2.2. Фильтрационные свойства коллектора

Проницаемость – это свойство породы пропускать через себя флюиды.

Коэффициент проницаемости k имеет размерность площади. Физический смысл размерности состоит в том, что проницаемость соответствует площади сечения каналов пористой среды, по которым происходит фильтрация.

Проницаемость в 1 мкм² соответствует условиям, когда через образец пористой среды площадью поперечного сечения 10^-4 м² и длиной 10^-2 м при перепаде давления 10^-5 Па расход жидкости вязкостью 1 мПас составляет 10^-6 м³/с. На практике для оценки проницаемости часто пользуются единицей дарси: 1 Д = 10^-12 м².

В нефтяной практике используются следующие категории:  проницаемость по воздуху;  абсолютная проницаемость;  эффективная (фазовая) проницаемость;  относительная проницаемость.

Проницаемость по воздуху – стандартный способ измерения на образцах керна, его часто используют для оценки абсолютной проницаемости. При высоких давлениях проницаемость по воздуху равна проницаемости по жидкости.

Абсолютная проницаемость характеризует породу при фильтрации однородной жидкости (или газа) определенной вязкости, насыщающей поровое пространство под воздействием градиента давления. Она определяется лабораторными методами и используется для оценки коллекторских свойств горных пород.

Эффективная (фазовая) проницаемость – проницаемость отдельно взятого флюида, когда число фаз в породе больше единицы (вода, нефть, газ). Практически сумма фазовых проницаемостей меньше, чем абсолютная проницаемость.

Относительная проницаемость – отношение эффективной проницаемости к некоторой базовой проницаемости, обычно фазовой (эффективной) нефтепроницаемости, замеренной в породе со связанной водой: k_o = k_эв/k_эн.

В условиях насыщенности только связанной водой нефтепроницаемость k_н = 1. Относительная проницаемость указывает на свойство нефти и воды течь в пористой среде одновременно. В зависимости от водонасыщенности относительные проницаемости нефти и воды на графике изменяются от 0 до 1 (рис.2.1). Эти данные отражают влияние смачиваемости, флюидонасыщенности, поровой геометрии и распределения флюидов на поверхности пород коллектора, когда параметр по нефти используют в качестве базовой проницаемости. Такая зависимость позволяет легко сравнивать данные по относительной проницаемости.

Удельная поверхность породы характеризует суммарную поверхность частиц, содержащихся в единице объема породы (образца). Удельная поверхность является одной из важных характеристик горной породы, влияющей на многие свойства: проницаемость, адсорбционную способность, содержание остаточной воды и др.

Для практических расчетов удельная поверхность породы S_уд может быть выражена через пористость m и проницаемость k приближенным соотношением:

Температура насыщения пласта соответствует значению, ниже которого из нефти начинают выпадать (кристаллизоваться) асфальтосмолистые и парафинистые вещества, что ведет к снижению проницаемости пласта. Cнижение температуры способно вызвать изменение фазового равновесия многокомпонентной углеводородной смеси.

Водонефтяной контакт (ВНК) – условная поверхность разделения нефте- и водонасыщенной толщ пласта. Ниже ВНК нефть может находиться в гидрофобных породах, выше ВНК могут присутствовать обе фазы.

Газонефтяной контакт (ГНК) – условная поверхность, разделяющая газо- и нефтенасыщенную толщи. Ниже ГНК газ находится в нефти только в растворенном состоянии, выше ГНК могут присутствовать обе фазы.