Коллекторские свойства терригенных горных пород

Пористая среда пласта, аккумулирующая углеводороды, характеризуется коллекторскими свойствами, с учетом которых определяют наряду с запасами нефти и газа промышленную ценность залежи и продуктивность скважин.

Основные коллекторские свойства – гранулометрический состав, пористость, проницаемость.

Гранулометрический состав – содержание в горной породе зерен различной крупности, выраженное в % от массы или количества зерен исследованного образца. Гранулометрический состав позволяет судить об условиях генезиса пород в период их возникновения. Например, в прибрежной зоне древнего водоема отлагались более крупные частицы, чем в более удаленных.

Коэффициент пористости – отношение объема пор в породе к объему породы.

m = Vпор / V,

В терригенных коллекторах пористость колеблется в пределах 0.1 – 0.3.

Проницаемость пород – способность фильтровать жидкости и газы при перепаде давления.

Абсолютной называется проницаемость, наблюдающаяся при фильтрации через породу одной какой-либо жидкости (нефти, воды) или газа при полном насыщении пор этой жидкостью или газом.

В природных условиях поры, как правило, насыщены двумя или тремя компонентами (фазами) одновременно (нефть-газ, или вода-нефть-газ).

Фазовой или эффективной называется проницаемость, определенная для какого-либо одного из компонентов при содержании в порах другой фазы.

Отношение фазовой проницаемости к абсолютной называется относительной проницаемостью.

Абсолютную и фазовую проницаемости керна горных пород определяют по закону Дарси, согласно которому скорость фильтрации жидкостей и газов в пористой среде при плоскопараллельном потоке пропорциональна перепаду давлений и обратно пропорциональна динамической вязкости.:

V=Q/F=k/m*P₁-P₂/l, где V – скорость линейной фильтрации, Q- объемный расход жидкости через породу, F – площадь фильтрации (площадь сечения образца породы), k – коэффициент пропорциональности, который принято называть коэффициентом проницаемости породы, m – динамическая вязкость фильтрующейся фазы, р₁ и р₂ – соответственно давление на входе и выходе из образца породы длиной L.

В случае фильтрации газа объемный его расход Q при среднем давлении р по длине образца составит:

Q=2 Q₀p₀/p₁ + p₂, где Q₀ – расход газа при атмосферном давлении р₀.

Характерная особенность коллекторов нефти и газа – высокая степень изменчивости всех их свойств как по площади залегания пород, так и по вертикали по законам случайных величин.