В книге излагаются теоретические основы неравновесной фильтрации, а также применение теории при определении фильтрационных параметров окрестности скважины и решении некоторых вопросов технологии извлечения нефти из карбонатных коллекторов трещиновато-пористого типа. Книга предназначена научным работникам, инженерам, геологам-нефтяникам и студентам соответствующих вузов.

В монографии изложены результаты систематических, выполненных по единому плану минералого-петрографических и экспериментальных исследований, посвященных установлению роли глинистых минералов во всех процессах, связанных с генезисом, миграцией и аккумуляцией нефти. Экспериментально установлен и теоретически обоснован механизм взаимодействия глинистых минералов с органическим веществом и нефтяными углеводородами на всех стадиях образования и существования последних (на начальном этапе, в путях миграции, при формировании коллекторских и экранирующих свойств пород). Выявлены факторы, определяющие участие и значение глинистых минералов в формировании порового пространства коллекторов. Показана роль деструктурно-текстурных особенностей глинистых пород и органического вещества в формировании фильтрационных и экранирующих свойств глинистых пород. Создана классификация глинистых и глинисто-алевритовых пород-покрышек в связи с их фильтрационными характеристиками. Составлен атлас текстур пород-покрышек, экранирующих нефтяные и газовые залежи мезозойских отложений Завпадно-Сибирской низменности и терригенных отложений девона Волго-Уральской гобласти. Книга рассчитана на геологов-нефтяников, занимающисхя разведкой и разработкой нефтяных месторождений, а также решением теоретических вопросов нефтяной геологии.

В книге освещены процессы формирования и сохранения порового пространства в карбонатных толщах различного состава и генезиса. Освещены новые оригинальные методы оценки сложного строения пустотного пространства; они позволяют выявить морфологию каверн и трещин. Изучены карбонатные коллекторы ряда крупнейших месторождений нефти и газа, построены модели распространения коллекторов в природных резервуарах Прикаспия (Карачаганак, Тенгиз и др.). Проанализирован характер изменения фильтрационно-емкостных и структурных параметров при погружении отложений на большие глубины, обосновано сохранение эффективной ёмкости и трещиноватости на глубинах более 5 км. Разработана оценочно-генетическая классификация карбонатных коллекторов; теоретически обоснованы классификационные схемы условий и факторов, обусловливающих формирование высокоемких коллекторов. Монография иллюстрирована большим числом таблиц, графиков, разрезов скважин и моделями резервуаров. Книга содержит ценную информацию для специалистов в области нефтегазовой геологии, студентов и инженеров.

Исследована зависимость численности и активности пластовой микрофлоры от химического состава и вязкости нефтей, позволяющая решать задачи повышения эффективности технологий и увеличения нефтеодачи в условиях добычи трудноизвлекаемых видов нефтей с аномальными свойствами (вязкие, тяжелые, парафинистые, смолистые). Для изучения особенностей влияния химического состава нефти на численность, распространение и активность пластовой микрофлоры использованы данные о микробиологических свойствах пластовых вод 16 нефтяных месторождений различных нефтегазносных бассейнов России, Монголии, Китая и Вьетнама. Данные о физико-химических свойствах нефтей этих месторождений получены из базы данных, созданной в Институте химии нефти СО РАН по физико-химическим свойствам нефтей мира. Установлено, что пластовые воды месторождений вязких нефтей харктеризуются значительной чиленность гетеротрофных и сульфатвосстанавливающих бактерий, а пластовые воды месторождений нефти с высоким содержанием парафинов - численностью денитрифицирующих бактерий.

