4.4 Классификации пород и коллекторов

4.4.1 Зависимость коэффициента абсолютной проницаемости от различных петрофизических величин

Опытные данные подтверждают:

1) рост коэффициента прони­цаемости с увеличением квадрата среднего радиуса (диаметра) капилляров;

2) связи для различных типов осадочных отложений – прямые между коэффициентами k_np и k_n;

3) обратные – между k_np и S_V; k_np и Т_г. Эти связи не тесные. Первая из них не учитывает раз­личие отдельных образцов пород по удельному поровому объему, вторая – сопротивление поровых каналов потоку фильтрующей­ся жидкости, третья – удельный объем или также поверхность поровых каналов;

4) достаточно тесные зависимости прослежи­ваются между k_np, k_n и S_V , которые связаны уравне­нием

,

(4.2)

где a3; b3; A – постоянная величина для определенного типа отложений, равная примерно 10² (при измерении k_n в %);

5) обратные связи между k_np и k_во (k_во  коэффициент остаточ­ного водонасыщения) и более тесную – между k_n, lg k_np и k_во.

Определяющими значения k_np осадочных пород являются также состав их фаз, форма, гранулометрический состав зерен и его статистические характеристики (медианный и эффектив­ный диаметры, коэффициенты однородности и отсортированности), удельное содержание глинистого и глинистого растворимо­го цементирующего компонента. Перечисленные особенности и свойства пород обусловливают межфазное взаимодействие в по­рах пород, их удельную объемную поверхность S_V, общий k_n и открытый k_no удельный объем пор, состав пор этих сред и его статистические характеристики, удельную объемную концентра­цию глинистого k_{гл m}, растворимого k_ц и глинистого растворимого k_{гл ц} компонента, удельное объемное заполнение пор связан­ной и остаточной водой.

На коэффициент водопроницаемости пород значительно влия­ют также состав их воды и обменный комплекс твердой фазы, определяющие структуру ДЭС и толщину пленки связанной воды. Коэффициент проницаемости минимален, если в слое противоионов преобладает ион натрия. Тогда в порах породы много связанной воды и сечение фильтрующих пор сильно снижено.

4.4.2 Классификация пород по коэффициенту проницаемости

По коэффициенту проницаемости горные породы подразделяются на проницаемые, полупроницаемые и практически непроницаемые.

К проницаемым относятся грубообломочные породы (галечники, гравий), слабо сцементированные и хорошо отсортированные песчано-алевритово-глинистые породы, кавернозные и особенно закарстованные и трещиноватые, известково-магнезиальные породы, трещиноватые магматические породы.

Поровое пространство проницаемых пород, занимает, как правило, значительную часть объема породы (20, 30, 40 % и более) и обычно сложено относительно небольшим числом сверхкапиллярных, крупнокапиллярных или капиллярных пор, часто равномерно распределенных по объему породы. Мало в этих породах связанной воды. Коэффициент проницаемости их варьирует от 10^-2 до нескольких тысяч, мкм².

К полупроницаемым относятся менее отсортированные глинистые пески, некоторые разновидности алевритов, песчаников и алевролитов, а также ряд карбонатных пород, в частности мелкотрещиноватые меловидные известняки и доломиты. Поровое пространство этих пород в большом объеме представлено субкапиллярными порами, содержание связанной воды повышенное. Коэффициент проницаемости от 10^-4 до 10^-2 мкм².

К практически непроницаемым относятся породы с k_пp<10^-4 мкм²: глины, аргиллиты, глинистые сланцы, мергели с субкапиллярными порами, сильно сцементированные пески, песчаники и алевролиты, плотные мел и меловидные известняки, невыветрелые кристаллические карбонаты и магматические породы, породы с закрытой пористостью и т. д.

Поровое пространство глин, меловидных известняков нередко достигает 50 % от объема породы. У аргиллитов, сланцев, мергелей, кристаллических невыветрельгх карбонатов и магматических пород оно обычно не превышает 68 %. Для некоторых пород (кристаллические невыветрелые карбонаты и магматические породы) отсутствие проницаемости обусловлено изолированностью пор. Почти вся вода большинства пор связана и не может перемещаться при обычных в природе градиентах давлений.

В направлении слоистости пород проницаемость выше, чем в направлении, перпендикулярном к ней (явление анизотропии).