнении пор она может
передавать гидростатическое давление,
при частичном заполнении подчиняется
лишь менисковым силам. В сверхкапиллярных
пустотах в капельно-жидком состоянии
находится свободная гравитационная
вода. Эта вода свободно передвигается
под действием гравитационных сил и
передает гидростатическое давление.
Именно она замещается нефтью и газом
при формировании залежей. Субкапиллярная
часть капиллярной воды и вода, оставшаяся
в сверхкапиллярных пустотах после
образования залежей нефти или газа,
составляют остаточную воду
нефтегазонасыщенных пород.

Подземные
воды попадают в горные породы как в
процессе осадконакопления (седиментационные
воды), так и в результате последующего
проникновения их в формирующиеся или
уже сформировавшиеся горные породы
(инфильтрационные
и элизионные
воды).

Инфильтрационные
воды
попадают в фильтрационные водонапорные
системы за счет поступления атмосферных
осадков, речных, озерных и морских вод.
Проникая в пласты-коллекторы, они
движутся от зоны питания к зоне разгрузки.

Элизионные
воды
— это воды, попадающие в водоносные или
нефтеносные пласты (горизонты) в
элизионных водонапорных системах
вследствие выжимания поровых вод из
уплотняющихся осадков и пород-неколлекторов
при увеличивающейся в процессе
осадконакопления геостатической
нагрузке (см. главу VII).

При
инфильтрационных и элизионных процессах
вследствие смешения вод, а также
выщелачивания горных пород состав воды
и по площади отдельного пласта, и по
разрезу месторождения меняется.

Виды
вод нефтяных и газовых месторождений.
С позиций промысловой геологии воды
нефтяных и газовых месторождений делятся
на собственные, чуждые и техногенные
(искусственно введенные в пласт).

К
собственным относятся остаточные и
пластовые напорные воды, залегающие в
нефтегазоносном пласте (горизонте).

Собственные
пластовые воды
— один из основных природных видов вод
месторождений УВ. Они подразделяются
на контурные
(краевые), подошвенные
и промежуточные.

Контурными
называются
воды, залегающие за внешним контуром
нефтеносности залежи.

Подошвенной
называется
вода, залегающая под ВНК (ГВК).

К
промежуточным
относятся
воды водоносных пропластков, иногда
залегающих внутри нефтегазоносных
пластов.

К
чужим (посторонним)
относятся
воды верхние и нижние, грунтовые,
тектонические.

Верхними
называются
воды водоносных горизонтов (пластов),
залегающих выше данного нефтегазоносного,
а нижними
— воды
всех горизонтов (пластов), залегающих
ниже его.

К
грунтовой
относится
гравитационная вода первого от поверхности
земли постоянного горизонта (расположенного
на первом водоупорном слое), имеющая
свободную поверхность.

Тектоническими
называют
воды, циркулирующие в зонах нефтегазоносности
по дизъюнктивным нарушениям.
Эти воды могут проникать в нефтегазоносные
пласты и вызывать обводнение скважин
при разработке залежей.

Искусственно
введенными, или техногенными,
называют
воды, закачанные в пласт для поддержания
пластового давления, а также попавшие
при бурении скважин (фильтрат промывочной
жидкости) или при ремонтных работах.

Основную
массу природных вод нефтяных и газовых
месторождений составляют более или
менее минерализованные воды.

Состав
и свойства пластовых вод имеют большое
значение для разработки залежей нефти
и газа и их добычи, так как от них зависит
течение многих процессов в дренируемом
пласте. Поэтому их значение позволяет
намечать более эффективные мероприятия
по контролю и регулированию разработки
и эксплуатации скважин и промысловых
систем. Все это заставляет уделять
большое внимание вопросам состава и
физических свойств подземных вод.

