Способность флюидов протекать сквозь породу является ключевым параметром для определения производительности коллектора. Поток флюида через породу обуславливается 3-мя основными факторами:
1. природа флюида.
· Имеется в виду вязкость флюида
· более вязкий флюид препятствует течению, уменьшает относительную скорость потока и наоборот
2. величина разности сил воздействующих на флюид
· увеличение разности давления увеличивает скорость потока
Примечание: ни один из этих факторов не обусловлен свойствами скелета породы, а определятся свойством коллектора.
3. геометрия течения флюида через породу.
· это фактор определяется свойством скелета породы (его геометрией)
Геометрия породы, вызвана двумя разными свойствами породы.
· физический размер и ориентация породы, через которые протекает флюид
· физическая структура порового пространства
Скорость потока выражается следующей общей зависимостью:
Скорость потока=f(свойство флюида, разность давления, геометрия породы)
Математическое представление этой зависимости известно как закон Дарси:
Q=(kS/m) x (dp/dl),
где
Q = объем потока (в единицу времени для линейного потока куб.см /сек.)
k = величина проницаемость в Дарси
S = площадь поперечного сечения в кв.см.
m = вязкость жидкости в сантипуазах (1 сантипуаз=10-3 Па. сек)
dp/dl = гидравлический градиент; разница давления p в направлении потока l в атм./см
Проницаемость определяется:
1. размером каналов;
· с уменьшением диаметра каналов проницаемость падает. Как правило, проницаемость уменьшается с уменьшением размера гранул
2. взаимосвязью пор;
· с сокращением связей между порами проницаемость ухудшается, что обычно и происходит при увеличении цементации пород.
3. кривизной каналов;
· проницаемость уменьшается с увеличением кривизны каналов, что означает падение проницаемости при увеличении неоднородности пород.
4. молекулярным и химическим взаимодействием между флюидом и поверхностью породы;
· если молекулярная связь между флюидом и поверхностью породы растет, то проницаемость падает.
Проницаемость породы зависит от ряда свойств скелета; наиболее важные характеристики, влияющие на проходимость флюидов следующие:
1. размер гранул
· с их увеличением проницаемость снижается как результат сокращения эффективных пор и увеличения общей поверхности породы на единицу объема.
· увеличение площади поверхности является причиной увеличения объема флюида связанного химически с поверхностью, что в свою очередь уменьшает объем порового пространства предназначенного для течения флюида.
2. уплотнение
· при повышении эффективности уплотнения проницаемость падает
· кривизна каналов увеличивается, т.к. уплотнение зерен ведет к удлинению каналов эффективных пор.
3. сортировка
· с уменьшением однородности сортировки проницаемость уменьшается из-за сокращения эффективных каналов и увеличения их кривизны.
Абсолютная проницаемость (k) - это проницаемость породы, полностью насыщенной однородным флюидом.
Эффективная проницаемость (ke) – это величина проницаемости породы, насыщенного определенным флюидом в определенном объеме, в присутствии другого флюида.
Относительная проницаемость выражается как коэффициент отношения эффективной проницаемости породы, частично насыщенного определенным флюидом, к проницаемости породы со 100% насыщением. Другими словами – это отношение эффективной проницаемости к абсолютной.
