Методы определения проницаемости горных пород кратко

Обновлено: 05.07.2024

Методы полевых испытаний проницаемости

Soils. Field methods for determining permeability

Дата введения 2015-07-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве" (ОАО "ПНИИИС")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 декабря 2014 г. N 46)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на изыскания в строительстве и устанавливает требования к методам полевых испытаний грунтов с целью определения параметров, используемых для гидрогеологических расчетов.

2 Термины, определения и обозначения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 безнапорный поток подземных вод: Поток подземных вод, ограниченный сверху свободной поверхностью, напор в каждой точке которой равен высотной отметке точки над плоскостью сравнения.

2.2 водоносный пласт (горизонт): Слой или слоистая толща проницаемых пород, в которых развит гидравлически единый поток подземных вод.

2.3 геофильтрационные параметры: Параметры пласта (горизонта), в котором происходит фильтрация воды, используемые в гидрогеологических расчетах.

2.4 гравитационная емкость (безразмерный параметр): Параметр, определяющий изменение объема воды в элементе безнапорного пласта единичной площади в плане, отнесенное к изменению уровня свободной поверхности.

2.5 зона аэрации: Толща неводонасыщенного грунта, расположенная над свободной поверхностью потока подземных вод и капиллярной каймой.

2.6 коэффициент перетока , сут: Параметр, определяемый как отношение коэффициента фильтрации слабопроницаемого слоя, разделяющего водоносные пласты, к его мощности.

2.7 коэффициент фильтрации , м/сут: Параметр, характеризующий проницаемость грунтов в отношении фильтрации воды при полном насыщении, численно равный скорости фильтрации при единичном градиенте напора.

2.8 кустовой опыт: Опытная откачка (опытный налив) из центральной скважины при наличии наблюдательных скважин, расположенных на разном удалении от нее.

2.9 нагнетание: Нагнетание воды в скважину под давлением с целью поинтервальной оценки изменчивости поглощения воды.

2.10 напор , м: Характеристика уровня потенциальной энергии в точке потока, равная высоте положения уровня воды в пьезометре относительно плоскости сравнения.

2.11 напорный поток подземных вод: Поток подземных вод, имеющий сверху непроницаемую границу (водоупорный слой), напор на которой превышает ее высотную отметку.

2.12 одиночный опыт: Опытная откачка из скважины или опытный налив в скважину без устройства наблюдательных скважин.

2.13 опытная откачка: Отбор воды из шурфа, колодца или скважины, оборудованной фильтром или имеющей открытые стенки, сопровождаемый наблюдениями за уровнями воды и дебитом с целью определения геофильтрационных параметров.

2.14 опытный налив: Подача воды в шурф, колодец или скважину, оборудованную фильтром или имеющую открытые стенки, сопровождаемый наблюдениями за уровнями воды и дебитом с целью изучения геофильтрационных параметров.

2.15 проводимость , м/сут: Параметр, характеризующий способность водоносного пласта (слоя, горизонта) пропускать фильтрационный поток.

2.16 проницаемость: Свойство грунта пропускать жидкость под действием перепада гидростатического напора.

2.17 субнапорный поток подземных вод: Поток подземных вод, приуроченный к толще двухслойного строения с хорошо проницаемым нижним слоем и слабопроницаемым верхним слоем, в котором залегает свободная поверхность.

2.18 удельное водопоглощение , л/мин/м: Косвенная характеристика проницаемости, определяемая по результатам нагнетаний как отношение расхода закачиваемой воды к повышению напора и к длине опытного интервала ствола скважины.

2.19 упругая емкость * (безразмерный параметр): Параметр, определяющий отношение изменения воды в элементе пласта единичной площади в плане к изменению напора в процессе компрессионного сжатия или разуплотнения, обусловленного естественным или техногенным изменением давления.

2.20 фильтрация воды: Движение воды в поровом или трещинном пространстве грунта.

3 Общие положения

3.1 Коэффициент фильтрации водонасыщенных грунтов следует определять методом опытной откачки (опытного налива) в условиях однородного строения водоносного горизонта.

3.2 При испытаниях методом опытной откачки (опытного налива) водоносного горизонта неоднородного строения следует определять его проводимость .

Примечание - Коэффициенты фильтрации слоев неоднородного водоносного горизонта рекомендуется определять методом кустовой опытной откачки (опытного налива) из несовершенной скважины с ярусным расположением наблюдательных скважин.

