2.1.3 Проницаемость

Способность горных пород пропускать через себя жидкости и газы называется проницаемостью. Все горные породы в той или иной степени проницаемы. Однако проницаемость пород с субкапиллярными порами ничтожно мала; поэтому такие породы (глины, глинистые сланцы, аргиллиты и некоторые другие) условно считают непроницаемыми.Обычно прони­цаемость в перпендикулярном к напластованию направлении меньше его проницаемости вдоль напластования

Одной из главных физических характеристик коллектора служит абсолютная проницаемость. Абсолютной называют проницаемость пористой среды при фильтрации через нее одной какой-либо жидкости, химически инертной по отношению к породе. В качестве такой жидкости обычно используют сухой воздух или газ, так как почти невозможно найти химически инертной по отношению к породе капельной жидкости.

Для количественной оценки проницаемости в лаборатории обычно пользуются законом линейной фильтрации Дарси, согласно которому скорость фильтрации прямо пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости жидкости

Проницаемость по сжимаемому газу:

Размерность проницаемости - м². За единицу проницаемости в 1 м² принимают проницаемость такой пористой среды, через образец которой дайной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м² при перепаде давлений 1 Па ежесекундно профильтровывается 1 м³ жидкости с вязкостью 1 Па с. На практике пользуются единицей дарси: 1 Д = 1.02 мкм².

В продуктивных пластах всегда содержится две или три фазы. Проницаемость для любой из фаз при фильтрации двух- или трехфазной жидкости меньше ее абсолютной проницаемости.

Под фазовой проницаемостью понимают проницаемость для данной жидкости при наличии в порах многофазной системы.

Относительная проницаемость - отношение фазовой проницаемости к абсолютной.

Фазовая и относительная проницаемости для различные фаз зависят от водо-. нефте- и газонасыщенности порового пространства. Так. например, если часть пор занята водой, то проницаемость для нефти или газа будет уменьшаться с увеличением содержания воды.

Коллекторские свойства реальных коллекторов неоднородны. Неоднородность является следствием разнообразия условий осадконакопления. уплотнения и цементации пород, переотложения солей или их выщелачивания в процессе миграции пластовых жидкостей, тектонических движений земной коры и других факторов.

Одной из причин неоднородности коллекторских свойств может быть также наличие трещин, каверн, микрокарстовых пустот и т.д.

Упругие свойства (в соответствии с законом Гука) оценива­ются коэффициентом объемной упругости пористой среды (в 1/Па):

где V_пор – изменение объема пор, V₀ – объем образца.

Этот коэффициент характеризует относительное (по отноше­нию ко всему выделенному элементу объема пласта) изменение объема порового пространства при изменении давления на 1 МПа. Для нефтесодержащих пластов значение β изменяется в пределах (0,l-2)10^-4 1/МПа.

2.2 Состав и физическое состояние нефти и газа в условиях продуктивного пласта

Нефть и природный газ состоят из смеси различных углеводородов. В них также присутствуют часто азот, углекислота, сероводород, редкие газы и другие компоненты. В зависимости от состава и пластовых условий углеводороды могут находиться в залежи в различных физических состояниях: газообразном, жидком, в виде газожидкостной смеси, либо твердом. В чисто газовой залежи содержатся в основном метан (до 98 % по объему), этан и пропан. На долю пентана и более тяжелых углеводородов приходится не более 0,2 %. Жидкие углеводороды присутствуют в виде паров.

При высоком пластовом давлении плотность газа приближается к плотности легких углеводородных жидкостей. При этом часть жидких углеводородов растворяется в сжатом газе. Залежи, содержащие подобные смеси углеводородов в газообразном состоянии, называются газоконденсатными.

Если в залежи содержится не только большое количество газа, но и достаточно большое количество нефти, то ее называют нефтегазовой. При большом давлении часть нефти может быть растворена в сжатом газе. Если содержание газа по сравнению с объемом нефти небольшое, а давление сравнительно высокое, газ может быть полностью растворен в нефти и газонефтяная смесь в пласте находится в однофазном (жидком) состоянии. Такую залежь называют нефтяной.