1963)_КРАФТ Б.С., ХОКИНС М.Ф. - Прикладной курс технологии добычи н / Глава 3 п10

Глава III Нефтяные пласты, недосыщеные газом

10. СЖИМАЕМОСТЬ ПОРОДЫ

Когда уменьшается внутреннее давление жидкости, насыщаю­щей поровый объем породы, подвергнутой постоянному внешнему давлению (нагрузке вышележащих пород), видимый объем породы уменьшается. В то же время объем ее твердой фазы повышается например, зерна песка в песчанике. Эти изменения объема слегка уменьшают пористость породы с регулирующей величиной порядка 0,8% на 100 ат изменения во внутреннем давлении жидкости При этом пористость снижается с 20 до 19,9%.

Исследования Ван-дер-Кнаппа показывают, что это изменение величины пористости для определенной породы зависит только от разности внутреннего и внеш­него давления, но не от абсо­лютного значения давления.

Однако, как уже было отме­чено, если пластовый объем нефти выше давления точки на­сыщения, изменение порового объема нелинейно и сжимае­мость его непостоянна.

Сжимаемость порового объема с_f при любом значении разности между внутренним и внешним давлениями можно определить как изменение в поровом объеме на единицу последнего и на единицу из­менения давления.

Значения сжимаемости для известняковых и песчаниковых пород продуктивного коллек-

Рис. III. 16. График сопоставимости эф­фективной сжимаемости и пористости группы песчаных и известняковых кол­лекторов.

1 — Сен Андрес; 2 — Тенслип; 3 — Риф (Пен­сильвания); 4 — Кенион Риф; 5— Клирфорк; 6 — Клирфорк (диаметр керна 1"); 7 — Клир­форк (диаметр керна 2"); 8 — Пало Пинто; 9 - Вандера; 10 — Торпидо (диаметр керна 1" ); 11—Вудбяйн; 12— Торпидо (диаметр керна 2" ); 13— известняк; 14 — песчаник.

тора находятся в диапазоне 2,910^-5 — 3,710^-4 кГ/см^2. Если необходимо выразить сжимаемость через изменение порового объема на единицу общего объема и на единицу изме­нения давления, то делением на долевое значение пористости переводят сжимаемость на поровообъемный базис. Например, для породы с пористостью 20% сжимаемость 1,510^-5 /кГ/см² порового объема на общий объем составит 7,3510^-5 /1 ат порового объема на поровый объем.

На рис. III. 16 показаны эффективные значения сжимаемости для некоторого количества образцов песчаника и известняка, из­меренных Холлом при поддержании постоянного внешнего давления 204 кГ/см² и внутреннего давления, изменявшегося от 0 до 102 кГ/см², и построена кривая сопоставимости сжимаемости и пористости, по­лученная на основании исследований этих двухпараметров.

На рис. III. 17 даны результаты некоторых измерений сжимае­мости порового объема, проделанных Фэттом на восьми образцах песчаника. Сжимаемость порового объема построена в функции разности между внешним давлением и 85% внутреннего давления. Образцы от А и D включительно представляют собой породы с плохо отсортированной зернистостью, содержанием от 20 до 45% цемента и межзернистым детритусовым материалом; образцы от Е до Н включительно представлены породами с хорошо отсортированными зернами, цементом в количестве от 10 до 30% и межзернистым детритусовым материалом.

Фэтт не нашел связи между сжимаемостью и пористостью, быть может потому, что иссле­довал очень узкий интервал пористости —от 10 до 15%. Однако значения сжимаемости образцов Е—Н увеличивались с уменьшением пористости. Ван-дер-Кнапп нашел, что в целом сжимаемость порового объема выше для пониженных значений пористости, а для определенного коллектора, сло­женного известняком, сжимае­мость показала хорошую кор­реляцию с пористостью.

Хотя величина сжимаемо­сти породы представлена обычно малыми числами, ее влияние может быть очень за­метным в некоторых расчетах нефтяного пласта или водяных бассейнов питания с содержа­нием пластовых жидкостей, сжимаемость которых меняется от 4,410^-5 до 3,6710^-4 /кГ/см².

Ниже, там, где будут рас­сматриваться расчеты при да­влении выше точки насыще­ния, приводится такой случай.

Рис. 111.17. График сжимаемости поро­вого объема, построенный в зависимости от эффективиого давления перекрыши (р_е-0,85р_i).

А— базальный песчаник Тускалоза, Миссисипи, пористость 13%. В—песчаник из равзедоч-ной скважины, графство Санта Роза, Флорида, пористость 15%; С— песчаник из месторо­ждения Вентура Бэсн, Калифорния, порис­тость 10%; D —песчаник из месторождения Вест Монтальво, Калифорния, пористость 12%; Е—песчаник Вебер, месторождение Рэнджли, Колорадо, пористость 12%; F—пес­чаник из разведочной скважины в штате Не­вада, пористость 13%; G— песчаник Строун, месторождение Шерман, Тексас, пористость 13%; H— песчаник Брэдфорд, Пенсильва­ния , пористость 15 %.

Для расчетов песчаникового пласта Вебер месторождения Рэнд­жли согласно рис. III. 16 принята сжимаемость 6,710^-5 /кГ/см² для коллектора средней пористости 12%.

Пласт песчаника Вебер залегает на глубине 1525 м. Принимая грйдиент давления перекрывающих пород 0,222 кГ/см² на 1 м при начальном пластовом давлении около 174 кГ/см², увидим, что эффек­тивное давление перекрывающих пород будет

р_е - 0,85р₁ = 15250,222 - 0,85174,1 = 190,6 кГ/см².

Тогда согласно рис. III. 17 (кривая Е) сжимаемость породы при давлении 190,6 кГ/см² составляет 8,110^-5 /кГ/см².

Когда пластовое давление падает до 81,6 кГ/см², эффективная сжимаемость породы понижается до 6,6210^-5 /кГ/см². Считают, что если пласт не подвержен равномерному внешнему давлению, как это видно по лабораторным образцам, то эффективное значение сжимаемости в пласте будет меньше замеренной величины.

Б.С.Крафт, М.Ф.Хокинс

Прикладной курс технологии добычи нефти,-М.,Гостоптехиздат.-1963 с.139-141.