Download Bài Giảng + Thuyết Trình Môn Tính Chất Vật Lý Tầng Chứa 1 Trường Đại Học Mỏ Địa Chất Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BỘ MÔN KHOAN – KHAI THÁC

BÀI GIẢNG
TÍNH CHẤT VẬT LÝ TẦNG CHỨA

Giảng viên
Email
Tel
:

:
ThS Doãn Thị Trâm
:

0904698066

Hà Nội, 08 - 2015


GIỚI THIỆU MÔN HỌC

Tên môn học:
Tính chất vật lý tầng chứa
Mã số môn học: 4060410
Số tín chỉ: 2
Mục tiêu : Trang bị cho sinh viên khái niệm, định nghĩa các thuật ngữ trong lĩnh
vực mỏ dầu khí.
Nắm bắt được các tính chất cơ bản của các pha rắn, lỏng, khí.
Biết cách xác định các thông số vật lý của đá và chất lưu

Sau khi kết thúc môn học, sinh viên có thể vận dụng kiến thức đã học để
ứng dụng vào các môn chuyên sâu hơn.


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.
2.
3.

TS Lê Văn Bình: Vật lý vỉa dầu khí, Hà Nội, 2011
SK Gumatudinov: Fizica nhefchianovoi gasovo plaxta Nhedra, Moxcova, 1982
James w Amyx: Petroleum reservoir Engineering – Physical Properties
Newyork – Toronto – London, 1960


MỤC LỤC BÀI GIẢNG

Chương 1: ĐÁ CHỨA DẦU KHÍ
Chương 2: DẦU MỎ
Chương 3: KHÍ TỰ NHIÊN VÀ KHÍ ĐỐT
Chương 4: NƯỚC TRONG CÁC MỎ DẦU KHÍ
Chương 5: TRẠNG THÁI PHA CỦA HỆ DẦU – KHÍ – NƯỚC TRONG ĐIỀU KIỆN VỈA
Chương 6: CHẾ ĐỘ NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN CỦA KHOÁNG THỂ
Chương 7: TƯƠNG TÁC VẬT LÝ GIỮA CÁC PHA TRONG VỈA
Chương 8: VẬN ĐỘNG CỦA CHẤT LƯU TRONG VỈA DẦU KHÍ


Chương 1: ĐÁ CHỨA DẦU KHÍ

I.

Khái quát chung về đá chứa
1. Khái niệm
2. Các loại đá Collector

II. Tính chất Collector của đá
1. Thành phần hạt của đá
2. Độ rỗng
3. Độ thấm
4. Độ bão hòa chất lưu
5. Độ lớn riêng bề mặt
III. Tính chất cơ lý của đá chứa


Khái quát chung về đá chứa

1. Khái niệm
- Các đá có khả năng chứa, cho các chất lưu như dầu, khí, nước thấm qua và nhả các chất lưu đó khi người ta khai thác
được gọi là đá Collector.
- Các tính chất quyết định khả năng chứa và nhả các chất lưu của đá Collector được gọi là tính chất Collector của đá.
2. Các loại đá Collector
 Colector là đá trầm tích:
Collector là trầm tích lục nguyên: dăm, sỏi, cát, bột…
Collector là Cacbonat: đá vôi và đolômit..
Collector là hỗn hợp của đá lục nguyên và đá Cácbonat.
-. Trầm tích lục nguyên: Là sản phẩm của quá trình phong hoá ⇒ rửa trôi ⇒ vận chuyển ⇒ tích tụ ⇒ tạo đá. Loại đá
này đóng vai trò quan trọng hàng đầu trong đá chứa dầu khí, độ rỗng đạt 30-40% (chủ yếu là khe hổng nguyên sinh), độ
thấm trên 1D.
-. Collector thuộc nhóm Cacbonat: Sản phẩm các quá trình hoá học hoặc sinh hoá.Tiêu biểu nhất trong nhóm này là đá

vôi và Dolomit. Vai trò Collector của Cacbonat là không nhỏ. Độ rỗng đạt từ 0,5- 50; 60% (chủ yếu là khe rỗng thứ sinh),


Khái quát chung về đá chứa

 Collector là đá Macma: Là sản phẩm được tạo ra do quá trình nguội lạnh, kết tinh và đông cứng của nham thạch
nóng chảy. Sản phẩm ban đầu thường là khối đậm đặc, gần như chặt xít, giống với thuỷ tinh. Nhưng chính các quá
trình biến đổi sau đó do tác động từ bên ngoài đã tạo ra trong đá các khe hổng, giúp cho Macma có thể trở thành
Collector đối với dầu khí.
 Đá phong hoá biến chất: Quá trình biến chất của đá dưới tác động của áp suất, nhiệt độ, nhiệt dịch cùng các chất
có hoạt tính hoá học mạnh có thể xẩy ra đối với bất kể loại đá nào nằm trong vỏ Trái đất. Sự biến chất của đá có thể
dẫn đến sự biến đổi toàn phần hay một phần về thành phần khoáng vật, về cấu trúc đá và thường là kéo theo sự hình
thành các khe hổng trong đá, làm tăng khả năng chứa chất lưu trong chúng.


