Пористость коллекторов

Под пористостью горной породы понимается наличие в ней пустот (пор, каверн, трещин), не заполненных твердым веществом.

Различают пористости полную (абсолютную, физическую) и открытую, характеризующиеся соответствующими коэффициентами.

1. общая (абсолютная) – объем всех пор в породе (изолированных и сообщающихся). Коэффициент общей пористости – представляет собой отношение объема всех пор к объему образца породы.

К_n^общ = V_{всех пор} / V_обр

2. открытая – объем только тех пор, которые сообщаются между собой. Коэффициент открытой пористости равен:

К_n^откр = V_сообщ / V_обр

Всегда меньше, чем коэффициент общей пористости.

3. эффективная – определяется наличием таких пор, из которых нефть может быть извлечена при разработке. Коэффициент эффективной пористости равен отношению объема эффективных пор, через которые возможно движение нефти, воды и газа при определенных температуре и градиенте давления, к объему образца породы.

К_n^эф = V_эф / V_обр

Объем пор зависит от формы и размеров частиц обломочной породы, их уплотненности, отсортированности, количества, качества и типа цемента.

Пористость пород меняется с глубиной при увеличении давления, но не все так однозначно, поскольку увеличение пористости с увеличением давления может произойти при растрескивании, например аргиллитов.

Размер пор пород (по Б.А.Соколову)

Размер пор, мм	Характеристика движения жидкости
больше 0,1 - сверхкапиллярные	возможно движение жидкости под действием силы тяжести
0,005 до 0,1 - капиллярные	на перемещение жидкости влияют силы капиллярного давления
меньше 0,005 - субкапиллярные,	жидкость связана в виде пленок на стенках и не двигается

Проницаемость коллекторов

Проницаемость пористой среды – это способность пропускать жидкость или газ при перепаде давления.

Различают абсолютную (общую), эффективную (фазовую) и относительную проницаемость горной породы.

Абсолютная проницаемость - это проницаемость горных пород для однородной инертной жидкости или газа при отсутствии заметного физико-химического взаимодействия их с пористой средой.

Фазовая проницаемость - проницаемость горных пород для какой-либо жидкости или газа при одновременном наличии в ней других флюидов (газ — вода, вода - нефть, газ - нефть - вода) для данной жидкости или газа, зависит от степени насыщенности пор породы этой жидкостью или газом.

Относительная проницаемость — отношение фазовой проницаемости к абсолютной. Величина безразмерная, может изменяться от 0 до 1.

Проницаемость горных пород в случае линейной фильтрации определяется по закону Дарси. Согласно которому объемный расход жидкости проходящее сквозь породу при ламинарном движении прямо пропорционально коэффициенту проницаемости, площади поперечного сечения этой породы, перепаду давления, и обратно пропорционально вязкости жидкости и длине пройденного пути

Q_ж = К_{пр *}·F_* (ΔP) / μ _* Δℓ

где Q-объемный расход жидкости в м³/с; k_пр – коэффициент проницаемости в м²; F – площадь поперечного сечения в м²;  - вязкость флюида в Пас; L – длина пути в см; (P₁-P₂) – перепад давления в Па;

В случае фильтрации газа коэффициент проницаемости рассчитывается по формуле:

где Q₀-объемный расход газа приведенный к атмосферному давлению; Р₀ – атмосферное давление в Па; F – площадь поперечного сечения в м²;  - вязкость флюида в Пас; L – длина пути в см; P₁ - начальное давление в Па; P₂ – конечное давление в Па;

Единица коэффициента проницаемости называемая Дарси, Анри Филибер Гаспар Дарси (фр.10 июня1803, Дижон, —2 января1858,Париж) —французскийинженер-гидравлик, обосновавшийзакон Дарси(1856), связывающий скорость фильтрации жидкости в пористой среде с градиентом давления. Именем Дарси названаединица измерения проницаемости пористой среды. Под руководством Дарси в г.Дижонебыла создана первая вЕвропесистема городских очистных сооружений с различными фильтрационными засыпками. Это настолько изменило город в лучшую сторону, что уже на следующий день после смерти Дарси отпневмонииглавной площади города было присвоено его имя.

Проницаемость пород, служащих коллекторами для нефти, обычно выражают в миллидарси или мкм²10^-3 1Д1.02 10^-3 мкм²1.0210^-12м²1000мД.

Проницаемость в большей степени зависит от наличия трещин, хотя доля их в пустотном пространстве составляет десятые и сотые доли процента. Объясняется это высокой проводимостью трещин по сравнению с порами гранулярных коллекторов, поэтому трещины создают в пласте направления преимущественной фильтрации.