Физика пласта.
1. Коэффициенты проницаемости горной породы. Единицы измерения и методы определения.
Проницаемость – фильтрационный параметр горной породы, характеризующий её способность пропускать к забоям скважин нефть, газ и воду. Большая часть осадочных парод обладает той или иной проницаемостью.
Под абсолютной принято понимать проницаемость пористой среды, которая определена при наличии в ней лишь одной какой-либо фазы, химически инертной по отношению к породе.
Фазовой называется проницаемость пород для данного газа или жидкости при наличии или движении в порах многофазных систем.
Относительной проницаемостью пористой среды называется отношение фазовой проницаемости этой среды для данной фазы к абсолютной.
Для оценки проницаемости горных пород обычно пользуются линейным законом фильтрации Дарси
В этом уравнении способность породы пропускать жидкости и газы характеризуется коэффициентом пропорциональности К , который называют коэффициентом проницаемости:
При измерении проницаемости пород по газу в формулу следует подставлять средний расход газа:
где,
Q - объёмный расход газа,
приведённый к средней температуре и
среднему давлению.
Единицы измерения
L=м ; F=м2 ; Q=м3/с ; Р=Па ; = Па*с
Следовательно,
Иногда необходимо определять проницаемость образца при радиальной фильтрации жидкости и газа, т. е. как бы при воспроизведении условий притока их в скважину.
При фильтрации жидкости: При фильтрации газа:
2. Коэффициенты пористости горных пород. Единицы измерения и методы определения.
Под пористостью горной породы понимают наличие в ней пустот (пор).
Коэффициентом полной (абсолютной) пористости mп называется отношение суммарного объёма пор Vпор в образце породы к видимому его объёму Vобр:
Vпор/ Vобр.
Измеряется коэффициент пористости в долях или в процентах объёма породы. По происхождению поры и пустоты подразделяются на первичные и вторичные. К первичным относят пустоты, образующиеся в процессе осадконакопления и формирования породы. Ко вторичным – поры, образующиеся в результате последующих процессов разлома и дробления породы, растворения и т.д.
Структура порового пространства пород обусловлена гранулометрическим составом частиц их формой, химическим составом парод, происхождением пор, а также соотношением количества больших и малых пор. В большой степени св-ва поровой среды зависят от размеров поровых каналов. По величине пор каналы условно делятся на 3 группы: сверхкапилярные (>0,5 мм), капилярные (0,5мм-0,2мкм), субкапилярные (<0,2 мкм). По крупным (сверхкапилярным ) каналам и порам движение Н,В и Г происходит свободно, а по капилярным – при значительном участиии, капилярных сил.
Наряду с коэффициентом полной пористости введены ещё понятия коэффициента открытой пористости, а также коэффициентов, характеризующих статическую полезную ёмкость коллектора.
Коэффициентом открытой пористости m0 называют отношение объёма открытых, сообщающихся пор к объёму образца. Стат. пол. ёмкость коллектора Пст характеризует объём пор и пустот, к-е могут быть заняты нефтью или газом. Пст определяется как разность отк.пор-ти и доли объёма пор, занятой остаточной водой. Динамическая полн. ёмкость Пдин характеризует относительный объём пор и пустот, через которые могут фильтроваться нефть и газ в условиях, существующих в пласте.
Из определения понятия коэффициента полной пористости вытекают следующие соотношения, к-е используются для его определения:
где, Vзер- объём
зёрен.
Существует много способов определения коэффициентов пористости горной породы. Для определения Vобр часто пользуются, метод И. А. Преображенского, методом взвешивания насыщенной жидкостью (обычно керосином) породы в той же жидкости и воздухе. Объём породы можно найти по объёму вытесненной жидкости при погружении в неё образца, насыщенного той же жидкостью. Насыщение образца жидкостью можно избежать, если использовать метод парафинизации. Образец пароды перед взвешивании в жидкости покрывается тонкой плёнкой парафина, объём которого определяется по массе пароды до и после парафинизации. Объём образца определяют также по его размерам, если придать ему правильные геометричесекие формы, а объём пор по методу взвешивания. Объём пор при этом находится по разности давлений Р массы пароды, насыщенной под вакуумом жидкостью, и массы сухого образца: Vпор=Р/ж.