Свойства горной породы вмещать (обусловлено пористостью горной породы) и
пропускать (обусловлено проницаемостью) через себя жидкость называются фильтрационно-ёмкостными свойствами (ФЕС).
Фильтрационные и коллекторские свойства пород
нефтяных пластов характеризуются следующими основными показателями:
-
пористостью;
-
проницаемостью;
-
капиллярными свойствами;
-
удельной поверхностью;
-
механическими свойствами.
Способность пород вмещать воду, а также жидкие и газообразные
углеводороды определяется их пористостью,
т.е. наличием в них пустот (пор). Общая
(полная, абсолютная) пористость – суммарный объём всех пор (Vпор), открытых и закрытых.
Пористость открытая
эквивалентна объёму сообщающихся (Vсообщ) между собой пор.
На практике для характеристики пористости используется коэффициент пористости
(m), выраженный в долях
или в процентах. Для зернистых пород, содержащих малое или среднее количество
цементирующего материала, общая и эффективная пористость примерно равны. Для
пород, содержащих большое количество цемента, между эффективной и общей
пористостью наблюдается существенное различие. Для хороших коллекторов
пористость лежит в пределах 15-25%
Поровые каналы нефтяных пластов условно подразделяются на три группы:
субкапиллярные (размер пор < 0,0002 мм) – практически
непроницаемые: глины, глинистые сланцы, эвапориты (соль, гипс, ангидрит); капиллярные
(размер пор от 0,0002 до 0,5 мм); сверхкапиллярные > 0,5 мм.
Каналы, образуемые порами,
разделены на три группы: крупные
(сверхкапиллярные) – диам. более 0,5 мм; капиллярные – диам. 0,5 – 0,0002 мм;
субкапиллярные – менее 0,0002 м.
С пористостью связаны величины насыщения пласта флюидами: водонасыщенность, газонасыщенность), нефтенасыщенность, величины, выраженные
в долях или в процентах.
Проницаемость – это
фильтрующий параметр горной породы, характеризующий её способность пропускать
через себя жидкости и газы при перепаде давления. Хорошо проницаемыми породами
являются: песок, песчаники, доломиты, доломитизированные известняки,
алевролиты, а так же глины, имеющие массивную пакетную упаковку.
К плохо проницаемым относятся: глины, с упорядоченной пакетной упаковкой, глинистые сланцы, мергели, песчаники, с обильной глинистой цементацией.
Различают абсолютную
(общую), эффективную
(фазовую) и относительную проницаемость горной породы.
Абсолютная проницаемость характеризует физические свойства породы, т. е.
природу самой среды.
Эффективная проницаемость характеризует способность среды пропускать через
себя жидкость (нефть, воду) или газ в зависимости от их соотношения между
собой.
Относительной проницаемостью называется отношение эффективной проницаемости к
абсолютной проницаемости.
Наибольшей, приближающейся по значению к абсолютной проницаемость пород
бывает в тех случаях, когда по порам движется чистая нефть. В тех случаях,
когда по порам движутся и нефть, и газ в отдельности (две фазы), эффективная
проницаемость для нефти, или, как ее еще называют, фазовая проницаемость,
начинает уменьшаться. Когда же по порам породы движутся три фазы — нефть, газ,
вода, — эффективная (фазовая) проницаемость для нефти еще более уменьшается.
По характеру
проницаемости различают коллектора:
равномерно проницаемые; неравномерно проницаемые; трещиноватые.
По величине проницаемости (мкм2) для нефти выделяют 5 классов
коллекторов: очень хорошо проницаемые (>1);
хорошо
проницаемые (0,1 – 1); средне проницаемые (0,01 – 0,1); слабопроницаемые (0,001
– 0,01); плохопроницаемые (<0,001). Для классификации коллекторов газовых
месторождений используют 1–4 классы коллекторов.
Упругость, прочность
на сжатие и разрыв, пластичность – наиболее важные механические свойства горных
пород, влияющие на ряд процессов, происходящих в пласте в период разработки и
эксплуатации месторождений.