3.3 Коэффициент фильтрации неводонасыщенных грунтов зоны аэрации следует определять методом налива в шурф.

3.4 Упругую емкость * и гравитационную емкость пласта следует определять методом кустовой опытной откачки (опытного налива) как параметры, связанные с параметрами проницаемости, методикой обработки опытных данных и прогнозными расчетами.

3.5 Коэффициент перетока следует определять методом кустовой опытной откачки (опытного налива) из скважины как параметр, характеризующий проницаемость разделяющего слоя между водоносными пластами.

Примечание - В субнапорных пластах следует определять методом кустовой опытной откачки (опытного налива) из скважины коэффициент перетока , который характеризует в этом случае вертикальный водообмен верхнего слабопроницаемого слоя под свободной поверхностью.

3.6 Выбор метода полевых испытаний следует осуществлять руководствуясь таблицей 1.

Проницаемость горных пород пласта - способность пород пласта пропускать жидкость и газ при перепаде давления.

При относительно небольших перепадах давления в нефтяных пластах многие породы в результате незначительных размеров пор оказываются практически непроницаемыми для жидкостей и газов (глины, сланцы и т.д.).

Хотя при сверхвысоких давлениях все горные породы проницаемы.

Хорошо проницаемыми породами являются: песок, песчаники, доломиты, доломитизированные известняки, глины с массивной пакетной упаковкой, алевролиты.

Плохо проницаемыми породами являются: глины, с упорядоченной пакетной упаковкой, глинистые сланцы, песчаники с глинистой цементацией, мергели.

Различают также абсолютную, фазовую и относительную проницаемости.

Абсолютная проницаемость – проницаемость пористой среды для газа или однородной жидкости при следующих условиях:

1. Отсутствие физико-химического взаимодействия между пористой средой и этим газом или жидкостью.

2. Полное заполнение всех пор среды этим газом или жидкостью.

Фазовая (эффективная) проницаемость – проницаемость пористой среды для данного газа или жидкости при одновременном наличии в порах другой фазы или системы (газ-нефть , газ - нефть-вода).

Относительная проницаемость – отношение фазовой проницаемости к абсолютной.

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.

Для определения абсолютной проницаемости горных пород используются разнообразные приборы. Однако принципиальные схемы их устройства большей частью одинаковы, все они состоят из одних и тех же основных элементов: кернодержателя, позволяющего фильтровать жидкость и газы через пористую среду, устройств для измерения давления на входе и выходе из керна, расходомеров и приспособлении, создающих и поддерживающих постоянный расход жидкости или газа через образец породы . Различаются они лишь тем, чтоодни из них предназначены для измерения проницаемости при больших давлениях, другие - при малых, а третьи- при вакууме.

K = Q × μ × L / (ΔP × F), где

· Q - объёмный расход флюида (см 3 /с),

· μ - вязкость флюида (сП),

· ΔP - перепад давления (атм),

· F - площадь фильтрации (м 2 ),

· L - длина образца (см),

· K - проницаемость (Д).

Что называется коэффициентом продуктивности скважин? Записать формулу для этого коэффициента, его размерность в СИ .

Коэффициент продуктивности – характеристика добывающей скважины, равная отношению дебита к депрессии за единицу времени.

, м 3 /МПа*сут

Где Q – дебит скважины, м 3 /сут

Р – депрессия, МПа

Например коэффициент продуктивности равен 3 – это значит что при увеличении депрессии на 1 МПа дебит скважины увеличится на 3 м 3 /сут

Поверхностные явления при фильтрации пластовых жидкостей.

На закономерности фильтрации жидкостей и газов в пористой среде влияют не только границы раздела между нефтью, газом и водой, но также и поверхностные явления, происходящие на границах твердое тело — жидкость. По результатам опытов, проведенных П. А. Ребиндером, М. М. Кусаковым, К. Е. Зинченко, при фильтрации через кварцевый песок углеводородных жидкостей с добавками полярных поверхностно-активных веществ (как индивидуальных углеводородов, так и самих нефтей) со временем скорость фильтрации затухает. Это можно объяснить образованием на поверхности поровых каналов адсорбционно-сольватных слоев, практически не участвующих в процессе движения и замедляющих фильтрацию, уменьшая эффективное сечение капилляров. Считается, что и в естественных условиях понижение скорости фильтрации может быть вызвано: 1) химической фиксацией адсорбционных слоев поверхностно-активных компонентов нефти, например, кислотного типа на активных местах поверхности минеральных зерен; 2) повышением содержания в нефти поверхностно-активных веществ за счет накопления в текущей нефти кальциевых и магниевых мыл.

