6.2 Виды проницаемости

Различают три вида проницаемости:

- абсолютная;

- фазовая (эффективная);

- относительная;

Абсолютная проницаемость характеризует только физические свойства породы. Поэтому для её определения через проэкстрагированную пористую среду пропускает флюид, чаще газ – инертный по отношению к породе (на практике для этой цели используется азот или воздух).

Фазовой (эффективной) проницаемостью называется проницаемость породы по отношению к данному флюиду при движении в порах многофазных систем (не менее двух). Величина ее зависит не только от физических свойств пород, но также от степени насыщенности порового пространства жидкостями или газами и от их физико-химических свойств.

Относительной проницаемостью пористой среды называется отношение фазовой проницаемости этой среды для данной фазы к абсолютной:

При эксплуатации нефтяных и газовых месторождений чаще всего в породе присутствуют и движутся две или три фазы одновременно. В этом случае проницаемость породы для какой-либо одной фазы всегда меньше ее абсолютной проницаемости. Эффективная и относительная проницаемости для различных фаз находятся в тесной зависимости от нефте- , газо- и водонасыщенности порового пространства породы и физико-химических свойств жидкостей.

Любая жидкость, смачивающая породу, начинает движение только после достижения определенного уровня насыщения. В любой залежи останется какое-то количество нефти.

Закон Дарси для несжимаемой жидкости определяет расход однородной жидкости через пористую среду при ламинарном ре- жиме потока следующей формулой:

Q = (k x F x (P1 - P2))/μ x L

где:

- Q - расход жидкости, м³/с

- k - коэффициент проницаемости, м²

- F - площадь фильтрации пористой среды, м²

- (P1 - Р2) - разность давлений, созданных на концах испытуемого образца, Па

- L - длина испытуемого образца породы, м

- µ - абсолютная вязкость жидкости, мПа·с.

На основании закона Дарси определяют коэффициент проницаемости k - существенную величину для характеристики физических свойств нефтеносных пород.

Рисунок 3 – Техническая реализация закона Дарси

Фазовая проницаемость определяется, например, методом сложных кернов. Закрепляются три образца в ряд, насыщаются первой фазой (водой), затем пропускается вторая фаза (нефть). После установившегося движения определяют остаточную насыщенность первой фазой, которая и учитывается при расчетах фазовой проницаемости. Хасслер предложил помещать образец между мембранами, которые проницаемы только для одной из фаз.

Проницаемые пласты проявляют себя в процессе бурения.

Проницаемость определяется также по результатам эксплуатации скважин. Надежных способов определения проницаемости по геофизическим данным нет.

Вопросы для самоконтроля

6.1 Перечислите разновидности проницаемости.

6.2 Как определяется проницаемость?

7 Породы-флюидоупоры

В разделе характеризуются породы-флюидоупоры, приводятся принципы их классификации, важнейшие показатели экранирующих свойств.

Для образования и сохранения залежей нефти и газа необходимым условием является перекрытие пород-коллекторов непроницаемыми породами. Такие породы образуют покрышку, или экран, не проницаемый для нефти и газа.

Установлена закономерность: чем лучше покрышка над залежами, тем больше ее размеры и продуктивность (Д.В. Жабреев, И.О. Брод, Н.А. Еременко).

На самом деле, поскольку абсолютно непроницаемых пород в природе нет, то породы-флюидоупоры характеризуются очень низкой эффузионной и диффузионной проницаемостью для нефти и газа при перепадах давления, возникающих при формировании залежей. Обычно перепад давления не превышает десятков, редко доходит до сотен атмосфер. Скорость фильтрации через покрышки много меньше скорости накопления углеводородов в залежи.