22. Свойства горных пород и пластовых флюидов

Определяются по данным ГИС и других исследований. Основные коллекторские свойства породы: гранулометрический состав; пористость; распределение пор по размерам; удельная поверхность порового пространства; проницаемость; коэф-т сжимаемости;

теплофизические свойства.

Гранулометрический состав – содержание в породе зёрен определённых размеров в процентах от общего числа зёрен. Наименьшая фракция – 0,05 мм.

Коэффициент пористости, гранулометрический состав и форма зёрен позволяют судить о строении порового пространства. В зависимости от формы и размеров зёрен, плотности их упаковки, размеры пор меняются в очень широких пределах: в слабопроницаемых терригенных коллекторах – от 1 мкм до 0,5 мм. В кварцевых песчаниках со средней проницаемостью (0,4–0,5 мкм²) средний размер пор составляет 10–20 мкм. В карбонатных породах длина трещин изменяется от нескольких см до 10–20 м.

Удельная поверхность породы – это отношение площади поверхности пор к объёму пласта. Для высокопроницаемых коллекторов это составляет 500–1000 см²/см³, иногда 10000–30000 см²/см³.

В пласте флюиды находятся в порах, соединённых поровыми каналами. Для карбонатных коллекторов отношение среднего размера пор к среднему размеру поровых каналов составляет 3–7, а для терригенных пород это отношение меняется от 2 до 4.

Коэффициент сжимаемости породы. Любой пласт – упругое тело, деформирующееся под действием давления. Величина деформации горных пород небольшая. Для малых деформаций упругих тел справедлив закон Гука:

β_песч = 0,27∙10^-4 МПа^-1; β_нефти = (7–30)∙10^-4 МПа^-1; β_воды = (2,7–5)∙10^-4 МПа^-1;β_н для лёгких нефтей < β_н для тяжёлых.

Сжимаемость нефти зависит от её состава и количества растворённого газа.

Сжимаемость породы зависит от размера пор и её скелета. На скелет породы действует горное давление с одной стороны, а с другое – пластовое давление жидкостей.

где Р_г – горное давление;

_ср – ср. удельный вес вышезалегающих горных пород;

Н – глубина залегания пласта;

Р_пл меняется, а P_г считается постоянным.

В процессе разработки пластовое давление снижается, а значит, что давление действующее на скелет породы увеличивается. Деформация горных пород при изменении давления может происходить за счёт следующих факторов:

1. при уменьшении пластового давления, уменьшается объём скелета породы (изменение обычно небольшое);

2. за счёт возрастания сжимающих усилий, контакты между зёрнами могут стать более тесными. Если пластовое давление уменьшается на значительную величину, отдельные зёрна породы могут поворачиваться и скользить по поверхности взаимного соприкосновения. При этом неровности могут скалываться, что ведёт к уменьшению порового пространства;

3. изменения в цементирующих веществах. Они менее жёсткие, чем сами зёрна пород. Изменения также приводят к уменьшению порового пространства.

Проницаемость – это фильтрационный параметр, характеризующий способность пласта пропускать жидкость или газ.

Пьезопроводность – скорость перераспределения давления в упругом пласте. Изменяется от 1,2 – 3 м²/с