Склад та основні властивості пластових вод

Пластові води дуже суттєво впливають на якісні та кількісні показники робіт при поглибленні ствола, кріпленні та цементуванні нафтових та газових свердловин. Пластові води – постійні супутники нафтогазових родовищ. Вони відіграють важливу роль у пошуках, формуванні та розробці покладів.

У нефтепромысловой геології під пластовими водами розуміють води, що у нафтовому пласті, чи нафтові води (законтурні, підошовні, проміжні пластові).

У міру експлуатації нафтових родовищ свердловини поступово обводняються. Вміст пластової води у свердловинній продукції зростає і може досягати 95%. Тому важливо знати, який вплив має пластова вода на процес видобутку нафти і газу.

Вода відрізняється за наявністю розчинених у ній домішок та солей. За температурою води діляться на холодні, теплі, гарячі та дуже гарячі. Температура води істотно впливає на кількість солей і газів, що містяться в ній. За положенням щодо нафтогазоносних горизонтів пластову воду відносять до крайової, підошовної води; вона буває верхньою, нижньою, похованою (реліктовою), що знаходиться безпосередньо в нафтовому шарі і залишається нерухомою при русі нафти. Сольовий склад вод у нафтовому пласті неоднаковий всім частин структури.

Головні хімічні компоненти у підземних водах: хлор-іон С1

, сульфат-іон SO4", гідрокарбонатний і карбонатний іони НСО3 і СО3", а також іони лужних та лужноземельних металів та оксидів: натрію Na, кальцію Са, магнію Мд, заліза Fe та SiO2 (у колоїдному стані). У воді розчиняються азот, кисень, вуглекислий газ, сірководень тощо. В даний час прийнята форма хімічного аналізу води - іонна. Оскільки молекули солей у розчині розпадаються на катіони та аніони, ті іінші повинні бути в еквівалентних кількостях. Для перекладу результатів аналізу води, виражених в іонній формі, в еквівалентну кількість кожного знайденого елемента (в мг/л) розділити на його еквівалентну масу. Еквіваленти іонів можуть бути виражені також у відсотках від суми аніонів та катіонів, кожна сума аніонів та катіонів приймається за 50 або 100%.

За О.А. Алексіна, природні води за жорсткістю поділяються на такі типи:

Склад пластових вод різноманітний і залежить від природи нафтового пласта, що експлуатується, фізико-хімічних властивостей нафти і газу. У пластових водах завжди розчинено кілька солей. Найбільше у воді міститься хлористих солей (до 80-90% загального вмісту солей).

Види пластових вод:

підошовні (вода, що заповнює пори колектора під покладом);
крайові (вода, що заповнює пори навколо покладу);
проміжні (між пропластками);
залишкові (що залишилася з часів утворення покладу вода).

У зв'язку з великою різноманітністю природних вод багатьма дослідниками було запропоновано різні системи класифікації вод на основі тих чи інших ознак. Більшість класифікацій засновано на хімічному складі природних вод та кількісних співвідношеннях між окремими компонентами розчинених у воді речовин. Найцікавіші класифікації запропоновані В.І. Вернадським, В.А. Олександровим, В.А. Суліним, Пальмером.

В основу класифікації пластових вод за Пальмером покладено співвідношення у воді:

кількостей іонів лужних металів К+ і Na+ (а),
іонів лужноземельних металів Са2+ + Мд2+ (Ь)
аніонів сильних кислот СГ(d).

Залежно від переважання тих чи інших іонів у воді Пальмер поділяє всі водип'ять класів.

Для характеристики якості води використовуються шість показників: первинна солоність, первинна лужність, вторинна солоність, вторинна лужність, третинна солоність, третинна лужність.

Відповідно до класифікації природних вод за В.А. Суліну, що застосовується в нафтогазовидобувній промисловості, останні поділяються на чотири генетичні типи:

Приналежність води до певного генетичного типу встановлюють стосовно еквівалентів окремих іонів.

Відповідно до класифікації природних вод з В.А. Суліну, кожен тип вод поділяється на групи:

Групи, у свою чергу, поділяються на класи та підгрупи. Води відносять до певної групи та підгрупи на підставі відношення еквівалентів окремих іонів.

У більшості пластових вод містяться аніони та мила нафтенових і жирних кислот, феноли та азотовмісні кислоти.

Всі ці види вод являють собою єдину гідродинамічну систему. Пластова вода часто є агентом, що витісняє нафту з пласта, отже, її властивості впливають на кількість нафти, що витісняє.