Воды нефтяных и газовых месторождений

Химический состав пластовых вод

Все пластовые воды содержат растворенные соли, ионы, колло­иды и газы. Под химическим составом вод понимают состав раство­ренных в них веществ.

Основными ионами в природных водах являются Cl~, SO|~, HCOg, CO|~, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺, остальные относятся к числу микрокомпонентов, наиболее важные из которых I", Вг~, МЩ⁺.

Суммарное содержание в воде растворенных ионов солей -и коллоидов называют общей минерализацией воды. Воды с минера­лизацией менее 1 г/л пресные; 1—50 л/г — соленые, минерализо­ванные- (минеральные); свыше 50 г/л —- рассолы.

Важнейшие газы, растворенные в водах, — N_a, CO_Z и СН₄.
4« 99

Таблица 4

Классификация вод, по Сулину

Различают ионную и эквивал штную форму для выражения содержания отдельных ионов в воде. Первая выражается в грам­мах на литр воды. Так как ионы реагируют между собой не в рав­ных количествах массы, а в соотношениях, зависящих от экви­валентных масс, применяется эквивалентная форма. Содержание иона в эквивалентной форме выражается символом этого иона с добавлением индексов (rNa⁺; rCl~). Для сравнения анализов вод разной минерализации миллиграмм-эквиваленты пересчиты­ваются в проценты.

Для систематизации многообразных по химическому составу вод применяются различные классификации, среди которых в нефтяной практике наиболее применима классификация Сулина (табл. 4). Типы вод этой классификации используются как пои­сковый признак.

При незначительном отклонении от граничных значений воды относят к переходным типам. Если воды лишены натрия и хлора, их относят к неопределенному типу.

Кроме типов вод выделяют группы и подгруппы. Группа воды определяется по преобладающему аниону, а подгруппа — по преобладающему катиону.

Физические свойства пластовых вод

Плотность воды зависит от минерализации: чем выше минера­лизация воды, тем больше ее плотность.

Удельный объем воды — это объем, который занимает 1 кг воды. В стандартных условиях удельный объем неминерализо­ванной воды равен 0,9972 дм³. С ростом давления объем воды умень­шается, а при повышении температуры увеличивается.

Объемный коэффициент воды зависит от давления, темпера­туры, степени минерализации воды и количества растворенного в ней газа. 100

Коэффициент сжимаемости для воды колеблется от 0,004 до 0,005 %.

Вязкость воды в пластовых условиях изменяется от 0,03 до 0,18 Па'С. С повышением температуры она уменьшается. Изме­нения давления и степени минерализации почти не оказывают влияния на вязкость.

При разработке нефтяных месторождений необходимо знать величину отношения вязкости нефти к вязкости воды. Чем мень­ше это отношение, тем легче осуществляется вытеснение нефти водой и достигается больший процент извлечения нефти.

Поверхностное натяжение пластовой минерализованной воды на границе с воздухом равно 0,07—0,08 Н/м. Величина поверхно­стного натяжения влияет на вымывающие способности воды: при меньшем поверхностном натяжении вода полнее вытесняет нефть из пласта.

Промысловая классификация подземных вод

В промысловой практике пластовой водой принято называть только ту воду, которая залегает в одном и том же пласте с нефтью или газом. Воды, принадлежащие водоносным пластам, не содер­жащим нефть, или другим нефтегазоносным пластам, называют чуждыми, или посторонними, по отношению к данному нефтя­ному или газовому пласту (табл. 5).

Связанная вода содержится в нефтяной или газовой части всякого пласта. Она является водой неподвижной и представлена монослоем прочносвязанной и полислоями рыхлосвязанной воды, адсорбированной на поверхности частиц породы.

Подвижная вода — это вода в углах пор, вода капиллярно-удержанная и капельная. Содержание в породе связанной воды характеризуется коэффициентом К_В. _св, равным отношению объема пор, занятых связанной водой, ко всему объему пор, а содержание подвижной воды — коэффициентом /С_в. _подв. В сумме они состав­ляют коэффициент остаточной водонасыщенности /С_в. ₀. В зоне предельного нефтегазонасыщения /С_в. ₀ = К_В. _св; наличие под-

Таблица 5

вижнои воды наряду со связанной характерно для переходных зон с неполным нефтегазоиасыщением. Сказанное выше относится к наиболее распространенному гидрофильному коллектору, по­верхность которого покрыта пленкой связанной воды. В полностью гидрофобном коллекторе связанная вода отсутствует.

Законтурная (краевая) вода подпирает пластовые нефтяную или газовую залежь. Подошвенная вода подпирает массивные нефтяную или газовую залежь. Она может быть и в пластовых залежах при заполнении нефтяного пласта не на всю мощ­ность.

Конденсационная вода образуется за счет конденсации водных паров.

Верхняя вода залегаете пластах, расположенных выше данного продуктивного пласта. При проникновении в продуктивный пласт она будет для него верхней посторонней водой. Нижняя вода за­легает в пластах, расположенных ниже данного продуктивного пласта. При проникновении в продуктивный пласт она будет нижней посторонней водой.

Тектоническая вода проникает в нефтяной пласт по тектони­ческим трещинам.

Технологическая вода закачивается в пласт при искусственном заводнении, согласно технологическому процессу разработки залежей.

Техническая вода — фильтрат промывочной жидкости, проник­шей в пласт в процессе вскрытия его добывающими или разведоч­ными скважинами. Появление в пласте технической воды весьма нежелательно, так как в результате этого значительно снижается продуктивность скважин, особенно газовых.