Химическая
классификация подземных вод.
Под химическим составом воды понимают
состав растворенных в ней химических
веществ. Существует ряд химических
классификаций подземных вод (С.А.
Щукарева, О.А. Алекина, Ч.Пальмера, В.И.
Вернадского и др.). Среди нефтяников
общее признание получила классификация
В.А.
Сулина.
Она основана на генетическом
принципе,
согласно которому
формирование химического состава вод
происходит в определенных природных
условиях (континентальных, морских,
глубинных) и вследствие процессов
взаимодействия вод с породами или вод
различного генезиса между собой.
При этом происходит их обогащение
специфическими компонентами.

В
основу классификации положены три
основных коэффициента, в %-экв/л:
rNa/rCI,
(rNa
— rCl)/rSO₄,
(rCL
— rNa)/rMg.
Буква перед химическим символом иона
означает, что содержание данного иона
выражено в эквивалентной форме.

Пользуясь
этими коэффициентами, выделяют четыре
генетических типа вод (табл. 2).

При
небольших отклонениях коэффициентов
от единицы, т. е. в зонах перехода от
одного типа к другому, воды следует
относить к переходным типам.

Каждый
тип вод по преобладающему аниону делится
на три группы — хлоридную, сульфатную
и гидрокарбонатную. По преобладающему
катиону группы делятся на подгруппы —
натриевую,
магниевую
и кальциевую.
Подгруппу следует выделять лишь в том
случае, если преобладающий катион
соединяется с преобладающим анионом,
а не с другими.

Физические
свойства пластовых вод. Минерализацией
воды
называется суммарное содержание в воде
растворенных солей, ионов и коллоидов,
выражаемое в г/100 или в г/л раствора.
Минерализация вод нефтяных и газовых
месторождений меняется в очень широких
пределах — от менее 1г/л (пресные воды)
до 400 г/л и более (крепкие рассолы). Она
определяется наличием шести главных
ионов (С1^—
, SO₄^2-
, НСО₃-,
Na⁺,
Са²⁺,
Мg²⁺).

Значительно
распространены в водах также карбонат-ион
(СО₃^2-
), ионы калия (К⁺)
и железа (Fe²⁺
и Fe³⁺).
Остальные элементы встречаются в
ничтожных количествах (микрокомпоненты).

Минерализация
и химический состав вод определяют их
физические свойства (плотность, вязкость,
поверхностное натяжение, электропроводность
и др.).

Для
нефтегазопромысловой геологии существенно
то, что минерализованные воды имеют
повышенную отмывающую способность
нефтяных пластов-коллекторов. Их
использование при заводнении залежей
способствует повышению коэффициента
вытеснения нефти, а следовательно, и
конечного коэффициента извлечения
нефти. В то же время высокая минерализация
пластовых вод в определенных условиях
может приводить к выпадению солей на
забое добывающих скважин и в прискважинной
зоне пласта, что ухудшает условия
эксплуатации пласта в районе таких
скважин.

Газосодержание
пластовой воды
не превышает 1,5— 2,0м³/м³,
обычно оно равно 0,2—0,5м³/м³.
В составе водорастворенного газа
преобладает метан, затем следует азот,
углекислый газ, гомологи метана, гелий
и аргон.

Растворимость
газов в воде
значительно ниже их растворимости в
нефти. При увеличении минерализации
воды их растворимость уменьшается.

Сжимаемость
воды
— обратимое изменение объема воды,
находящейся в пластовых условиях, при
изменении давления. Значение коэффициента
сжимаемости колеблется в пределах
(3¸5)10^-4МПа^-1.
Сжимаемость воды, содержащей растворенный
газ, увеличивается; сжимаемость
минерализованной воды уменьшается с
увеличением концентрации солей. Это
свойство играет существенную роль при
формировании режимов залежей.

Объемный
коэффициент
пластовой воды нефтяных и газовых
месторождений b
зависит от минерализации, химического
состава, газосодержания, пластовых
давления и температуры и колеблется от
0,8 до 1,2. Наиболее влияют на его величину
пластовая температура и минерализация.

