Количественные и качественные характеристики
Коэффициент, характеризующий запасы, называется коэффициентом общей пористости.
(vгр+vтрещ+vкав)/vобщ=kп=kп.гр+kп.тр+kп.кав
Как правило объём гранулярных пор всегда существенно выше объёма трещинных и кавернозных.
Если мы будем рассматривать трещинно-пористый пласт, то максимальный объём запасов будет в порах и минимальный – в трещинах.
Трещины рассматриваются, как транспортировщики из блоков пор нефти, а поры, как блоки.
Кроме формы, поры различаются по степени сообщаемости и по характеру содержания интересующих нас флюидов (нефти или газа).
Доля любых пор на единице объёма называется коэффициентом общей пористости.
Интерес представляют только сообщающиеся поры. Если нефть находится в изолированных порах, то она не извлекается. Поэтому для определения запасов извлекаемой нефти, т.е. для сообщающихся пор применяют коэффициент открытой пористости:
kо.п.=vотк.пор/vобщ
Вводят и такой параметр, как коэффициент нефтегазонасыщения, как объём пор, содержащих нефть и газ к общему объёму пор:
kн.г.=vн.г./vпор
В соответствии с этим выделяется такое понятие как эффективная пористость:
kэф.=kо.п.×kн.г.
Т.е. это доля пор, занятых нефтью и газом, отнесённая к общему объёму пласта.
В качестве меры, характеризующей полезную ёмкость пласта используется коэффициент динамической пористости:
kдинам.п.=kо.п.×(kн – kо.н.н.),
где kн – коэффициент нефтенасыщения
kо.н.н. – коэффициент остаточного нефтенасыщения
Кроме способности содержать нефть и газ, пласт, как коллектор, имеет свойство отдавать (фильтровать) флюид. Поэтому, кроме пористости, есть такая характеристика, как фильтрационная способность нефтегазового пласта.
Фильтрационная способность – способность движения жидкости в пористой среде.
Изучение явления фильтрации связано с такими именами, как Кочина, Христьянович, Лейбензон и др.
Первые закономерности фильтрации в пористой среде были установлены в конце ХIХ века французским инженером Дарси, проводившему свои опыты с песками.
Он вывел следующий закон:
v=(1/m)×k×Dр/DL
где Dр – градиент давления
DL – длина образца
k – коэффициент пропорциональности – способность пористой среды реагировать на изменение давления/фильтрации. Иначе, коэффициент проницаемости.
Коэффициент проницаемости – физическое свойство нефтегазового пласта.
Коэффициенты по газу и нефти различны. И поэтому, чтобы иметь некоторую общность ввели несколько коэффициентов:
@ Коэффициент абсолютной проницаемости (иначе коэффициент физической проницаемости пласта) – это проницаемость пористой среды, которая определена из закона Дарси, при условии, что фильтрующийся флюид не взаимодействует со скелетом породы. На практике в качестве такого инертного флюида используют газ, например, азот, и проницаемость по газу является физической проницаемостью пласта.
@ Поскольку пласт – многофазная система, т.е. помимо нефти фильтруется ещё и вода, то вводится понятие фазовой проницаемости.
Фазовая проницаемость – проницаемость пласта при фильтрации флюида (фазы), который не инертен по отношению к скелету (вода, керосин и др.).
kпр.а. ³ kпр.ф.
Из закона Дарси:
v=Q/F, т.е. kпр=Q×m×DL/(Dр×F),
где F - площадь.
[kпр]=[(м3/с)×(Па×с)×м/((Па)×(м2))]=[м2]
Проницаемость – площадь всех отверстий, через которые проходят флюиды.
При фильтрации через площадь 1м, перепаде давления 1Па на длине 1м с вязкостью в 1 Па×с, расход составляет 1 м3/с.
Но пластов с такой проницаемостью в реальных условиях не существует, поэтому принимают такую единицу, как 1 мкм2.
1 мкм2=10-12 м2
1D=1.02 мкм2
Гравелиты, хорошо отсортированные пески имеют проницаемость в 1 D. Но и такая проницаемость – редкость, чаще принимают единицу в миллидарси.
По проницаемости определяют некоторые граничные значения: если для газа граничные значения составляют 10-1 мD, то для нефти граничные значения – 5-10 мD.
Проницаемость относится к физико-технологическим характеристикам пласта.
Исследования показали, что пласты с проницаемостью около 0.01 мD могут переходить в коллекторы, если пласт разорвать мощным гидроразрывом. Такие пласты именуются плотными коллекторами.
Такой важный на практике показатель, как порог перколяции, можно преодолевать с помощью добавочных трещин. Иными словами, преодоление порога перколяции позволяет непроводящей породе проводить.
Гидроразрыв аналогичен проводящему изолятору, т.е. если на изолятор под действием перепада напряжений DU набрасывать проводники, то после достижения критической массы проводников произойдёт как бы разрыв и изолятор начнёт проводить.
 |
Лекция №5.