В таких случаях может наблюдаться непрерывное замедление фильтрации со временем до полной закупорки поровых каналов вследствие возрастания толщины коллоидных пленок. Этим эффектом объясняется и процесс затухания проницаемости кварцевых песчаников при фильтрации сквозь них нефти, детально изученный Ф. А. Требиным при различных условиях фильтрации.

Ф. А. Требиным было установлено, что эффект затухания фильтрации нефтей исчезает с увеличением перепадов давлений и повышении температуры до 60—65 °С. С повышением депрессии до некоторого предела происходит срыв (размыв) образованных ранее адсорбционно-сольватных слоев. Это одна из причин нарушения закона Дарси (нелинейный характер зависимости расхода от депрессии) при изменении режима фильтрации углеводородных жидкостей в пористой среде.

Аналогичные явления наблюдаются в промысловой практике. Дебиты скважин вследствие образования в пласте смоло-парафиновых отложений в ряде случаев уменьшаются, и для борьбы с ними прогревают призабойную зону или обрабатывают забой какими-либо средствами.

Следует, однако, отметить, что явления затухания фильтрации со временем, по-видимому, не свойственны большинству естественных пластов, и скважины эксплуатируются многие годы без снижения продуктивности. Снижение фильтрационных свойств пород при движении в них дегазированной нефти в лабораторных условиях связано с появлением в ней (в результате окисления, изменения состава нестойких соединений и охлаждения при хранении и транспортировке) комплексов, не свойственных естественным нефтям. По данным В. М. Березина и В. С. Алексеевой, проницаемость естественных песчаников практически оказалась одинаковой для воздуха, неполярной жидкости и малоактивных (малополярных) нефтей Татарии и Башкирии. По результатам их исследований при надлежащем отборе и хранении дегазированных нефтей (без доступа воздуха, в темном помещении, при умеренных температурах) даже таких месторождений, как Арланское и Новохазинское, нефти которых содержат асфальто-смолистые вещества в большем количестве, чем нефти других месторождений, фильтрация их в пористой среде происходит без затухания. Процесс образования асфальто-смолистых отложений в поровых каналах, по-видимому, более свойствен выработанным залежам с низким пластовым давлением и связан с нарушением равновесия в нефтегазовых растворах при выделении газовой фазы и изменениях температуры.

Проницаемость — важнейший параметр, характеризующий проводимость коллектора, т. е. способность пород пласта пропускать к забоям скважин нефть и газ при наличии перепада между пластовым и забойным давлениями.

Абсолютно непроницаемых тел в природе нет. Однако при существующих в нефтяных пластах сравнительно небольших перепадах давлений многие породы из-за малых размеров пор в них оказываются практически мало или совсем непроницаемыми для жидкостей и газов (глины, сланцы и др.).

Большая часть осадочных пород обладает той или иной проницаемостью. Поровое пространство этих пород, кроме субкапиллярных пор, слагается также порами большего размера. По экспериментальным данным диаметры подавляющей части пор нефтесодержащих коллекторов больше 1 мкм.

В процессе эксплуатации нефтяных и газовых месторождений возможна различная фильтрация в пористой среде жидкостей и газов или их смесей — совместное движение нефти, воды и газа или воды и нефти, нефти и газа или только нефти или газа. При этом проницаемость одной и той же пористой среды для данной фазы в зависимости от количественного и качественного состава фаз в ней будет различной. Поэтому для характеристики проницаемости пород нефтесодержащих пластов введены понятия абсолютной, фазовой и относительной проницаемости.

Для характеристики физических свойств пород используется абсолютная проницаемость. Под абсолютной принято понимать проницаемость пористой среды, которая определена при наличии в ней лишь одной какой либо фазы, химически инертной по отношению к породе.Для ее оценки обычно используется воздух или газ, так как установлено, что при движении жидкостей в пористой среде на ее проницаемость влияют физико-химические свойства жидкостей.

