Что такое Кго и что вдруг началось?
Материал написан при непосредственном участии Я.И.Гильманова, А.А.Загоровского и petrophysics_hub
Кго – это коэффициент остаточной газонасыщенности. А если точнее: объем защемленного газа после вытеснения водой.
И еще совсем недавно мы о нем не заморачивались – даже в моей первой книге (от 2021 года) он не упоминается.
Раньше Кго игнорировалось – считали его малым (5–10%) на фоне погрешности подсчета запасов. Сейчас, при доразработке старых месторождений, недоизвлеченный газ становится значимым. Плюс ТРиЗы становятся все актуальней, и мы начинаем их понимать все больше – а там тоже много остаточного газа.
Это привело к тому, что в новых методических рекомендациях (2025 г.) определение граничной пористости для газонасыщенных коллекторов обосновывается также, как и для нефтенасыщенных – через динамическую пористость (КпДИН = Кп*(1-Кво-Кго)), а не эффективную как было раньше. А это непосредственно влияет на рассчитываемый объем запасов.
Так что такое Кго и какие с ним сложности
Давайте представим Кго на бытовом примере. Берем баллон с газом (бытовой баллон для газовой плиты) – Кг в нем всегда 100% при любом давлении. Когда газ в нем «заканчивается» это значит, что давления газа стало примерно равно атмосферному, и больше нет градиента давлений для выхода газа. Но Кг по-прежнему остается 100%.
Теперь представьте, что этот «пустой» газовый баллон разрубили джедайским мечом (предположим, что газ воспламеняет) на 2 половинки – газ сразу весь вышел и Кг стал равен 0%. И никакого Кго мы не заметили.
Если представить аналогичную ситуацию с нефтью, то на стенках баллона останется пленка нефти, которая и будет Кно.
Продолжаем моделировать наш процесс – теперь баллон заполним большим количеством губок для посуды. Т.к. поры в них большие, газ также после воздействия джедайского меча весь выйдет наружу (но для этого потребуется больше времени). А для нефти существенно увеличится Кно – т.к. удельная поверхность стала больше.
Теперь представим, что баллон заполнен губками с нанопорами (например, мембранным материалом). Какой-то объем газа все-таки выйдет, но величина Кго будет уже существенной.
И тут сразу вопрос – Кго будет зависеть от величины атмосферного давления при открытии баллона? Если мы откроем «пустой» баллон на вершине Эвереста (0,32 атм) или в Монголии (1.06 атм) какие объемы газа мы сможем извлечь?
И еще один интересный момент с остаточным газом - при уменьшении давления (например, при разработке месторождения) газ будет расширяться и его часть станет подвижной и может быть извлечена. Но при этом Кго не изменится, т.к. объем газа не изменится (изменится его давление). Вот так вот!
И вот здесь появляется главная проблема Кго - нет стандарта его определения! А отсутствие стандарта позволяет/не запрещает применять разные методики. А разные методики приводят к разным результатам.
Лабораторные методы определения Кго
Образец сначала насыщается газом, затем постепенно вводится вторая фаза - вода, имитируя реальные условия вытеснения флюидов в пласте. Измеряется скорость прохождения каждой фазы через образец при различных уровнях насыщенности.
Чаще всего Кго вычисляют косвенными методами, измеряя изменение интенсивности сигналов рентгеновского/гамма излучения или замеров УЭС. Либо путём взвешивания образцов в атмосферных условиях. Правда, точность такого подхода крайне низка: при относительно небольших показателях Кго (около 5–10%) и солёности раствора порядка 5–7 г/л погрешность измерений достигает 100%! Естественно, конечный результат оказывается зависимым от множества факторов: скорости снижения давления, характеристик самого материала породы, особенностей строения пористого пространства.
Этот метод оценивает долю остаточного газа после взаимодействия породы с жидкостью - образец помещается в специальную камеру, где он подвергается воздействию водяной пленки: вода проникает в пустоты породы благодаря капиллярным силам, начиная с мелких пор и постепенно распространяясь на крупные. Исследования проводится в системе декан - модель пластовой воды с использованием центрифуги в ТБУ.
Такие эксперименты показывают достаточно широкий диапазон значений — от 5 до 25% для песчаных пород, и до 30–50% в известняках и доломитах, обладающих гораздо более сложными каналами. Также значительно влияет также степень гидрофильно-гидрофобных свойств материалов: в гидрофильных образцах вода вытесняют газ лучше, в гидрофобных — наоборот, остаток газа заметнее.
Образец предварительно высушивается и насыщается флюидом (газом), затем подается вода в направлении, противоположном направлению движения ранее введенного газа.
Кго представляет собой объем газа, оставшегося в пласте после вытеснения воды. Ранее он считался незначительным (5–10%), однако в последнее время приобрел важное значение. При этом, нет единого метода измерения Кго, что приводит к значительным различиям результатов исследований.
Таким образом, существует необходимость сообща решать проблему Кго: организовывать НИР в разных лабораторных центрах и совместные встречи по обсуждению результатов.