Thành phần hạt
Thành phần hạt: đặc trưng cho tính phân tách của hạt khoáng vật .
- Kích thước của hạt đá quyết định kích thước các khe hổng và độ lớn mặt tiếp xúc giữa các chất lưu với đá, cũng
chính là quyết định về lượng chất lưu có thể chứa và lấy ra từ các khe hổng nằm trong khối đá.
- Trong khai thác các chất lưu, thành phần hạt của đá chứa còn làm cơ sở để lựa chọn kích thước ống lọc trong
giếng khai thác
• Cách xác định thành phần hạt:
- Xác định thành phần hạt trầm tích bở rời bằng hệ thống sàng rung
- Xác định thành phần hạt trầm tích hạt vụn bằng thiết bị kính hiển vi phân cực Axio Skope và phần mềm Petrog


Độ rỗng của
đất chất
đá của đất đá tồn tại
-Là tính

những lỗ hổng không chứa những vật
thể cứng
- Độ rỗng tuyệt đối:

V
φ= r
VΣ

Được dùng để đánh giá trữ lượng
tuyệt đối của dầu
-Độ rỗng hiệu dụng: tỷ số giữa thể
tích hiệu dụng của các khe hở mà chất
lỏng và chất khí có thể chảy qua
V trên thể

φ =
tích thực của đất đá: hd

hd

VΣ

-Độ rỗng động: tỷ số thể tích của

V
VΣ

chất lỏng chuyển độngφ
trong=
đất đálvà thể

đ

tích thực của đất đá


Phân loại độ rỗng

 Theo hình dạng khe rỗng:
 Khe rỗng giữa hạt:

 Khe rỗng dạng khe nứt:

10


Phân loại độ rỗng

 Phân theo nguồn gốc các khe rỗng
 Khe rỗng nguyên sinh
 Khe rỗng thứ sinh
 Phân loại theo kích thước các khe rỗng.
 Khe rỗng trên mao dẫn (macro) d > 0,5mm
 Khe rỗng á mao dẫn

d = 0,5÷0,0002mm

 Khe rỗng mao dẫn

d < 0,0002mm

Đối với khe nứt
 Khe nứt macro

d > 0,1mm

 Khe nứt micro

d < 0,1mm


Cách xác định độ rỗng

 Phương pháp Preobrazensky Y.A xác định độ rỗng mở của đá
 Xác định độ rỗng tương đối của đá bằng máy có sử dụng khí
 Xác định độ rỗng hiệu dụng bằng phương pháp tính toán dựa trên kết quả do địa vật lý giếng khoan
 Xác định độ rỗng mẫu lõi hình trụ bằng máy đo độ rỗng mẫu lõi PORG-200 (xác định trong phòng thí nghiệm).


Độ thấm của đất đá
1. Độ thấm của đất đá là khả năng của đất đá cho chất
lỏng và chất khí đi qua khi có sự chênh lệch áp suất.
+ Độ thấm tuyệt đối (k): là tính thẩm thấu của đất đá khi
trong đất đá chỉ có một pha bất kỳ chuyển động
+ Độ thấm hiệu quả (ko, kw, kg): là độ thẩm thấu của đất đá
đối với khí hoặc chất lỏng khi trong không gian rỗng của
đất đá có hệ thống nhiều pha tồn tại hoặc chuyển động
+ Độ thấm tương đối
- Xác định độ thấm của đất đá: theo Darcy

Độ thấm, độ bão hòa chất lưu của đất đá

+ Đơn vị: D, mD
+ Ý nghĩa: Tính thấm đặc trưng cho diện tích của khe hổng xảy ra
quá trình thấm
-

Xác định độ thấm mẫu lõi hình trụ bằng máy đo độ thấm mẫu lõi

UltraPerm-500
2. Độ bão hoà chất lưu của đá là hệ số được đo bằng tỉ lệ
phần trăm (hoặc phần đơn vị) giữa tổng thể tích các khe hổng
được lấp đầy bởi chất lưu và tổng thể tích chất lưu có thể chiếm
chỗ và tự do di chuyển
∑ Vcl .100
Sbh =
(%)
∑ Vdc
ΣVcl - tổng thể tích các khe hổng chất lưu thực sự lấp đầy
ΣVdc - tổng thể tích chất lưu có thể chiếm chỗ và tự do di chuyển

Mối quan hệ giữa độ thấm và độ bão hòa


Độ lớn riêng bề mặt của đá

Độ lớn riêng bề mặt của đá là tổng diện tích bề mặt của các phần tử, bề mặt các khe hổng trong một đơn vị
thể tích đá
Độ lớn riêng bề mặt của đá chứa quyết định lượng chất lỏng cần thiết để tẩm ướt toàn bộ bề mặt đá, lượng
chất lưu hấp thụ trên bề mặt đá (nước liên kết; khí hấp thụ)