Материал: Физика пласта. учебное пособие. Булыгин Ю.А

где rk – радиус контура; rc – радиус скважины; ri – радиус i-го пропластка;

ki – проницаемость i-го пропластка.

4.1. Классификация проницаемых пор

По характеру проницаемости различают следующие виды коллекторов:

-равномерно проницаемые;

-неравномерно проницаемые;

-трещиноватые.

По величине проницаемости (мкм2) для нефти выделяют

5классов коллекторов:

1)очень хорошо проницаемые (>1);

2)хорошо проницаемые (0.1 – 1);

3)среднепроницаемые (0.01 – 0.1);

4)слабопроницаемые (0.001 – 0.01);

5)плохопроницаемые (<0.001).

Гравелиты, хорошо отсортированные пески, имеют проницаемость в 1Д. Но такая проницаемость – редкость, чаще принимают единицу в миллидарси.

По проницаемости определяют некоторые граничные значения: если для газа граничные значения составляют 1 – 10 мД, то для нефти граничные значения – 5 – 10 мД.

Проницаемость относится к физико-технологическим характеристикам пласта.

Исследования показали, что пласты с проницаемостью около 0.01 мД могут переходить в коллекторы, если пласт

40

разорвать мощным гидроразрывом. Такие пласты называют плотными коллекторами.

Такой важный на практике показатель, как порог перколяции, можно преодолевать с помощью добавочных трещин (percolation (лат.) – процеживание, фильтрация). Иными словами, преодоление порога перколяции позволяет непроводящей породе проводить.

Гидроразрыв аналогичен проводящему изолятору, т.е. если на изолятор под действием перепада напряжений ∆U набрасывать проводники, то после достижения критической массы проводников произойдет как бы разрыв и изолятор начнет проводить.

Многие песчаники и карбонатные породы, слагающие продуктивные пласты, очень часто имеют каналы и естественные или искусственные трещины. Эти каналы и трещины не изменяют проницаемости отдельных блоков породы, но оказывают существенное влияние на проводимость всего пласта.

41

5. ЗАВИСИМОСТЬ ПРОНИЦАЕМОСТИ ОТ ПОРИСТОСТИ

Теоретически для хорошо отсортированного материала проницаемость не зависит от пористости. Для реальных коллекторов в общем случае более пористые породы и более проницаемы.

Зависимость проницаемости от размера пор для фильтрации через капиллярные поры идеальной пористой среды оценивается из уравнений Пуазейля и Дарси. В этом случае пористая среда представляется в виде системы прямых трубок одинакового сечения длиной L, равной длине пористой среды.

Уравнение Пуазейля описывает объемную скорость течения жидкости через такую пористую среду:

где r – радиус порового канала; L – длина порового канала;

n – число пор, приходящихся на единицу площади фильтрации;

F – площадь фильтрации;

μ – динамический коэффициент вязкости; ∆p – перепад давлений.

Коэффициент пористости среды, через которую проходит фильтрация:

Тогда можно записать

42

Q F mr2 p

8 L

и сравнить с уравнением Дарси:

p Q Fk L .

Приравняв правые части уравнений, получим выражение для взаимосвязи пористости, проницаемости и радиуса порового канала:

mr2

kпр 8 .

Из чего следует, что размер порового канала можно оценить следующим образом:

Если выразить проницаемость в мкм2, то радиус поровых каналов в мкм будет рассчитываться так:

r 2.86 kпр . m

Для реальных коллекторов оценка радиуса порового канала производится с учетом структурных особенностей пород. Обобщенным выражением для этих целей является эмпирическое уравнение Котякова:

43