Проницаемость ГП. Коэф-ты фазовой, абс, относительной проницаемости. Определение, размерность, практическое использование.

Проницаемость - способность ГП пропускать сквозь себя ж-ти и газы при наличии перепада давления (градиента давления). Все породы являются проницаемыми. Однако, при пластовых условиях многие породы практически непроницаемы, например, глины, доломиты, плотные сланцы, известняки.

Количественно проницаемость оценивается из закона линейной фильтрации Дарси:

P₁ > P₂ => P₁ - P₂ = ∆P, ∆P / L = grad P

 

Q – расход жидкости или газа ч/з этот эл-нт пласта,

F – площадь сечения,

∆P – перепад давления,

L – длина пористой среды

μ – динамическая вязкость,

k – коэф-нт проницаемости,

 

Выразим k:

 

Ед.изм k: [м²], [дарси (1Д)]

1м² = 10¹²мкм² = 10¹²Д = 10¹⁵мД

1Д = 1,02 * 10^-12 м²

 

Физический смысл коэф-та проницаемости: он показывает суммарную площадь пор, сквозь которую проходит фильтрация ж-тей и газов.

В процессе эксплуатации нефтяных и газовых м/р возможна различная фильтрация в пористой среде жидкостей и газов или их смесей — совместное движение нефти, воды и газа или воды и нефти, нефти и газа или только нефти или газа. При этом проницаемость одной и той же пористой среды для данной фазы в зависимости от количественного и качественного состава фаз в ней будет различной. Поэтому для характеристики проницаемости пород нефтесодержащих пластов введены понятия абсолютной, эффективной и относительной проницаемости.

Абсолютная проницаемость пористой среды, которая определена при наличии в ней лишь одной фазы, химически инертной к ГП. Для ее оценки обычно используется воздух или газ, т.к. при движении жидкостей в пористой среде на ее проницаемость влияют физико-химические свойства жидкостей.

Фазовой называется проницаемость пород для данного газа или жидкости при наличии или движении в порах многофазных систем. Величина ее зависит не только от физических свойств пород, но также от степени насыщенности норового пространства жидкостями или газом и от их физико-химических свойств.

Относительная проницаемость пористой среды - отношение эффективной проницаемости этой среды для данной фазы к абсолютной.

1) коэф-нт абсолютной проницаемости: k

2) коэф-нт фазовой (эффективной) проницаемости: k_н, k_г, k_в.

3) коэф-нт относительной проницаемости: k^’_н, k^’_г, k’_в

 

Проницаемость ГП изменяется в широких пределах, изменяется хаотично по всей залежи, но известны определенные закономерности её изменения:

1. Проницаемость ГП вдоль напластования выше чем перпендикулярно напластованию

2. При наличии вторичных пор и пустот (трещин, каверн) коэф-нт проницаемости выше.

3. С увеличением глубины залегания продуктивного пласта из-за уплотнения нижележащих пород вышележащими проницаемость уменьшается.

4. При наличии глин в составе породы в силу их набухаемости проницаемость уменьшается.

 

Хорошо проницаемые породы: песок, песчаники, доломиты, доломитизированные известняки, алевролиты.

Плохо проницаемые: глины, с упорядоченной пакетной упаковкой, глинистые сланцы, мергели, песчаники, с обильной глинистой цементацией.