Ёмкость продуктивных коллекторов и промышленные запасы нефти в нём определяются преимущественно ёмкостью трещинного коллектора, объёмом трещин. Наличие трещин в породах в той или иной степени характерно для коллекторов всех типов. Большинство исследователей ёмкость трещинного коллектора связывают с пустотами трех видов:

· межзёрновым поровым пространством, пористость которого составляет 2–10 % полезной ёмкости трещинного коллектора;

· кавернами и микрокарстовыми пустотами, пористость которых может достигать 13–15 % полезной ёмкости трещинного коллектора;

· пространством самих трещин.

Причём, пространство самих трещин составляет десятые и сотые доли процента относительного объёма трещинной породы.

Ёмкость пород, обусловленная трещинами, несоизмеримо мала по сравнению с объёмом нефти, который фильтруется по ним. Например, 10–15 % трещинного пустотного объёма фильтруют до 80–90 % объёмов жидкости.

Исходя из основных коллекторских свойств, обуславливающих ёмкость и пути фильтрации в трещинных коллекторах, последние можно подразделить на следующие основные типы:

· коллекторы кавернозного типа, ёмкость которых слагается из полостей каверн и карстов, связанных между собой, и со скважиной системой микротрещин;

· коллекторы трещинного типа, ёмкость которых определяется системой трещин;

· коллекторы смешанного типа, в том числе и порово-трещинные, ёмкость которых представляется, как сочетания и переходы по площади и по разрезу трещинного, кавернозного и порового видов.

Качество трещинного коллектора характеризуется такими параметрами, как густота трещин, интенсивность и плотность трещин, раскрытость трещин, зависящая от литологических свойств пород, трещинная пористость и проницаемость.

Эти параметры определяются по результатам изучения кернов, шлифов, по данным исследования скважин на приток. Привлекаются геологические, геофизические, гидродинамические методы исследования трещинного коллектора.

    На раскрытость трещин влияют процессы их происхождения. Величина раскрытости трещин колеблется в пределах 14–80 мкм. Как правило, на больших глубинах она составляет 10–20 мкм.

    Интенсивность и плотность трещин карбонатных пород обычно больше, чем аргиллитов и песчано-алевритовых пород, песчаников и солей. При одинаковой прочности пород интенсивность образования трещин увеличивается при уменьшении мощности коллектора, за счёт веса вышележащих пород.

Карбонатность горных пород

    Под карбонатностью породы понимается содержание в ней солей угольной кислоты: известняка – СаСО₃, доломита – СаСО₃· МgСО₃, соды – Na₂СО₃, поташа – K₂СО₃, сидерита – FeСО₃ и других.

Общее количество карбонатов относят обычно к содержанию известняка (СаСО₃), потому, что углекислый кальций наиболее распространен в породах и составляет основную часть перечисленных карбонатов. Определение карбонатности пород проводят для выяснения возможности проведения солянокислотной обработки скважин с целью увеличения вторичной пористости и проницаемости призабойной зоны, а также для определения химического состава горных пород, слагающих нефтяной пласт.

Карбонатность пород продуктивных пластов определяют в лабораторных условиях по керновому материалу газометрическим методом.

Метод основан на химическом разложении солей угольной кислоты под действием соляной кислоты и измерением объёма выделившегося углекислого газа, образовавшегося в результате реакции:

СаСО₃ + 2HCl = CаCl₂ + CO₂↑ + H₂O.              (1.49)

    По объёму выделившегося газа (CO₂) вычисляют весовое (%) содержание карбонатов в породе в пересчёте на известняк (СаСО₃).

Набухаемость пластовых глин

    Многие глинистые минералы, составляющие горные породы при фильтрации воды, способны набухать.

Набуханием называется процесс поглощения жидкости твердой фазой с увеличением объёма последней. Предполагается, что процесс набухания глин объясняется процессом гидратации и носит осмотический характер. Он происходит вследствие разницы в концентрации солей в поровом пространстве и в воде, контактирующей с породой. Вода проникает в каналы глин и, адсорбируясь на их поверхности, создаёт поверхностные плёнки.

Пластовые глины встречаются в коллекторах не только в виде прожилок, пропластков, но и в виде порового цемента. При разработке продуктивной части пласта, ведения процесса разбуривания, капитальном и текущем ремонтах скважин, заводнении пластов определенное количество глинистых минералов может искусственно вносится в призабойную зону.

Породы, склонные к набуханию, характеризуются:

· увеличением объёма образца породы;

· увеличением влажности набухшего образца;

· увеличением величины давления, развиваемого набухшим образцом.

Интенсивность набухания глин зависит от минералогического и гранулометрического состава пород, структуры породы (размера и формы зёрен), характера её внутренних связей, химического состава солей, растворённых в воде и их концентрации, состава обменных ионов, условий соприкосновения породы с водой. Интенсивность набухания увеличивается с уменьшением минерализации воды.

Глинистые минералы продуктивных коллекторов имеют широкий химический состав и большей частью в него входят следующие виды глин:

· каолинитовые – Al₂O₃·2SiO₂·H₂O или Al₂·[Si₂O₅]·(OH)₄;

· монтмориллонитовые –

(Са, Na) · (Al, Mg, Fe)₂ · [(Si, Al)₂O₅]₂·(OH)₂·nH₂O;

· гидрослюдистые – ионы Na⁺, Ca⁺, H⁺ (катион от воды) межслоевых промежутков трёхслойных глин замещены на ионы К⁺;

· хлоритовые – (Mg, Fe⁺)₃·[Al·Si₃·O₁₀]·(OH)₂·3·(Mg, Fe⁺)·(ОH)₂.

Содержание глин в продуктивном пласте изменяется от долей процента до 30 % и более.

Способность к набуханию глин у различных катионов неодинаковая и интенсивность набухания возрастает с увеличением концентрации катионов в ряду:

 Li > Na > K > Mg > Ca > Sr > Ba > Al > Fe.               (1.50)

Наибольшее набухание происходит обычно при замене двухвалентных катионов одновалентными.

Интенсивность набухания возрастает с увеличением разрушения структуры породы за счёт нарушения внутренних связей глинистых частиц (рис. 1.13–1.14).

С увеличением набухания глинистых пород уменьшается их прочность, что объясняется ослаблением и разрушением внутренних связей глинистых частиц. При набухании частицы глин могут смещаться относительно друг друга и разрушаться. Процесс набухания глин может приводить и к полному их разрушению. Так как удельная поверхность глин значительна, глины могут набухать очень сильно.

Процесс набухания глин приводит к снижению пористости и проницаемости породы в 50 и более раз.