Проницаемость коллекторов и ее влияние на главные геофиз параметры

Это свойство пород пропускать через себя жидкость или газ под действием перепада давления.

Проницаемость бывает:

-Абсолютная (физическая)

-Фазовая

-Относительная

Абсолютная соответствует проницаемости породы при фильтрации через нее однородной жидкости или газа химически инертных по отношению к твердой фазе породы, определяется по уравнению Дарси.

Кпр=μ*(Q/∆Р)*(ℓ/ F)

В ур-и коэф. проницаемости – коэф. пропорциональности м/у скоростью фильтрации (Vф) однородной жидкости (газа) и градиентом давления (∆Р/ℓ)

Vф=Кпр*(∆Р/ℓμ)=Q/F

∆Р - перепадом давления (Па)

μ – динамическая вязкость жидкости или газа (Па*с)

Q – объемн. расход жидкости или газа в единицу времени (м³/с)

ℓ - длина пористой среды (м)

F – площадь поперечного сечения пористой среды (м²)

[ Кпр ] = [ 1 м² ]

1D = 10^-12 м²

1мD = 10^-3D = 10^{-15 м2}

По проницаемости г/п подразумевается:

- проницаемые Кпр >10мD

- полупроницаемые 0,1< Кпр < 10 мD

- непроницаемые Кпр < 0,1 мД

Граничные значения прониц для коллекторов измен-ся в [ 0,1 – 10 ] мD

Кпр.гр= 0,1 – 10

Кпр зависит от структуры порового пространства, опред-ой формой и размером пор, извилистостью и удельной пов-тью, каналов фильтрации.

Удельная пов-ть – пов-ть канала фильтрации, приходящейся на 1 объема г/п

Кпр=К³п.эф/ (fТг ²Sф²) Ур-е Козени – Кармана

Кп.эф – эффект. пористость

f – параметр который учитывает форму сечения поровых каналов (для гранулярных коллекторов от 2 до 3)

Тг – гидравлическая извилистость каналов фильтрации (отношение средне статистической длины поровых каналов к длине образца породы (Lк/L))

Sф – уд поверхность каналов фильтр-и (м²/м³)

(графики)

Кпр г/п тесно связанна с другими характеристиками

Фазовая проницаемость – способность пород насыщенных флюидами (н, г, в)проводить отдельно в, н или г.

Кпр.в=μв*(Qв/∆Р)*(L/F)

Кпр.н= μн*(Qн/∆Р)*(L/F)

Кпр.г= μг*(Qг/∆Р)*(L/F)

Qв, н, г – расход воды, н, г

μв, н, г – вязкость в, н, г

Относительная проницаемость – отношение фазовой проницаемости к физической (безразмерная величина)

- по воде К'пр.в=Кпр.в/Кпр

- по нефти К'пр.н=Кпр.н/Кпр

- по газу К'пр.г=Кпр.г/Кпр

 

Фазовая и относит проницаемость зависит от содерж воды, н. и г. в г/п. Хар-р кривых фаз прониц-и зависит от св-ва коллектора и стр-ры порового пространства

При Кв < Кв* ч/з г/п будет фильтр-ся только н. В этом случае Кпр.в=0

Кв*<Кв<Кв** - фильтрация Н+В

Кв>К** фильтр-я в этом случае Кпр.н=0

8.Водонасыщенность и нефтегазонасысещенность коллекторов и их связь с геофизич. параметрами

Способность г/п удерживать то или иное количество воды в определенных условиях - влагоемкость.

Содержание воды в г/п – влажность.

В условиях естеств. залег поровое простр-во может быть полностью (частично) заполнено водой. При частичном заполнении остальная часть заполнена нефтью (газом). В зависимости от хар-ра взаимодействия воды с тв. частицами г/п различают воду связанную и подвижную(свободная).

Связанная:

-химическая (хим процессы): кристаллизационная, конституционная.

-адсорбционная (физ-хим процессы): прочносвязанная, рыхлосвязанная.

Кристализационная вода входит в состав некоторых минералов: CaSO₄ * 2H₂O (гипс),Na₂CO₃ *10H₂ O (сода).

Конституционная вода определяется при нагревании ряда минералов из (ОН) – групп, входящих в их решетку (монтмориллонит, каолинит)

Адсорбционная – некоторая часть воды в г/п удерживающаяся под действием физ-хим. сил (адсорбционных), которые по своей природе являютсяся электрическими.

Действие электрического поля вокруг этой частицы приводит к образ-ю ориентированного и прочноадсорбционного слоя воды. В зависимости от заряда тв. пов-ти молекулы воды ориентируются положительными или отрицательными зарядами, образуя двойной электрический слой – слой Гельмгольца.

Прочносвязанная вода удер-ся на поверхности тв. частиц силами притяжения до 10⁴атм. Передвижение такой воды в г/п возможно при ее парообразном состоянии.

Рыхлосвязанная вода удерживается менее прочными силами поля ориентиров-х молекул прочносвяз-ой воды. Эта вода обр-ет гидратные оболочки обменных катонов.

Содержание связ-ой воды в г/п зависит от их мин-го состава и степени дисперсности ТВ фазы породы(т е удельной поверхности породы) в значительной степени зависящей от глинистости г/п: чем больше содерж глины, тем больше степень дисперсности.

Удельная поверхность – это поверхность канала фильтрации, приходящаяся на единицу объема породы.

Свободная вода не подвержена влиянию адсобц-х сил и сравнительно легко перемещается а г/п под действием сил гравитации и напора.

Содержание воды в г/п оцен-ся коэф-ом водонасыщенности (Кв)

Кв=Vводы/Vпор

Содержание связанной воды в поровом пространстве пород коллич-о оценивается коэф связанной водонасыщенности:

Ксв.в= Vв.св/Vпор

Vв.св – Объем связанной воды, соответствующей доле объема пор, занятого связанной водой

Vпор – общий объем пор породы.

Колличество подвижной (извлекаемой) воды в породах

Кподв.в= Vв.подв/Vпор = =1-Кв.ост,

Кв.ост – коэф остаточного водонасыщения (связ и условно подвиж вода обусловливает остаточную водонасыщенность, хар-ю Кв.ост)

Кв=Vв/Vпор

Кв – коэф водонасыщенности (общее содержание воды в поровом пространстве)

Кв=Кв.подв+Кв.ост

(Кво)=Кв.ост=Кв.св+Кв.условно подвиж

Кв=Кв.св+Кв.усл.пдв+Кв.подв

В продуктивных коллекторах только часть порового простр-ва заполнена водой остальное н и г.

Vн+Vг+Vв=Vпор

Кн=Vн/Vпор

Кг=Vг/Vпор

Кв=Vв/Vпор

По хар-у смачиваемости породы:

-гидрофильные

-частичногидрофильные

-гидрофобные

Кн+Кг+Кв=1

-Если г/п гидрофильная нефтенасыщенная, то Кн+Кв=1

-Если г/п гидрофильная газонасыщенная, то Кг+Кв=1

-В гидрофобном коллекторе (очень вязкая нефть(Север)) Кн=1

Кн=Кн.извл+Кн.ост

Кн.ост и есть Кн.о