(a. reservoir properties of rocks; н. Speichervermogen der Gesteine; ф. caracteristiques de reservoir des roches; й. propiedades de reservorio de rocas) – здатність горн. порід пропускати через себе рідкі й газоподібні флюїди й акумулювати їх у пустотному просторі. Осн. параметри: проникність, ємність, флюидонасищенность. Проникність г. п. – найбільш важливий параметр колектора, що визначає потенційну можливість витягу з породи нафти й газу. Породи, здатні при гидростатич. тисках пропускати рідкі й газоподібні флюїди через сполучені порожнечі, наз. проникними. Швидкість і напрямок плину флюїду зв’язані c особливостями геометрії порового простору колектора, c інтенсивністю, орієнтуванням, сообщаемостью тріщин, a також фіз.-хім. властивостями флюїду. Проникність істотно залежить від розмірів, звивистості порових каналів і тріщинуватості порід. Проникність пористого середовища для
Розрізняють абсолютну, ефективну й относит. проникності. Абсолютна (фізична) Ka – проникність при фільтрації однорідної рідини або газу; визначається геометрією порового простору й характеризує фіз. властивості породи. Ефективна Kэф – здатність породи пропускати флюїд у присутності ін. флюїдів, що насичують шар, ; залежить від складності структури порового простору, поверхневих властивостей, наявності глинистих часток. Відносна Kэф/Ka – зростає c збільшенням насиченості породи флюїдом і досягає макс. значення при повнім насиченні; для нафти, газу, води коливається від нуля при низької насиченості до одиниці при 100%-ном насиченні.
Загальну ємність порід-колекторів становлять порожнечі трьох осн. типів, що розрізняються по генезисі, морфології, умовам акумуляції й фільтрації нафти й газу. Загальна ємність г. п. характеризується сумарним обсягом пор, каверн, тріщин. Визначають три види Пористості г. п.; загальну, відкриту, ефективну. Загальна пористість – обсяг сполучених й ізольованих пор; відкрита – обсяг сполучених між собою пор, що заповнюються флюїдом при насиченні породи під вакуумом, вона менше загальної на обсяг изолир. пор; ефективна – характеризує обсяг, зайнятий рухливим флюїдом; вона менше відкритої на обсяг залишкових флюїдів. Величина пористості оцінюється відношенням обсягу пор до обсягу породи й виражається у відсотках або в частках одиниці.
Тріщинуватість г. п. значно підвищує їх фильтрац. властивості; ємність тріщин 0, 1-0, 5%, у карбонатних породах за рахунок розчинення й вищелачивания істотно збільшується – 1, 5-2, 5%.
Кавернозность – вторинна пустотность, що утворилася в розчинних карбонатних породах. Пo генезису й значимості для запасів виділяють успадковану й знову утворену кавернозность. Успадкована кавернозность розвивається в пористо- проникних разностях c сприятливою структурою пор; знову утворена кавернозность – у первичноплотних породах (див. «Карст», «Кавернометрия»).
Залишкова водонефтенасищенность характеризує не витягає часть, що, флюїдів. Залишкові флюїди займають у породі мікропори й знижують величину корисної ємності колектора.
В і характер розподілу залишкової (зв’язаної, похованої) води залежить від складності будови пористого середовища, величини уд. поверхні, a також від поверхневих властивостей породи (гидрофильности й гидрофобности). У залишкової води в породах разл. литологич. складу змінюється від 5 до 70-100%. B піщано-алевритових породах зміст залишкової води збільшується при наявності великої глинястості. Заповнення й витиснення флюїдів у шарах залежать від особливостей будови ємнісного простору г. п. (тому що розмір, форма, сообщаемость разл. видів порожнеч визначають режим фільтрації рідин і газів), від ступеня прояву капілярних сил, від характеру розподілу залишкових флюїдів. Поровие канали характеризуються перевагою капілярних сил над гравітаційними, каверни – переважним впливом гравитац. сил, у тріщинах одночасно проявляється дія капілярних і гравитац. сил. Прояв тих або ін. сил обумовлює величини ефективної пористості, проникності й збереження частини залишкової води в колекторах. K. c. г. п. – важливий количеств. параметр для оцінки запасів м-ний нафти, газу, водних ресурсів, для вибору режиму експлуатації м-ний.
