Проницаемость

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 (k_e) – 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.