Плотность
пластовой воды зависит главным образом
от ее минерализации, пластовых давления
и температуры. В большинстве случаев
она меньше плотности в поверхностных
условиях (не более чем на 20%), поскольку
пластовая температура выше стандартной.
Однако в условиях пониженных пластовых
температур, например, в зоне развития
многолетнемерзлых пород, плотность
воды может быть равной плотности воды
в поверхностных условиях или даже больше
ее.

Вязкость
пластовой воды
зависит в первую очередь, от температуры,
а также от минерализации и химического
состава. Газосодержание и давление
оказывают меньшее влияние. В большинстве
случаев вязкость пластовых вод нефтяных
и газовых месторождений составляет
0,2— 1,5 мПа×с.

Поверхностное
натяжение
пластовой воды, т.е. свойство ее
противодействовать нормальным силам,
приложенным к ее поверхности и стремящимся
изменить ее форму, в значительной степени
зависит от химического состава и при
соответствующей химической обработке
воды может быть значительно снижено.
Это имеет существенное значение для
разработки нефтяных залежей с заводнением
— уменьшение поверхностного натяжения
повышает ее вымывающую способность,
что способствует увеличению коэффициента
вытеснения нефти водой.

Электропроводность
воды
зависит от ее минерализации. Пресные
воды плохо проводят или почти не проводят
электрический ток. Минерализованные
воды относятся к хорошим проводникам.
Мерой электропроводности служит удельное
электрическое сопротивление, за единицу
измерения которого принят 1 Ом×м.
Знание удельного сопротивления подземных
вод необходимо для интерпретации
материалов электрометрии скважин.

Все
рассмотренные физические свойства
подземных вод наиболее надежно
определяются по глубинным пробам, отбор
которых осуществляется специальными
глубинными герметичными пробоотборниками.
При отсутствии таких определений эти
свойства могут быть с меньшей точностью
установлены по специальным графикам,
приведенным в монографиях по физике
пласта или в справочниках.

Техногенные
воды по своим свойствам обычно отличаются
по минерализации от пластовых. Они менее
минерализованы. Исходя из экологических
соображений, там, где это возможно, для
нагнетания в пласт используют воду,
попутно добываемую вместе с нефтью, в
полном ее виде или в смеси с поверхностной
водой. В результате в состав попутной
воды могут входить пластовая и ранее
закачанная вода.

Анализ пластовых и пластовых вод

Анализ состава пластовых и пластовых вод.

Лаборатории Intertek по анализу пластовых и попутных вод помогают клиентам понять химический состав пластовых и попутных вод, а также узнать о любом потенциальном воздействии на окружающую среду.

Аналитические испытания попутной и пластовой воды Intertek Услуги полного обеспечения качества включают 10 анализов ионного состава для определения склонности к образованию накипи и коррозии.

Детальный анализ микроэлементов помогает установить степень токсичности воды перед сбросом в окружающую среду. Дана оценка токсичности бурового шлама и проб бурового раствора.

Лаборатории пластовой воды проводят всесторонние испытания на содержание углеводородов, включая оценку BTEX. Пластовая вода, естественно, содержит некоторое количество нефти и растворимых нефтепродуктов. В пластовых водах могут присутствовать добавки нефтепромысла и другие природные вещества и элементы.

Образование резервуара и продуцируемый анализ воды:

• PH Уровни
• Общая подвешенная твердые вещества Фильтрация
• Sulphid Анализ состава 
• Анионы
• Анализ БТЭК: бензол, толуол, этилбензол и ксилол
• Характеристика углеводородов
• Анализ следов и ультра-следов
• Борьба с микробами, вызывающими закисание резервуара

Анализ воды:

• Тестирование рассола
• Анализ морской воды для нефтегазовой промышленности
• Услуги по тестированию качества воды
• Водоснабжение

Нужна помощь или есть вопрос?

+1 713 479 8400

Нужна помощь или есть вопрос?