Комплексное вибросейсмическое воздействие на нефтяной пласт с применением гелеобразующих композиций приводит к снижению обводненности продукции добывающих скважин. При этом в пористой матрице коллектора формируются гелеобразные экраны, которые вызывают перераспределение фильтрационных потоков. Возникает вопрос их устойчивости в условиях реализующегося виброакустического поля. Для проверки стабильности реологических характеристик гелей использована лабораторная установка на базе сейсмоприемника СМП-16. Экспериментально показана линейная связь между амплитудой возникающей силы и величиной периодической деформации. Можно сделать вывод, что воздействие поверхностного источника колебаний не должно оказывать разрушающего влияния на гель в пористом коллекторе.

Проведен анализ пространственно-временных изменений физико-химических свойств нефтей с низким содержанием парафи¬нов. Рассмотрены закономерности регионального размещения таких нефтей. Общее количество нефтегазоносных бассейнов с малопарафинистыми нефтями почти в половину меньше числа бассейнов с парафинисгыми нефтями и расположены они в основном на территории Евразии. По физико-химическим свойствам малопарафинистые нефти в среднем являются высоковязкими, средней плотности, среднесерийными, смолистыми, малоасфальтенистыми и со средним содержанием фракции н.к. 300 °С. Изучены особенности изменения свойств нефтей в зависимости от глубины залегания и возраста пород. Наибольшие запасы малопарафинистых нефтей, как и парафинистых, находятся в мезозойских отложениях, в основном с глубиной залегания от 1000 м.

На основе анализа и обобщения литературных данных представлена типизация трудноизвлекаемых нефтей, рассматриваемых в качестве основной базы прироста нефтедобычи в среднесрочной перспективе ввиду истощения запасов легкодоступных нефтей. Предложен индекс качества нефтей, позволяющий анализировать качественные особенности трудноизвлекаемых запасов нефти. Представлена классификация типов тредноизвлекаемых нефтей по индексу качества в виде трех классов: низкого, среднего и высокого.

Представлены результаты анализов добываемой нефти и пластовой воды из скважин на участках опытно-промышленных испытаний технологий на основе потокоотклоняющих и нефтевытесняющих композиций, разработанных в Институте химии нефти СО РАН.

В сборнике представлены результаты теоретических исследований механизма нефтевытеснения в пористой среде с различными свойствами, а также создания и применения новых технологий воздействия на пласты с трудноизвлекаемыми запасами. На основе многолетних исследований кернов продуктивных пород различных нефтяных месторождений представлены результаты анализа влияния характера смачиваемости поверхности пор на начальное распределение и совместную фильтрацию нефти и воды. Рассмотрена возможность доразработки полностью заводненных нефтяных пластов путем аккумулирования остаточных запасов нефти и переформирования из них «новой залежи». Предложена технология проведения кислотных обработок карбонатных коллекторов в условиях пониженных пластовых температур. Для выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин приводится обоснование технологии использования композиций на основе щелочных силикатных гелей. Рассмотрены и систематизированы технологии воздействия на призабойную зону пласта пороховыми генераторами давления. Рассмотрены особенности и возможности мониторинга воздействий на нефтяные пласты с использованием созданных базовых образцов информационно-измерительного комплекса. Приведено описание новых технологий мониторинга основных технологических показателей. Показана возможность использования сейсмического волнового поля для мониторинга состояния пластовой системы и динамики флюидопотоков по объектам разработки. Приведены результаты волнового воздействия на призабойную зону скважин на поздней стадии разработки нефтяных месторождений. Приведены характеристики созданного оперативного банка данных физико-химических свойств пластовых и дегазированных нефтей на основе автоматизированной информационной системы. Изложены результаты анализа состояния окружающей среды на завершающей стадии разработки нефтяного месторождения. Дан перечень природоохранных мероприятий по компонентам окружающей среды.

