Деформационные св-ва г.п. Сжимаемость коллекторов нефти и газа

Все горные породы при изменении действующих на них нагрузок деформируются. При изучении деформации пород-колдекторов, способных вмещать и фильтровать через себя флюиды, следует выделить деформации зерен породообразуощих минералов и деформацию собственно пород. Количественно, в пределах справедливости закона Гука, деформацию принято выражать коэффициентом сжимаемости, т.е. относительным изменением объема зерен соответственно породообразующих минералов (β_з) и породы (скелета) в общем (β_ск) без нарушения целостности образа и упаковки зерен. При деформационных изменениях зерен и скелета меняется, и объем пустот, в том числе порового пространства, каверн и трещин.

При существенных изменениях эффективного давления (за счет снижения пластового давления) и больших значениях коэффициента сжимаемости пор могут заметно снизиться проницаемость пласта и пустотность. Изменение пустотности вместе с объемными изменениями насыщающих пласт жидкостей определяют упругий запас залежи, т. е. долю нефти, извлекаемую из пласта при снижении давления только за счет объемных изменений системы «порода - насыщающие жидкости». Количественные определения различных показателей, характеризующих деформационные свойства пород, проводят на основе лабораторных экспериментов. Для пласта в целом находят среднее значение коэффициента сжимаемости пор. При использовании образцов естественных пород, например, аргиллитов алевритистых, сильноуплотненных или полимиктовых песчаников и алевритов с карбонатным и глинисто-слюдистым цементом, при эффективном напряжении 20-60 МПа определяемый в эксперименте коэф. сжим. пор может изменяться от 0,5*10^-3 до (1,5-2,5)*10^-3 1/МПа.

Результаты экспериментальных определений коэффициента сжимаемости пор при наличии в образце одной-двух трещин (в том числе и трещин, по которым образец распадается на отдельные части) показывают, что предположения о возможном увеличении коэффициента сжимаемости на порядок подтверждаются. Так, в диапазоне изменения эффективного сжимающего давления от 20 до 30 МПа коэффициент сжимаемости трещин может иметь значения от 1,5*I0^-2 до 3,5*10^-2 1/МПа.
Между отдельными показателями, характеризующими деформационные св-ва породы, существуют определенные соотношения. Если объем породы и объем скелета считать равными и слагающимися из объема зерен породообразующих минералов и объема пустот, а точнее пор и трещин (V_п+V_т), то коэфф-т сжимаемости породы β_ск (или скелета породы) и коэффициент сжимаемости пор (точнее пор + трещин) β_п опр-ся по формулам:

где р_эф – эффективное давление, МПа; σ – напряжение в скелете породы, МПа; р_ж – давление в ж-ти, насыщающей пустотное пространство пласта (Vп+Vт), МПа.