Геологічна діяльність підземних вод
До підземних вод відносяться всі природні води, які знаходяться в рухомому стані нижче поверхні Землі. Вони пов’язані з водою атмосфери та водами океанів, морів, озер і рік. В природніх умовах відбувається безперервна взаємодія цих вод, що обумовлює так званий гідрологічний кругообіг. Умовно кругообіг починається з випаровування води на поверхні океанів, морів і надходження вологи в атмосферу. Частина водяної пари, яка збирається над океанами, конденсується та випадає у вигляді атмосферних опадів над самими океанами, формуючи таким чином так званий малий кругообіг води в природі. Разом з тим, відбувається водообмін між океанами та суходолом, коли значна частина вологи з океану переноситься повітряними течіями на материки, де за сприятливих умов вона конденсується і випадає у вигляді атмосферних опадів. Так відбувається формування великого кругообігу, при якому більша частина опадів, що випадають на материки, стікаючи по поверхні і через ріки знову попадає в океан. Друга частина опадів просочується у гірські породи і поповнює підземні води, утворюючи підземний стік, а частина знову випаровується в атмосферу. Виходячи із зазначеного можна зробити висновок, що атмосферні опади, які випадають на поверхню Землі розподіляються за наступною схемою: випаровування, поверхневий стік, просочування (інфільтрація) і підземний стік. Характер співвідношення між цими явищами залежить від: рельефу, температури повітря, рослинності, водопроникності гірських гірських порід. В межах великого кругообігу на материках розрізняють внутрішній, або внутрішньоконтинентальний, кругообіг, який неодноразово повторюється, суттєво збільшуючи кількість атмосферних опадів, що потрапляють на суходіл та поповнюють підземні води. Об’еми води, які містяться в гірських породах, залежать від їхніх водо колекторських властивостей, а останні, в свою чергу, визначаються пористістю та тріщинуватістю самих порід.
Породи-колектори (лат. “колектор” –цей, що збирає) за характером порожнин поділяються на наступні категорії:
Гранулярні(лат. “гранулум” – зернятко) або пухкі зернисті породи, до яких відносяться піски, гравій, галечники;
Тріщинуваті скельні породи з відкритими тріщинами та тріщин ними порожнинами;
Тріщинуваті та тріщинно-карстові породи.
За ступенем проникності води всі породи діляться на три групи: водопроникні та відносно проникні або водостійкі, водонепроникні.
До водопроникних порід відносяться піски, гравій, галечник, тріщинуваті пісковики, конгломерати, а також закарстовані пісковики, доломіти та інші розчинні породи.
Під пористістю порід розуміють відношення об’єму пор в даному зразку породи до об’єму всього зразка.
Від складу пухких гірських порід залежить і їхня вологоємкість, тобто властивість вміщувати та утримувати в собі певну кількість води. Розрізняють повну вологоємкість, коли вода заповнює всі пори, включаючи і тонкі капілярні, та максимальну молекулярну вологоємкість, яка характеризується кількістю води, що утримується в породі силами молекулярного зчеплення після того, як вся гравітаційна вода стікає з порди. Різницю між повною та максимальною молекулярною вологоємкістю називають водовіддачею гірскої породи. Найбільшою водовіддачею володіють грубоуламкові породи, такі як піски, гравій, галечник, а найнижчою-глини та важкі суглинки.
Водопроникність тріщинуватих порід залежить від розміру та характеру тріщин.
Підземні води, які рухаються по порах пухких порід, називаються поровими, а по тріщинах – тріщинними. У випадку, коли окрім тріщин в гірських породах мають місце також карстові порожнини, підземні води, що циркулюють по них, називаються тріщинно-карстовими, або карстовими.
Залежно від стану, в якому вода знаходиться в гірських породах, розрізняють наступні її види: вода у вигляді пари, гігроскопічна вода, капілярна, крапельнорідка (вільна), вода у твердому стані та кристалізаційна.
Вода у вигляді пари міститься у повітрі, яке займає вільні від рідкої води пори та тріщини в гірських породах. Вона знаходиться в динамічній рівновазі з іншими видами води та з парами води в атмосфері. За певних умов пароподібна вода конденсується.
Гігроскопічна вода утворюється у тому випадку, коли молекули пароподібної води адсорбуються на поверхні мінеральних зерен гірських порід.
Плівкова вода утворює навколо частинок гірської породи і поверх гігроскопічної води плівку з декількох шарів молекул. Вона може переміщуватись від однієї частинки до іншої. У випадку, коли товщина плівок у сусідніх частинок більша, відбувається поступове переміщення воли від частинок з більшою товщиною плівки до частинок з тоншою. Цей процес триває до тих пір, поки товщина плівок не вирівняється.
Капілярна вода – заповнює частково або повністю тонкі пори та тріщини і утримується в них за рахунок сил поверхневого натягування. Ця вода піднімається по тонких капілярах знизу догори від рівня дзеркала підземних вод.
Крапельнорідка, або вільна гравітаційна вода характеризується властивістю вільно переміщуватись по порах, тріщинах та інших порожнинах гірських порід під впливом сили тяжіння.
Води у твердому стані, тобто у вигляді льоду, присутня ув гірських породах, які поширені в кліматичних зонах з від’ємною температурою.
Кристалізаційна вода – це вода, яка входить до складу цілої низки мінералів і бере участь у будові їх кристалічних граток. ЬПрикладом може бути гіпс, до складу якого входить дві молекули води.
За походженням всі підземні води діляться на декілька типів: інфільтраційні, конденсаційні, седиментогенні та “ювенільні” або магматогенні.
Інфільтраційні підземні води утворюються в результаті просочування на глибину атмосферних опадів. Вважається, що інфільтрація є основним джерелом поповнення запасів підземних вод.