Влияние давления на коллекторские свойства пород

В условиях залегания в пласте коллекторские свойства пород вследствие их сжимаемости отличаются от свойств на поверх­ности.

В первом приближении упругое изменение пористости по­род с изменением давления в интервале р ₁— р можно вычислить по формуле

(34)

где m_(s-p) и m_{(s-p) 1} — коэффициенты пористости пласта при зна­чениях эффективных напряжений соответственно (s-p) и (s-p) ₁.

По результатам исследований уменьшается пористость песчаников на 20% при давлениях около 15 МПа, по­ристость плотных аргиллитов при том же давлении уменьша­ется примерно на 6 %.

В ряде случаев изменение пористости при действии эффек­тивного напряжения описывается экспоненциальной зависимо­стью

m = m₀exp[—b_П(s—s₀)], (35)

где m_О — пористость при начальном эффективном напряжений s_О; b_П — коэффициент сжимаемости пор,

b_П = b_С /m₀;

здесь b_С — коэффициент объемной упругости породы [(см. фор­мулу 30)]. При небольших значениях (s—s_О) формулу (34) можно заменить соотношением

m = m₀[1—b_П(s—s₀)]= m₀—b_С(s—s₀), (П.36)

Значительно более подвержена изменению проницаемость гор­ных пород. Если считать, что коэффициент пористости изменя­ется лишь вследствие уменьшения или увеличения объема пор породы, зависимость упругих изменений проницаемости для плотных пород от давления можно выразить соотношением

, (37)

где , — коэффициенты проницаемости породы, нахо­дящейся под действием давлений (s—р) и (s—р)₁.

.

Здесь a — коэффициент, характеризующий структуру поровых каналов. Для сцементированных песчаников a находится в ин­тервале минус 1,25 — минус 1,8.

По результатам исследований коэффициент проницаемости при упругом деформировании, например, песчано-глинистых пород, залегающих на глубине 1300—2000 м, может умень­шаться по сравнению с данными, полученными при атмосфер­ных условиях, на 10—40 %.

Как уже упоминалось, деформации горных пород могут со­провождаться пластическими явлениями. При этом порода при снятии с нее напряжений не восстанавливает свою геометрию, изменяются вследствие остаточных деформаций ее пористость и проницаемость. Существенные необратимые деформации по­род могут происходить в глубокозалегающих нефтяных и газо­вых пластах вследствие роста эффективного давления (s—р) с уменьшением пластового давления р в процессе разработки месторождений, что существенно сказывается на процессах фильтрации жидкости. Эти явления учитываются в теории уп­руго-пластического режима пласта.

Дата добавления: 2014-11-07