Фазовой называется проницаемость пород для данного газа или жидкости при наличии или движении в порах многофазных систем. Величина ее зависит не только от физических свойств пород, но также от степени насыщенности порового пространства жидкостями или газом и от их физико-химических свойств.

Относительной проницаемостью пористой среды называется отношение фазовой проницаемости этой среды к абсолютной.

Для оценки проницаемости горных пород обычно пользуются линейным законом фильтрации Дарси, по которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости:

где v – скорость линейной фильтрации;

Q – объемный расход жидкости в единицу времени;

Μ – динамическая вязкость жидкости;

F – площадь фильтрации;

Δр – перепад давления;

L – длина пористой среды.

В этом уравнении способность породы пропускать жидкости и газы характеризуется коэффициентом пропорциональности k, который называют проницаемостью:

За единицу проницаемости в 1 м 2 принимается проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 м 2 , длиной 1 м и перепаде давления 1 Па расход жидкости вязкостью 1 Па·с составляет 1 м 3 /с.

Физический смысл размерности коэффициента проницаемости – это величина площади сечения каналов пористой среды горной породы, по которым происходит фильтрация флюидов.

За единицу проницаемости в 1 дарси (1 Д) принимают проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 см 2 и длиной 1 см при перепаде давления 1 кГ/см 2 расход жидкости вязкостью 1 спз (сантипуаз) составляет 1 см 3 /сек. Величина, равная 0,001 Д, называется миллидарси (мД). Учитывая, что 1 кГ/см 2 = ~105 Па, 1 см 3 = 10 -6 м3 , 1 см 2 = 10 -4 м2 , 1 спз = 10 -3 Па • сек, получим следующее соотношение:

При измерении проницаемости пород по газу в формулу (1.6) следует подставлять средний расход газа в условиях образца:

где — объемный расход газа, приведенный к среднему давлению в образце. Необходимость использования среднего расхода газа в этом случае объясняется непостоянством (увеличением) его объемного расхода при уменьшении давления по длине образца.

Среднее давление по длине керна

где и — соответственно давление газа на входе в образец и на выходе из него.

Полагая, что процесс расширения газа при фильтрации через образец происходит изотермически и используя закон Бойля — Мариотта,

где — расход газа при атмосферном давлении р₀.

Тогда формула для определения проницаемости пород по газу запишется в виде

где v – скорость линейной фильтрации;

Q – объемный расход жидкости в единицу времени;

Μ – динамическая вязкость жидкости;

F – площадь фильтрации;

Δр – перепад давления;

L – длина пористой среды.

Среднее давление по длине керна

где и — соответственно давление газа на входе в образец и на выходе из него.

где — расход газа при атмосферном давлении р₀.

Тогда формула для определения проницаемости пород по газу запишется в виде

Проницаемость горных пород зависит от многих факторов—горного давления в условиях их залегания, от температуры, степени взаимодействия флюидов с породой и т. д. Установлено, например, что газопроницаемость в атмосферных условиях существенно выше проницаемости пород даже для неполярных углеводородных жидкостей, практически не взаимодействующих с породой. Это объясняется частичным проскальзыванием газа вдоль поверхности каналов пористой среды вследствие незначительного внутреннего трения молекул – газа (эффект Клинкенберга). По данным Н. С Гудок, иногда проницаемость некоторых пород для газа при атмосферных условиях превышала их проницаемость при давлении 10 МПа в два раза.

Установлено, что с увеличением температуры среды газопроницаемость пород уменьшается, что связано с возрастанием скоростей движения молекул, уменьшением длины свободного их пробега и возрастанием сил трения вследствие интенсификации обмена количеством движения между отдельными слоями. По данным Н. С. Гудок, рост температуры с 20 до 90 °С может сопровождаться уменьшением проницаемости пород на 20—30%.

Влияние на проницаемость пород давления, температуры, степени взаимодействия флюидов с породой и необходимость измерения проницаемости пород по газу и по различным жидкостям приводит к необходимости конструировать приборы, позволяющие моделировать различные условия фильтрации с воспроизведением пластовых давлений и температур.

