- •Введение
- •Глава I. Краткая история нефтегазовой геологии и развития нефтегазовой промышленности
- •Глава II химический состав и физико-химические свойства нефтей, природных газов и битумов
- •II.1. Основные химические элементы, входящие в состав нефтей и газов
- •Химический состав органических веществ
- •II.2. Химический (молекулярный) состав нефтей и природных газов
- •II.3. Физико-химические свойства нефтей и природных газов
- •Растворимость газов в воде и других растворителях
- •II.4. Классификация нефтей и газов по их химическим и физическим свойствам
- •II.5. Природные битумы.
- •Глава III. Породы-коллекторы и природные
- •III.1. Пористость горных пород
- •III.2. Проницаемость горных пород
- •III.3. Классификация пород-коллекторов нефти и газа
- •III.4. Природные резервуары нефти и газа
- •Классификация пород-флюидоупоров по их экранирующим свойствам по а.А.Ханину (1968)
- •III.5. Нефтегазоносные комплексы
- •Глава IV. Ловушки и залежи нефти и газа
- •IV.I. Ловушки нефти и газа и их типы
- •IV.2. Залежи нефти и газа и их параметры.
- •IV.3. Классификация залежей нефти и газа
- •Глава V. Давление и температура в залежах нефти и газа
- •V.1. Единицы измерения давления.
- •V.2. Виды давлений
- •V.3. Аномально высокие и аномально низкие пластовые давления (авпд и анпд).
- •V.4. Пластовая температура
- •Глава VI. Месторождения нефти и газа.
- •VI.1.Параметры месторождений нефти и газа
- •VI.2. Классификация месторождений нефти и газа
- •VI.3. Краткая характеристика классов месторождений
- •Глава VII. Закономерности изменения свойств нефтей и газов в залежах и на месторождениях
- •VII.I. Закономерности изменения свойств нефтей и газов внутри залежей.
- •VII.2. Закономерности изменения свойств нефтей и газов на месторождениях
- •VII.3. Эффект дифференциального улавливания
- •VII.4. Изменения свойств попутного газа
III.2. Проницаемость горных пород
Способность горных пород пропускать через себя жидкости и газы называется проницаемостью. Любая горная порода при больших перепадах давлений может пропускать через себя жидкость или газ. Однако в условиях верхней части земной коры существуют породы, которые практически
Таблица 6. Классификация пустот в горных породах по размерам и форме (по М.К.Калинко,1964г.)
|
||||
Размеры, мм |
Тип |
По морфологии пустот |
||
|
микро-поры |
Поры |
Каналы |
Трещины |
< 0.0002 |
Субкапиллярные |
Субкапиллярные |
Субкапиллярные |
|
0.0002-0.001 |
Микропоры |
Микропоровые |
Микротрещины |
|
0.001-0.01 |
Тонкие |
Тонкопоровые |
Волосяные |
|
0.01-0.1 |
маккропоры |
Очень мелкие |
Очень мелкопоровые |
Тонкие |
0.1-0.25 |
Мелкие |
Мелкопоровые |
Мелкие |
|
0.25-0.5 |
Средние |
Среднепоровые |
Средние |
|
0.5-1 |
Крупные |
Крупнопоровые |
Крупные |
|
1-2 |
Грубые |
Грубопоровые |
Грубые |
|
2-20 |
каверны |
Каверны мелкие |
Мелкокаверновые |
Макротрещины |
20-100 |
Каверны средние |
Среднекаверновые |
Широкие |
|
100-200 |
Каверны крупные |
Крупнокаверновые |
Весьма широкие |
|
200-1000 |
пещеры |
Пещеры мелкие |
|
|
1000-2000 |
Пещеры средние |
|
|
|
> 2000 |
Пещеры крупные |
|
|
являются непроницаемы для жидкости и газа. К таким породам относятся плотные породы – соли, глины.
Проницаемость определяет способность породы отдавать жидкости и газы, содержащиеся в них, при перепадах давлений. Еще в середине XIX века проводились опыты по определению скорости фильтрации воды в песках. На основе таких опытов французский ученый Дарси установил закон фильтрации, названный его именем – закон Дарси: скорость фильтрации прямо пропорционально гидравлическому уклону, обратно пропорционально длине пути фильтрации.
,
где h1, h2 – высоты над нулевым уровнем,
Δl – расстояние между точками измерения (длина пути фильтрации)
Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом фильтрации - Кф. Он зависит от типа жидкости, от ее плотности – d, и динамической вязкости – μ.
Коэффициент пропорциональности при этом называется коэффициентом проницаемости - КПР. Он зависит от пористости пород.
Гидравлический уклон можно выразить через давление:
; ;
Тогда закон Дарси принимает вид:
- скорость фильтрации прямо пропорциональна перепаду давления жидкости на входе и на выходе из пористой породы, и обратно пропорциональна вязкости жидкости и длине пути фильтрации.
В системе СГС проницаемость измеряется в дарси (Д). За одно дарси принимается проницаемость, при которой через породу с поперечным сечением 1см2 и при перепаде давления 1 ат за секунду проходит 1 см3 жидкости вязкостью 1 сантипуаз (спз). Одна тысячная доля дарси называется миллидарси (мД). В системе СИ коэффициент проницаемости имеет размерность площади – м2, выражает площадь сечения поровых каналов. Один квадратный микрометр (1 мкм2) равняется 10-12 м2. Проницаемость 1 мкм2 соответствует фильтрации 1м3 жидкости за одну секунду через образец горной породы сечением 1м2, длиной 1м при перепаде давления 0,1 Мпа и динамической вязкости жидкости 1 мПа·с. Проницаемость 1 мкм2 соответствует 0,981 Д.
Зависимость между пористостью и проницаемостью прямая, но не линейная. При возрастании плотности пород проницаемость падает, особенно резко при достижении плотности 2 г/см3. Проницаемость зависит не только от общей пористости пород, но и от размеров и формы пор и каналов.
Проницаемость коллекторов нефти и газа изменяется в широких пределах – от 0,001 мкм2 до нескольких мкм2. Пласт называется хорошо проницаемым, если проницаемость его составляет единицы или десятые доли мкм2. Коэффициент проницаемости, замеренный в поверхностных условиях, значительно выше, чем коэффициент проницаемости, замеренный на глубине.
Эффективная пористость пород отсутствует при диаметре капилляров, равном 1 мкм. При диаметре каналов в десятые и сотые доли микрона струйное течение жидкости отсутствует, т.е. закон Дарси не соблюдается. Проникновение жидкости через такие породы происходит не по закону фильтрации, а по закону диффузии, т.е. на молекулярном уровне.
Определение проницаемости производится в лабораториях. Различают два вида проницаемости: 1) абсолютная, замеривается в сухой породе продуванием через нее воздуха; 2) эффективная (фазовая) – способность пропускать через себя один флюид в присутствии в порах других флюидов. Например, проницаемость газа по нефти, нефти по воде.