Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

Полная пористость породы характеризуется коэффициентом полной пористости т„, который представляет собою отношение суммарного объема всех пор F„ к объему породы Fq, т. е.

m„ = i. (14)

Данные о коэффициенте полной пористости нефтесодержаш;их пород необходимы для характеристики нефтяных залежей, оценки абсолютных запасов нефти и газа, а также для сравнения различных пластов или участков одного и того же пласта.

Открытая пористость соответственно характеризуется коэффициентом открытой пористости - отношением суммарного объема открытых пор к объему образца породы:

т„=-. (15)

Наряду с понятиями полной и открытой пористости в нефтяной практике суш;ествует понятие эффективной пористости, которая характеризуется коэффициентом эффективной пористости.

Под эффективной пористостью нефтенасыш;енных и газонасыш;ен-ных пород понимается объем проточных пор, через которые возможно движение жидкостей и газов при градиентах давления, соответству-юш;их природным условиям .

Коэффициентом эффективной пористости называется отношение эффективного объема пор породы к ее объему

тез=-§-. (16)

Понятие эффективной пористости исходит из предположения, что в породах в некоторой части объема открытых пор при нормальных градиентах давления жидкости или газ практически не движутся. Непроточные поры составляют тупиковые участки сообш;аюш;ихся между собою пор и субкапиллярные поры. К субкапиллярным относят [186] поры диаметром меньше 0,001 мм, а поры большего диаметра относят к капиллярным. По Ван-Хайзу максимальный поперечный размер субкапиллярных пор равен 0,002 мм для трубкообраз-ных пор и 0,0001 мм - для ш,елевидных, что следует, очевидно, считать наиболее правильным, так как расстояние, на котором сказывается влияние молекулярных сил, найденное [186] для различных веш;еств, составляет приблизительно 0,00005 мм. В таких порах действие молекулярного притяжения стенок простирается до

1 Термин «эффективная пористость» различными исследователями трактуется неодинаково. Одни понимают под эффективной пористостью открытую пористость, другие - полезную емкость коллектора (разность между открытой пористостью и объемом остаточной воды) и т. д., вследствие чего количественная характеристика для одного и того же образца может быть различной. По этой причине Всесоюзное совещание по унификации методов определения коллекторских свойств горных пород в 1962 т. [246] рекомендовало применять в практике изучения коллекторских свойств горных пород термин «статическая полезная емкость коллектора». - Ярц.и. Ред.

их центра, вследствие чего жидкость, заполняющая поры, вся находится под влиянием притяжения и при наблюдающихся в естественных условиях перепадах давления перемещаться не может. Тат«т1М образом, эффективная пористость характеризует особенности строения горных пород.

Иногда под эффективной пористостью пород понимают объелЕ пор, занятый нефтью или газом [251]. Ио легко показать, что такое толкование во многих отношениях лишено физического и практического смысла. Дело в том, что погребенная вода в коллекторах нефти и газа может находиться в капиллярно-связанном и в свободном состояниях. При этом она может заполнять как непроточную часть, так и некоторую долю проточной части пор. Наряду с этим погребенная вода может занимать также только некоторую часть неэффективного объема пор. Следовательно, объем нефти или газа в породе может быть меньше или больше эффективного объема пор или может равняться ему. Поэтому отождествлять эффективную пористость с нефтегазонасыщенностью пород, строго говоря, нет оснований. Кроме того, объем пор, занятый нефтью п.пп газом в породе, как известно, определяется достаточно четко коэффициентами нефтенасыщенности и газонасыщенностд. Исходя из этого указанное представление об эффективной пористости [251] вносит лишь неопределенность и двусмысленность как в определение эффективной пористости, так и в определения насыщенностей пород нефтью и газом.

Если в породах имеются двух- пли трехфазные системы, для их характеристики применяется еще понятие динамическая пористость, которая отождествляется с движущимся в них объемом газов или жидкостей. Согласно этому определению динамическая пористость всегда меньше эффективной, так как из нее исключается некоторая часть эффективного объема пор вследствие неподвижности в ней газов и жидкостей из-за проявления поверхностно-молекулярных сил. Таким образом, динамическая пористость, в отличие от полной, открытой и эффективной, характеризует не только породу, но и физико-химические свойства насыщающих ее газов и жидкостей. Поэтому она зависит не только от свойств породы, но также и от свойств газов и жидкостей.

Динамическая пористость характеризуется коэффициентом динамической пористости, под которым понимается отношение объема Fд движущейся в породе жидкости к объему Fq породы:

-д=. (17)

Определение динамической пористости представляет интерес в том отношении, что ее величина до известной степени может характеризовать извлекаемые запасы нефти при вытеснении ее водой.

ИСХОДНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ

Если объем минеральной части образца породы обозначить через F„, то выражение (14) примет следующий вид:

т„ = 1-. (18)

Выразив объем F„ и объем породы соответственно через их массу и плотность р„ и р, можно представить формулу (18) так:

m„ = i-f-, (19)

где Ро - плотность породы; р„ - плотность ее минеральной части.

Из формул (14), (18) п (19) видно, что коэффициент полной пористости породы можно определить, если известны объем образца и объем содержащихся в нем пор или объем образца и объем твердой фазы, или плотность породы и слагающих ее частиц.

Таким образом, каковы бы ни были породы (песчаники, известняки, глины или доломиты), все способы определения полной пористости в конечном итоге сводятся к определению объема их пор или объема слагающих их частиц.

Однако это относится только к определению полной пористости горных пород. Для подсчета же, например, эффективной и динамической пористости пригодны только выражения (16) и (17). Для получения этих параметров необходимо измерить объем исследуемого образца и определить в одном случае эффективный объем пор, в другом - объем движущейся в породе жидкости. Поэтому в дальнейшем определение различных коэффициентов пористости нефтяного и газового пласта будет сведено к раздельному определению объема исследуемого образца, объема пор п объема частиц, составляющих породу. Здесь же только укажем, что выбор способа определения зависит главным образом от определяемого коэффициента пористости (полной, открытой, эффективной и динамической) и от степени сцементированности исследуемого образца породы. Очевидно, не все способы могут быть в равной степени успешно применены к сильно сцементированным, слабосцементированным и сыпучим цородам.

Отметим, что высокая степень точности определения коэффициентов пористости нефтесодержащих пород не столь необходима, как это может показаться с первого взгляда. Нефтесодержащие породы сильно различаются по пористости не только в разных частях одного и того же пласта, но и в пределах отдельного небольшого образца. Поэтому наилучшее представление о пористости пласта может быть получено при проведении нескольких достаточно точных определений, а не при выполнении какого-то одного, хотя бы и с большой точностью. Обычно разница в результатах определения пористости не превышает 1%.

Исследования Б. Ф. Ремнева по определению пористости сначала целого образца породы, а затем отколотых от него частей показали, что по 14 определениям расхождение между значениями пористости отколотых частей образца составило 0,87%. Разница, превышающая приблизительно 1%, может быть следствием неоднородности caMiix пород.

ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О КАВЕРНОЗНОСТИ ПОРОД

По аналогии с пористостью кавернозность горных пород включает пустоты, которые по некоторым физическим особенностям относятся к типу каверн. Кавернозность пород характеризуется