Поэтому для определения абсолютной проницаемости горных пород используются разнообразные приборы. Однако принципиальные схемы их устройства большей частью одинаковы все они состоят из одних и тех же основных элементов: кернодержателя, позволяющего фильтровать жидкость и газы через пористую среду, устройств для измерения давления на входе и выходе из керна, расходомеров и приспособлении, создающих и поддерживающих постоянный расход жидкости или газа через образец породы .Различаются они лишь тем, чтоодни из них предназначены для измерения проницаемости при больших давлениях, другие — при малых, а третьи— при вакууме. Одни приборы используются для определения проницаемости по воздуху, другие по жидкости. Поэтому отдельные их узлы имеют соответственно различное конструктивное оформление.

Кроме стационарных приборов, для измерения проницаемости используются также упрощенные устройства. Образец в кернодержателе одной стороной соединен с атмосферной трубкой, конец которой опущен под уровень воды. Создав через вентиль разрежение под керном, уровень воды в трубке поднимают на некоторую высоту. После закрытия этого вентиля фильтрация воздухачерез керн осуществляется под действием переменного разрежения, характеризующегося высотой столба воды в трубке. Мерой проницаемости породы служит (при постоянстве размеров образца) время опускания мениска в трубке в заданном интервале.

На практике оказывается, что проницаемость для жидкости обычно почти всегда меньше, чем для газа. Лишь при высокой проницаемости пород значения ее примерно одинаковы для жидкости и газа. Уменьшение проницаемости одной и той же породы для жидкости по сравнению с проницаемостью для газа происходит вследствие разбухания глинистых частиц и адсорбции жидкости при фильтрации нефти и воды через породы. Поэтому абсолютную проницаемость пород принято определять с помощью воздуха или газа. Состав газа на проницаемость пород заметно влияет только при высоком вакууме (при так называемом кнудсеновском режиме течения газа, когда столкновения молекул редки по сравнению с ударами о стенки пор, т. е. когда газ настолько разрежен, что средняя длина пробега молекул сравнима, но на практике оказывается, что проницаемость для жидкости обычно почти всегда меньше, чем для газа. Лишь при высокой проницаемости пород значения ее примерно одинаковы для жидкости и газа. Уменьшение проницаемости одной и той же породы для жидкости по сравнению с проницаемостью для газа происходит вследствие разбухания глинистых частиц и адсорбции жидкости при фильтрации нефти и воды через породы. Поэтому абсолютную проницаемость пород принято определять с помощью воздуха или газа. Состав газа на проницаемость пород заметно влияет только при высоком вакууме (при так называемом кнудсеновском режиме течения газа, когда столкновения молекул редки по сравнению с ударами о стенки пор, т. е. когда газ настолько разрежен, что средняя длина пробега молекул сравнима с диаметром поровыхканалов). В этих условиях проницаемость пород зависит от среднего давления, молекулярной массы газа и температуры и тем выше, чем меньше молекулярная масса давление. В пластовых условиях проницаемость горных пород практически мало зависит от состава газа.

Как уже упоминалось, фазовые проницаемости, кроме степени насыщенности пористой среды различными фазами, зависят от ряда других факторов и специфических свойств конкретной пластовой системы. В результате фактические показатели иногда значительно отклоняются от расчетных. Поэтому при определении зависимости относительных проницаемостей от насыщенности следует проводить специальные опыты, поставленные с учетом специфических свойств исследуемой пластовой системы.

Устройство установок, применяемых для этих целей, более сложное, чем установок, рассмотренных ранее, так как необходимо моделировать многофазный поток, регистрировать насыщенность порового пространства различными фазами и расход нескольких фаз. Установки для исследования многофазного потока обычно состоят из следующих основных частей:

1) приспособления для приготовления смесей и питания керна;

2) кернодержателя специальной конструкции;

3) приспособления и устройства для приема, разделения и измерения

расхода жидкостей и газа;

4)устройства для измерения насыщенности различными фазами пористой среды;

5)приборов контроля и регулирования процесса фильтрации.

Насыщенность порового пространства различными фазами можно определить несколькими способами: измерением электропроводности пористой среды, взвешиванием образца (весовой метод) и т. д. В первом случае измеряется электропроводность участка пористой среды, строится график, который сравнивается с тарировочной кривой (заранее составленной и представляющей собой зависимость электропроводности среды от содержания в порах различных фаз), затем определяется насыщенность порового пространства соответствующими фазами. Такой метод пригоден, если одна из жидкостей, используемых при исследовании, является проводником электричества (соленая вода, водоглицериновые смеси).