В монографии представлена база данных о физико-химических свойствах нефтей из различных нефтеносных бассейнов мира, созданная на основе ГИС-технологий и включающая более 13 тыс. записей. Предложена обобщенная классификация нефтей по набору основных физических характеристик и показателей химического состава. Изучены и описаны основные закономерности изменения физико-химических характеристик нефтей в зависимости от их географического размещения, глубины залегания и возраста пород, а также от уровня теплового потока. Исследована цикличность изменения физико-химических характеристик нефтей в различных стратиграфических подразделениях и показана их связь с трансгрессиями Мирового океана. Рассмотрены вопросы оценки показателей нефтей в зависимости от их районирования. Книга предназначена для специалистов в области нефтяной геологии и геохимии и химии нефти, аспирантов и студентов, обучающихся по соответствующим специальностям.

Исследовано влияние магнитного поля на структурно-реологические свойства нефтей с различным содержанием смол, асфальтенов и парафиновых углеводородов. Показано, что после магнитной обработки происходит существенное изменение парамагнитных, антиоксидантных и вязкостных характеристик парафинистых и высоковязких нефтей. Количественный показатель центров ингибирования возрастает с увеличением содержания в нефтях спиртобензольных смол. Период полного восстановления парамагнитных и антиоксидантных свойств совпадает со временем восстановления реологических характеристик нефти.

Исследовано влияние постоянного магнитного поля на реологические и парамагнитные свойства ряда парафинистых нефтей (ПН). Для высокопарафинистых нефтей (ВПН) с повышенным содержанием нейтральных смол при воздействии магнитного поля отмечено увеличение вязкости и энергии активации вязкого течения и их снижение для высокопарафинистых нефтей с повышенным содержанием кислых смол. Процессы образования ассоциатов, протекающие в нефтяных дисперсных системах после магнитного воздействия и определяющие изменение реологических свойств нефти, зависят от содержания парафиновых углеводородов, смол и асфальтенов. Изменение при магнитной обработке степени ассоциации молекул, которое сопровождается скачкообразным изменением энергии активации вязкого течения, свидетельствует о происходящих в нефтяной системе структурных преобразованиях. Воздействие магнитного поля смещает ассоциативно-диссоциативное равновесие в нефтяной дисперсной системе, приводит к различным релаксационным эффектам.

Проведен обзор закономерностей изменений физико-химических свойств тяжелых высоковязких нефтей Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Приведены данные статистического анализа свойств тяжелых высоковязких нефтей (ТВВН) в зависимости от литологической характеристики нефтевмещающих пород. Установлено уменьшение плотности (р) и вязкости (м) нефтей с увеличением глубины залегания. Показано, что максимальное значение ρ и м ТВВН наблюдается в нефтевмещающих породах нижней перми, а минимальное - в отложениях девона. По физико-химическим свойствам тяжелые высоковязкие нефти в среднем являются сернистыми, высокосмолистыми, среднеасфальтенистыми, со средним содержанием фракции н.к. 300 °С и малопарафинистыми.

На примере тяжелых, высоковязких нефтей месторождений Усинское и Ляохэ изучены основные тенденции изменения их состава и свойств при термолизе в лабораторных условиях. Эксперименты проводились в автоклаве периодического действия в интервале температур 200-350 °С с добавлением воды и внесением минеральной добавки для изучения характера влияния нефтеносной породы. Продукты термолиза представлены газами, нерастворимыми продуктами карбонизации, преобразованной нефтью. Обнаружено, что в жидких продуктах термолиза содержание азота, серы отличается от такового для исходных нефтей, повышается содержание асфальтенов, уменьшается доля смол и масел. В составе продуктов акватермолиза возрастает доля азотистых оснований, ароматических и кислородсодержащих структурных фрагментов, появляются амиды. Существенно изменяются удельный показатель поглощения нефтей и их фракций при длине волны 500 нм, а также индивидуальный состав алканов и нафталинов. Тенденции изменения основных параметров состава при акватермолизе усинской нефти и нефти месторождения Ляохэ прямо противоположны. Влияние минеральной добавки на результаты термолиза проявляется только на уровне выхода жидких продуктов, их элементного, группового и функционального (по данным ИК-спектров) составов и незаметно на уровне структурно-группового и индивидуального составов идентифицированных в маслах соединений.