Файл: Ширковский, А. И. Добыча и подземное хранение газа учебное пособие.pdf

цементирующего материала в % от объема пор.

При содержании карбонатно-глинистого цемента в породе бо­ лее 2% от объема пор коэффициент проницаемости резко умень­ шается. При содержании цемента, равном 10—15% от объема пор, коэффициент проницаемости меньше 10 мД. Если в поровом пространстве газонасыщенного песчаника объем цементирую­ щего материала превышает 15% от объема пор, то коэффициент проницаемости незначителен, и газовая залежь не может иметь промышленного значения.

Известняки и доломиты, как правило, имеют сложную струк­ туру порового пространства, неоднородны по площади и разрезу. Они имеют много отдельных трещин, каналов, каверн и даже изолированных блоков. Газ, добываемый из газонасыщенных из­ вестняков и доломитов, в большинстве случаев содержит серово­

При проектировании систем разработки залежей в процессе их эксплуатации важное значение имеют пористость, проницаемость, крепость (прочность) и упругоемкость пород, средний радиус каналов пористой среды, величина удельной поверхности.

Г е о л о г о-ф и з и ч е с к и е с в о й с т в а г о р н ы х

по р о д

Вбольшинстве случаев в горных породах, сложенных грану­ лярными породами (песками, песчаниками), пустоты имеют не­ большой размер и называются порами.

Коэффициентом полной (абсолютной) пористости то называ­

на поверхности твердой фазы, часть остается в мелких поровых каналах. Вода удерживается на поверхности твердой фазы по­ верхностными молекулярными силами, в поровых каналах — ка­ пиллярными силами. Эту воду называют реликтовой, погребен­ ной или связанной, остаточной и выражают в долях от коэффици­ ента абсолютной пористости.

13

(k0 — мД; m0— в %).

На рис. 1 показана зависимость объема связанной воды в пе­

14

миллидарси (мД). Коэффициент проницаемости имеет размер­ ность площади.

Различают коэффициенты абсолютной и эффективной прони­ цаемости при фильтрации однородной жидкости сквозь сухую и с остаточной водой пористую среду соответственно. При фильт­

симости коэффициента эффективной проницаемости kn от объема связанной воды SB.п для несцементированных песков

Из зависимостей (7) и (8) видно, что при наличии связанной воды в несцементированных песках существенно снижается коэф­ фициент эффективной проницаемости, в песчаниках — практи­ чески не уменьшается.

Фазовая проницаемость зависит от общей насыщенности порового пространства жидкой фазой, структуры и литологического

где Sr — относительная доля порового пространства, насыщенного подвижной фазой; S —общая насыщенность пористой среды жид­ кой фазой (связанной и подвижной водой, водой и нефтью, водой и углеводородным конденсатом) в долях единицы; а — объемная газонасыщенность обводненной зоны при данном давлении в до­

лях единицы.

Газ, нефть и вода движутся сквозь пористую среду (фильтру­ ются) по каналам, имеющим криволинейную причудливую фор­ му по длине и сложную форму поперечного сечения. В некоторых случаях можно представить пористую среду как систему криво­ линейных параллельных трубок одинакового радиуса. В этом случае можно ввести понятие среднего радиуса каналов пористой среды (в см) и выразить его в виде уравнения

\т \ L0 )

15

Отношение \ = L/L0— коэффициент извилистости пористой среды. Для различных пористых сред |= 1 -у 5 и зависит от струк­ туры, литологического состава пород коллектора и объемной на­ сыщенности пористой среды жидкой фазой.

в частности на величину сопротивления потоку жидкости или газа при его движении сквозь пористую среду, на остаточную газо- нефте-конденсатонасыщенность, давление фазовых переходов идр.

Величину удельной поверхности пористой среды (песков) F

ный коэффициент пористой среды, учитывающий длину криволи­

структурного коэффициента для несцементированных песков по­ лучено следующее уравнение для определения т:

( ~ Т

Величина удельной поверхности песков и песчаников изменя­ ется от 300 до 1000 см2/см3 и более.

Прочность (крепость) горных пород характеризует их меха­ нические свойства, которые зависят от вида деформаций. Проч­ ность горных пород значительна при сжатии, весьма мала при ра­ стяжении, сдвиге, кручении.

При движении жидкостей и газов возможно разрушение гор­ ных пород в местах наибольших концентраций напряжений (гра­ диентов давлений на забоях эксплуатационных скважин). При превышении критических величин градиентов давлений на забое скважины возможно разрушение горной породы, скопление ее частиц на забое или вынос их в поверхностные сооружения газо­ вого промысла или подземного хранилища.

Большое влияние на прочность горных пород оказывают сла­ гающие их минералы и цементирующее вещество. Глинистый це­ ментирующий материал снижает прочность песчаников, а кремне­ зем и известковый цемент увеличивают ее.

Пласт и насыщающие его жидкости обладают упругими свой­ ствами. Коэффициент упругоемкости пласта р определяет величи-

16