Проницаемость – фильтрационное-емкостное свойство горной породы, характеризующее ее способность пропускать флюиды (нефть, газ и воду) при наличии градиента давления.

Проницаемость выводится из линейного закона фильтрации (линейный закон Дарси, открыт в 1856 г.):

Q – объемный расход флюида (м 3 /с)

F – площадь фильтрации (м 2 )

μ – динамическая вязкость флюида (Па·с)

L– длина изучаемого образца (м)

Коэффициент пропорциональности k в уравнении Анри Дарси и есть проницаемость пористой среды.

Формула расчета абсолютной проницаемости:

Единица проницаемости в системе СИ – квадратный метр (м²). На практике наиболее удобно использовать единицу дарси (darcy) (1 Д ≈ 10-12 м²). С физической точки зрения, проницаемость характеризует площадь сечения каналов в пористой среде, обеспечивающих фильтрацию при заданном давлении.

Тем не менее многие породы (например, глины, сланцы и т.д.) в результате незначительности размеров сообщающегося между собой порового пространства и низких давлениях фильтрации, оказываются практически непроницаемыми для флюидов.

Для большинства пород нефтяных и газовых пластов проницаемость изменяется от нескольких миллидарси до нескольких сотен милидарси, причем ннизкопроницаемыми пластами считаются пласты с проницаемостью 0 – 100 мД, среднепроницаемыми – 100 – 500 мД и высокопроницаемыми – пласты с проницаемостью более 500 мД.

При проведении экспериментов по замеру проницаемости также следует учитывать анизотропию проницаемости:

Горизонтальная проницаемость для большинства коллекторов больше, чем вертикальная (длинные и плоские стороны зерен отлагаются горизонтально)

Типы проницаемости

По типам проницаемости можно определять:

Абсолютную
Эффективную (фазовую)
Относительную

Абсолютная проницаемость

Абсолютная проницаемость горной породы – это проницаемость, измеренная при фильтрации одной фазы (флюида) через исследуемый образец. Причем данная фаза должна быть инертна к пористой среде. Данный тип проницаемости является характеристикой физических свойств самой породы и зависит от размера и структуры поровых каналов.

Как правило, данный тип проницаемости определяется по при фильтрации газа (азота) через образец породы с вводом поправок Клинкенберга, а эксперимент проводится на полностью проэкстрагированном и очищенном образце.

Важно понимать, что в реальности пласты коллекторы содержат не только нефть и газ, но также некоторое количество остаточной воды, которая всегда присутствует в породах коллекторах до начала миграции в них нефти из нефтематеринских пород.

При движении нескольких не смешивающихся между собой флюидов, проницаемость для каждого из флюидов будет меньше значения абсолютной проницаемости.

Фазовая (эффективная) проницаемость

Фазовая (эффективная) проницаемость – проницаемость образца для отдельно взятого флюида при наличии в ней как минимум одного другого флюида (фазы). Она зависит от насыщения породы тем или иным флюидом (количественного содержания флюида), а также от физико-химических свойств этих флюидов и возникающих капиллярных сил.

Относительная фазовая проницаемость

Относительная фазовая проницаемость (ОФП) – отношение эффективной проницаемости к абсолютной для того же образца.

Формула расчета относительной проницаемости

Понятие ОФП было введено для нормализации значений фазовой проницаемости по значению абсолютной проницаемости для того же образца.

Немаловажный момент – как при малых так и при больших скоростях фильтрации закон Дарси перестает быть линейным.

В случае малых скоростей, проявляются неньютоновские свойства фильтрующихся жидкостей, а также другие физико-химические эффекты (действие межфазных и межмолекулярных сил). Для учета возникающих эффектов вводится поправка Клинкенберга.

В случае больших скоростей фильтрации, силы инерции фильтрующихся жидкостей становятся соизмеримыми с силами трения. Для учета данных эффектов используется закон Форхгеймера.

При проведении эксперимента по определению проницаемости также зачастую проводится и измерение пористости образцов.

С этой статьей также читают:

Неправильность форм песчаных зерен и частиц карбонатного материала не позволяет обеспечивать их идеальное прилегание друг…

Отбор шлама разбуриваемых пород целесообразно проводить либо вместо отбора керна – при бескерновом бурении, либо…

При проведении гидроразрыва пласта (ГРП) применяются различные по своим физическим свойствам жидкости, материалы и добавки.…

Читайте также: