Материал: Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений.

тые (заполненные флюидом — нефтью, водой, газом) трещины. Ширина закрытых трещин достигает 1—2 мм и более, иногда до сантиметров. Раскрытие открытых трещин по данным прямых измерений в основном составляет в аргиллитах 1—10, в карбо­ натных породах 10—20 и песчаниках 20—30 мкм. Раскрытие трещин в пластовых условиях зависит, кроме типа породы, так­ же от глубины залегания пласта и давления флюидов. На глу­ бинах свыше 2000 м значения раскрытия трещин во всех разно­ стях пород сближаются и обычно изменяются от 10 до 15 мкм.

Порода, содержащая трещины в отличие от каверн и пор, х а -. рактеризуется повышенной сжимаемостью вследствие сущест­ венной зависимости раскрытия трещин от давления.

По возрастающей густоте трещин многие исследователи рас­ полагают горные породы в следующий ряд: песчаники, извест­ няки, мергели, аргиллиты, т. е. густота трещин увеличивается с уменьшением размеров зерен обломочного материала. Трещи­ новатые коллекторы приурочены преимущественно к карбонат­ но-глинистым и карбонатным породам. По данным прямых из­ мерений между густотой трещин и толщиной слоя (пласта) наблюдается обратно пропорциональная зависимость. С увели­ чением толщины слоя до 0,1 м происходит резкое уменьшение густоты трещин до 20—70 м-1 в зависимости от состава пород; в интервале 0,1—0,4 м уменьшение густоты замедляется, а при толщине слоя от 0,4—0,5 м и выше густота трещин практически не изменяется и составляет 10—15 м-1. Густота трещин обычно не превышает 40 м-1 (исключая тонкослоистые разности), чаще всего, особенно для песчаников и известняков, она составляет 5—15 м-1. В продуктивном разрезе могут встречаться слои (пла­ сты) с высокой степенью трещиноватости. Трещиноватость и кавернозность увеличиваются от периферии структуры к своду и от подошвы до кровли пласта. Сеть трещин представлена обычно вертикальными или близкими к ним наклонными трещи­ нами, объединенными в одну или несколько систем. Макротре­ щины избирательно развиваются по более густой сетке микро­ трещин и составляют с ними единую систему, подчиняющуюся общим закономерностям развития. При этом густота микротре­ щин в 2—10 раз меньше густоты микротрещин. Если густота микротрещин колеблется от 10 до 100 м-1, что равнозначно рас­ стоянию между микротрещинами (величина, обратная густоте) от 0,01 до 0,1 м, то густота макротрещин изменяется в основ­ ном от 1 до 10 м-1 при расстоянии между макротрещинами от 0,02—0,1 до 0,2—1 м.

В каждой системе трещины имеют два основных направле­ ния, пересекающиеся под углом, близким к 90°. Часто преобла­ дает одна система с четко выраженной направленностью (ани­ зотропия трещиноватости), в основном совпадающей с направ­ лением одной из осей структуры, преимущественно с длинной

осью. Ориентировку трещин характеризуют диаграммами-ро­ зами их простирания.

Особенности строения трещиноватых коллекторов для целей исследования фильтрации, проектирования и анализа разра­ ботки могут быть учтены двумя моделями чисто трещиноватых и трещиновато-пористых коллекторов. Трещиноватые коллек­ торы представляют собой горную породу, рассеченную трещи­ нами на отдельные блоки (матрицы) типа «кирпичной кладки». Характерный линейный размер блоков равен обратной величине густоты трещин. Каждый блок гидродинамически как бы обо­ соблен внутри сети трещин. В чисто трещиноватом коллекторе блоки считаются непроницаемыми и не содержащими нефти (пористость и проницаемость их равны нулю), а в трещиновато­ пористом коллекторе блоки представлены обычной пористой средой, обладающей определенными пористостью и проницае­ мостью. Известно представление трещиновато-пористого пла­ ста моделями Бейкера (один матричный блок и одна трещина, горизонтально расположенные), Каземи (множество горизон­ тальных равномерно размещенных блоков и трещин), Уор­ рена—Рута (многоблоковая система типа «кирпичной кладки»), де Сваана (в отличие от модели Уоррена — Рута блоки имеют форму не параллелепипедов, а сфер) и др. Г. И. Баренблатт, Ю. П. Желтов и И. Н. Кочина, положившие в 1960 г. начало изучению фильтрации в трещиновато-пористых средах, предло­ жили трещиновато-пористую среду рассматривать как систему двух вложенных друг в друга разномасштабных «пористых» сред, систему с двойной пористостью или «двойную» среду. В каждой точке пространства вводятся по два значения порис­ тости, проницаемости, давления и скорости фильтрации соответ­ ственно в трещинах и порах блоков. Пористости и проницаемо­ сти трещин и блоков могут быть сопоставимы (одного порядка).

С этих позиций чисто трещиноватые коллекторы уподобля­ ются пористой среде, в которой зерна представлены непроницае­ мыми блоками, а сообщающиеся между собой поры — системой сообщающихся, в общем случае хаотически расположенных тре­ щин. Применительно к таким коллекторам могут быть использо­ ваны рассмотренные ранее методики расчета технологических показателей разработки. А. Т. Горбунов предложил аналитиче­ скую методику расчета при заводнении. Отличие ее от рассмот­ ренной ранее методики ВНИИ-1 состоит в том, что вместо раз­ ности давлений вводится функция давления, учитывающая за­ висимость проницаемости от давления, а также во внутренних фильтрационных сопротивлениях скважин учитываются инерци­ онные сопротивления, отражающие возрастание их с увеличе­

нием дебитов скважин.

Для массивных залежей приближенные методики расчета по­ казателей разработки предложили В. Н. Майдебор, Н. П. Лебс-

динец. Продолжительность безводного периода и интенсивность обводнения скважин разрабатываемых месторождений с трещи­ новато-кавернозными коллекторами в зависимости от развития трещиноватости по данным В. Н. Майдебора очень разные: от быстрого обводнения (за 2—6 мес скважины полностью обвод­ няются) до длительного периода эксплуатации (более 5 лет) при относительно небольшом (3—10 %) постоянном или мед­ ленно возрастающем содержании воды в жидкости и быстром последующем обводнении (за 2—5 мес). После обводнения скважин свыше 50 % количество отбираемой нефти составляет лишь 5—10 % суммарного отбора ее за водный период эксплуа­ тации. Коэффициенты нефтеотдачи при вытеснении нефти водой составляют 0,5—0,65.

В трещиновато-пористых коллекторах особенности вытесне­ ния нефти водой или газом обусловлены соотношением прони­ цаемостей трещин и блоков. Трещинная (вторичная) пористость сравнительно небольшая и в среднем составляет 0,2—0,8 %. Проницаемость трещин может изменяться от нескольких тысяч­ ных до 1 мкм2 и более. Пористость блоков изменяется от 1 до 20—30 %, а проницаемость от нуля до нескольких микрометров квадратных. Отметим, что следует отличать трещинную прони­ цаемость, когда она рассчитывается на все сечение среды, вклю­ чая -трещины, от проницаемости трещин. В зависимости от гус­ тоты трещин, точнее трещинной пористости, проницаемость тре­ щин в сотни раз больше трещинной проницаемости.

Поскольку трещиновато-пористые коллекторы представляют собой двойную среду, то первоочередное, опорежающее вытес­ нение нефти будет из более высокопроницаемой среды. На рис. 2.8 дана схема вытеснения нефти водой из трещиновато­ пористого пласта, когда проницаемости трещин меньше, равны и существенно больше (соответственно рис. 2.8 а, б и в) про­ ницаемости пористых блоков. Закачиваемая в пласт вода за счет созданного градиента давления внедряется в трещины и по­ ристые блоки пропорционально проницаемости трещин и поровой проницаемости. В коллекторах с высокой поровой прони­ цаемостью доля воды, поступающей в трещины, относительно невелика. В коллекторах с низкой или средней поровой прони­ цаемостью (по В. Д. Викторину и Н. А. Лыкову соответственно менее 0,01 мкм2 и в пределах 0,01—0,1 мкм2), где трещинная проницаемость выше поровой, наибольший объем воды посту­ пает в систему трещин, вытесняя из них нефть. Из трещин вода внедряется в пористые блоки сначала под действием гидроди­ намического перепада давления между системой трещин и по­ ристых блоков. Затем, если порода пористых блоков хорошо смачивается водой (гидрофильна), за счет противоточной ка­ пиллярной пропитки поступает в пористые блоки, замещая в них нефть и вытесняя ее в трещины. Очевидно, вода впиты-

существенно снижаться из-за ухудшения гтг.Левысокая и может

ротрещин пласт разбит макротрещинами н Г 1 я™М«Кр°' и мик' рые в свою очередь микротрещинами разбить КР°°Л0КИ’ кото' Есть основания полагать, что заполненные иен^ микРобл°ки.

Эти микроблоки охватываются процессом „а™ макРоблоков.

размер зоны капиллярной пропитки (стабилизиппп»иэпРеделяет Оценка размера ее дана в работах 10. П. Желтова и * “ кОНЫ)- пласта неодновременно охватываются процессом n™ Др’ Ьлоки этому зона возникает и перемещается вдоль пласта Рр!,И0ТКИ’ П0' кроме капиллярных процессов определяются расходом оерЫ ее

ваемой водь,. При больших скоростях закачки p S e p ? ^