Коэффициенты пористости некоторых осадочных пород
Таблица 1.1
Горная порода |
Пористость, % |
Глинистые сланцы |
0,54-1,4 |
Глины |
6,0-50,0 |
Пески |
6,0-52 |
Песчаники |
3,5-29,0 |
Известняки |
до 33 |
Доломиты |
до 39 |
Известняки и доломиты, как покрышки |
0,65-2,5 |
Общая и открытая пористость зависят от:
глубины залегания и ,как правило, падает с увеличением глубины залегания (рис. 1.3.);
Рис. 1.3. Влияние естественного уплотнения пород на их пористость:
1. – песчаники, 2. – глины
от плотности пород;
количества цемента и др.
Пористость пород продуктивных пластов определяют в лабораторных условиях по керновому материалу (см. раздел лаборат. практикума). Пористость пласта на больших участках определяется статистически по большому числу исследованных образцов керна.
1.3. Проницаемость
Проницаемость – это фильтрующий параметр горной породы, характеризующий её способность пропускать через себя жидкости и газы при перепаде давления.
Абсолютно непроницаемых тел в природе нет. При сверхвысоких давлениях все горные породы проницаемы. Однако при сравнительно небольших перепадах давления в нефтяных пластах многие породы в результате незначительных размеров пор оказываются практически непроницаемыми для жидкостей и газов (глины, сланцы и т.д.).
Хорошо проницаемыми породами являются: песок, песчаники, доломиты, доломитизированные известняки, алевролиты, а так же глины, имеющие массивную пакетную упаковку (рис. 1.4).
Рис. 1.4. Пример массивной пакетной упаковки глин – фильтрация происходит через каналы между пакетами
Рис. 1.5. Пример упорядоченной пакетной упаковки глин – фильтрация практически не происходит
К плохо проницаемым относятся: глины, с упорядоченной пакетной упаковкой (рис. 1.5), глинистые сланцы, мергели, песчаники, с обильной глинистой цементацией. Для существующих типов каналов (субкапиллярные, капиллярные, трещины), фильтрация идет, в основном, через капилляры, каналы и трещины.
1.3.1. Линейная фильтрация нефти и газа в пористой среде
Для оценки проницаемости горных пород обычно пользуются линейным законом фильтрации Дарси. Дарси в 1856 году, изучая течение воды через песчаный фильтр (рис. 1.6), установил зависимость скорости фильтрации жидкости от градиента давления.
Рис. 1.6. Схема экспериментальной установки Дарси для изучения течения воды через песок
Согласно уравнению Дарси, скорость фильтрации воды в пористой среде пропорциональна градиенту давления:
,
(1.5)
где Q – объёмная скорость воды;
v – линейная скорость воды;
F – площадь сечения, F = pd2/4;
L – длина фильтра;
k – коэффициент пропорциональности.
Нефть – неидеальная система. С точки зрения химии компоненты такой системы взаимодействуют между собой. Поэтому уравнение, описывающее линейный закон фильтрации нефти, содержит параметр вязкость, учитывающий взаимодействие компонентов внутри нефтяной системы:
, (1.6)
где m – вязкость нефти.
В этом уравнении способность породы пропускать жидкости и газы характеризуется коэффициентом пропорциональности k (1.6), который называется коэффициентом проницаемости (kпр).
Размерность коэффициента проницаемости (система СИ) вытекает из уравнения (1.6):
, (1.7)