+1 713 479 8400

Австралия

+61 8 9263 0263

Малайзия

+603 6156 2200

Великобритания

+44 1224 708500

Ливия

+218 21 723 6663

ОАЭ

+971 4 317 8777

Разведка и добыча нефти и газа

• Услуги по разведке и добыче нефти и газа
• Техническое обучение нефтегазовой отрасли
• Управление целостностью активов
• Услуги по добыче сланцевой нефти и газа

Intertek Water Services

1
Предлагает широкий спектр услуг в водном хозяйстве и связанных с водой.

Водоснабжение

Качество воды

Объемный коэффициент пластовой воды

Вы должны войти, чтобы редактировать PetroWiki. Помогите с редактированием

Содержимое PetroWiki предназначено только для личного использования и дополняет, а не заменяет инженерную оценку. SPE отказывается от какой-либо ответственности за использование вами такого контента. Дополнительная информация

PetroWiki

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Объемный коэффициент пластовой воды (FVF), B _w , определяется как объем в пластовых условиях, занимаемый 1 баррелем запаса пластовой воды плюс растворенный в ней газ. Он представляет собой изменение объема пластовой воды по мере ее перехода из пластовых условий в поверхностные.

Задействованы три эффекта:

• Выделение газа из воды при снижении давления
• Расширение воды при снижении давления
• Усадка воды при понижении температуры.

Содержание

• 1 Влияние давления на пластовый объемный коэффициент воды
• 2 Измерение коэффициента объема пласта
• 3 Номенклатура
• 4 Каталожные номера
• 5 примечательных статей в OnePetro
• 6 Внешние ссылки
• 7 См. также
• 8 страниц чемпионов
• 9 Категория

Влияние давления на объемный коэффициент пласта воды

Рис. 1 представляет собой типичный график зависимости FVF воды от давления. Когда давление снижается до точки насыщения, p _b FVF увеличивается по мере расширения жидкости. При давлении ниже точки насыщения газ выделяется, но в большинстве случаев FVF все же будет увеличиваться, поскольку усадка воды в результате выделения газа недостаточна, чтобы уравновесить расширение жидкости. Это эффект малой растворимости природного газа в воде.

Измерение коэффициента объема пласта

Наиболее точным источником FVF являются лабораторные данные. Его также можно рассчитать из корреляций плотности, если правильно учтено влияние растворенного газа. Уравнение 1 используется для оценки B w , если растворенный газ включен в лабораторные измерения или корреляцию ρ _rc .

………………….(1)

где

В RC	=	объем, занимаемый единицей массы воды в пластовых условиях (масса газа, растворенного в воде в пластовых или стандартных условиях, незначительна), фут 3 ,
В ск	=	объем, занимаемый единицей массы воды при стандартных условиях, фут 3 ,
р пк	=	плотность воды при стандартных условиях, фунт/фут 3 ,
ρ rc	=	плотность воды в пластовых условиях, фунт/фут 3 .

Корреляции плотностей и методы оценки ρ _sc и ρ _rc описаны ранее. FVF воды может быть меньше единицы, если увеличение объема за счет растворенного газа недостаточно велико, чтобы преодолеть уменьшение объема, вызванное повышением давления. Значение FVF редко превышает 1,06.

Альтернативное выражение для FVF рассола может быть рассчитано по Маккейну: ^{[1] [2]}

………………….(2)

где

………………….(3)

и

………………….(4)

, где p = давление в фунтах на квадратный дюйм, а T = температура в °F. Маккейн сообщил, что эта корреляция согласуется с ограниченным набором опубликованных экспериментальных данных с точностью до 2%. Корреляция считается справедливой для температур до 260°F и давлений до 5000 фунтов на квадратный дюйм. Увеличение содержания растворенных твердых веществ вызывает небольшое увеличение Δ V _wT и незначительное уменьшение Δ V _wp , которые компенсируют друг друга с точностью до 1%.

Номенклатура

Ссылки

1. ↑ McCain, WD Jr.: McCain, WD Jr. 1990. Свойства нефтяных жидкостей, второе издание.