У підручнику висвітлено основні наукові положення з фізики нафтового і газового пласта. Зазначено властивості гірських порід - колекторів, пластових вуглеводнів та води, їх фізико-хімічні властивості, фазові перетворення вуглеводневих систем, а також молекулярно-поверхневі процеси, які проходять на границях розділу фаз. Охарактеризовано енергетичний стан та режими роботи нафтових і газових покладів, коефіцієнтів вилучення вуглеводнів. Подано фізичні основи, призначення і критерії застосування методів підвищення нафтогазоконденсатовилучення. Призначений для студентів ЗВО нафтогазового профілю III-IV рівня акредитації, що навчаються за спеціальністю 185 "Нафтогазова інженерія та технології" (спеціалізація "Видобування нафти і газу"), а також може бути використаний ас п і рантамц, інженерно-техн і ч н им и та науковими працівниками. ЗМІСТ Вступ 8 1. ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОРІД-КОЛЕКТО- PIB НАФТИ І ГАЗУ 10 1.1 Типи порід-колекторів та параметри, що їх характеризують 10 1.2 Гранулометричний склад гірських порід 16 1.3 Пористість гірських порід 25 1.4 Проникність гірських порід 35 1.4.1 Абсолютна проникність 36 1.4.2 Фазова і відносна проникність гірських порід 39 1.4.3 Залежність проникності від пористості та розміру пор 51 1.4.4 Проникність тріщинуватих порід. Рівняння Бусінеска 64 1.4.5 Методи визначення проникності 66 1.5 Питома поверхня та радіус порових каналів 73 1.6 Нафтоводогазонасиченість 77 1.7 Карбонатність гірських порід 80 2. ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ І ТЕПЛОВІ ВЛАСТИВОСТІ ГІРСЬКИХ ПОРІД 87 2.1 Напружений стан порід в умовах залягання пласта 88 2.2 Напружений стан порід у зоні свердловини 90 2.3 Деформація і міцнісні властивості гірських порід 93 2.4 Пружні зміни властивостей колекторів у процесі розробки покладу 95 2.5 Пружні коливання в породах і їх акустичні властивості 99 2.6 Теплові властивості гірських порід 103 3. ФІЗИЧНІ УМОВИ ЗАЛЯГАННЯ ВУГЛЕВОДНІВ У ПОКЛАДІ 108 3.1 Природні резервуари нафти і газу та нафтогазоносні комплекси 108 3.2 Покришки 113 3.3 Пастки нафти і газу та їх типи 114 3.4 Поклади нафти і газу та їх класифікація 116 3.5 Родовища нафти і газу 119 3.6 T иск і температура покладі в 120 3.7 Вимірювання пластового тиску і температури 125 3.8 Неоднорідність колекторів нафти і газу 135 3.9 Г азогідратні поклади 137 ЗЛО Сланцеві поклади газу і нафти 144 4. ХІМІЧНИЙ СКЛАД І ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПРИРОДНИХ ГАЗІВ 150 4.1 Хімічний склад і класифікація природних газів ... 150 4.2 Основні закони газового стану ідеальних і реальних газів 152 4.3 Стан та параметри газових сумішей 158 4.3.1 Парціальний тиск і парціальний об'єм компонента в суміші ідеальних газів 159 4.3.2 Вміст важких вуглеводнів у суміші 161 4.4 Фізичні властивості природного газу 163 4.4.1 Густина природного газу 163 4.4.2 В 'язкість природного газу 165 4.4.3 Розчинність газу у нафті та воді 168 4.4.4 Термодинамічні властивості природного газу 170 4.4.5 Дроселювання газу 172 4.4.6 Теплотворна здатність природного газу 175 4.4.7 Небезпечні властивості природного газу 182 5. ХІМІЧНИЙ СКЛАД І ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ НАФТИ 185 5.1 Склад і класифікація нафт 187 5.2 Фізичні властивості пластової нафти 191 5.2.1 Тиск насичення нафти газом 192 5.2.2 Густина пластової нафти 193 5.2.3 В'язкість пластової нафти 196 5.2.4 Стисливість нафти. Об'ємний коефіцієнт нафти ... 199 5.2.5 Структурно-механічні властивості аномально в'язких нафт 202 5.2.6 Відбір проб і дослідження пластових рідин 207 6. ФАЗОВІ РІВНОВАГИ І ПЕРЕТВОРЕННЯ В СУМІШАХ ПЛАСТОВИХ РІДИН TA ГАЗІВ 215 6.1 Схема фазових перетворень однокомпонентних систем 215 6.2 Схема фазових перетворень дво- і багатокомпонентних систем 218 6.3 Вологовміст природних газів і газоконденсатних систем. Вплив води на фазові перетворення вуглеводнів 231 6.4 Фазовий стан системи нафта-газ залежно від тиску і температури 234 6.5 Газоконденсатна характеристика покладу. Визначення властивостей газоконденсатних сумішей 237 6.6 Розрахунок фазових рівноваг вуглеводневих сумішей 249 6.7 Газовий конденсат 269 7. КЛАСИФІКАЦІЯ TA ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПЛАСТОВИХ ВОД 273 7.1 Класифікація пластових вод нафтових і газових родовищ 273 7.2 Залишкова вода 275 7.3 Методи визначення кількості залишкової води.... 280 7.4 Основні властивості пластових вод та параметри, що їх характеризують 289 7.5 Мінералізація і типи пластових вод 297 8 МОЛЕКУЛЯРНО-ПОВЕРХНЕВІ ЯВИЩА TA КАПІЛЯРНІ ПРОЦЕСИ 301 8.1 Поверхневий натяг у суміші пластових рідин і на границі поверхні пористого середовища 303 8.2 Змочування поверхні пустотного простору породи. Крайовий кут змочування 309 8.3 Властивості поверхневих шарів у пластових системах 320 8.4 Експериментальне визначення поверхневого натягу та крайового кута змочування 323 9 ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ВИЛУНЕННЯ НАФТИ, ГАЗУ І КОНДЕНСАТУ З ПОРИСТОГО СЕРЕДОВИЩА 331 9.1 Джерела пластової енергії. Сили, що діють у покладі 331 9.2 Фізична суть виникнення опорів під час вилучення вуглеводнів з пласта та інших явищ 334 9.3 Дросельний ефект при фільтрації в пористому середовищі 344 9.4 Фізичні основи механізму витіснення з пласта нафти водою і газом 351 9.5 Фізичні основи механізму вилучення з пласта конденсату 355 9.6 Коефіцієнт нафтовилучення та чинники, що на нього впливають 359 9.7 Коефіцієнти газо- та конденсатовилучення 369 9.8 Експериментальні дослідження процесів витіснення нафти 374 9.9 Експериментальні дослідження витіснення випавшого в пористому середовищі вуглеводневого конденсату водою 383 10 ПІДВИЩЕННЯ НАФТОГАЗОКОНДЕНСА- ТОВИЛУЧЕННЯ ІЗ ПЛАСТІВ 397 10.1 Підвищення нафтовилучення 398 10.1.1 Фізичні основи гідродинамічних методів 401 10.1.2 Газові методи 404 10.1.3 Фізико-хімічні методи 408 10.1.4 Теплові методи 429 10.2 Фізичні основи підвищення газоконденсато- вилучення із пластів 433 10.2.1 Підвищення газовилучення із газових родовищ при газовому режимі 434 10.2.2 Підвищення газовилучення із газових родовищ при водонапірному режимі 434 10.2.3 Основні напрями збільшення вуглеводневилу- чення із газоконденсатних родовищ 436 Перелік використаних джерел 443