Физика нефтяного пласта

Естественная и искусственная трещинность, способы описания.

Естественная трещиность – образуется при разрушении пласта, которое происходит при превышении предела прочности породы.
Характеризуется: длиной, шириной, густотой, ориентированностью.
Методика исследования коллекторских свойств трещиноватых гор пород имеет свои особенности. Их качества как коллектора характеризуются густотой и раскрытостью трещин, которые определяют трещинную пористость и проницаемость, обусловленную наличием в породе трещин. Подавляющее большинство трещин, по–видимому, имеет тектоническое происхождение и объединяется в ориентированные системы. Рассмотрим трещиноватость, хар-ся системи трещин, стенки которых можно принять за плоскости. исследованиями И. М. Смехова установлено, что интенсивность трещеноватости зависит от литологических свойств пород. Раскрытость трещин также зависит от литологического состава пород и их происхождения и колеблется в пределах 14-80 мкм. Интенсивность трещеноватости г/п, рассеченной совокупностью трещин, характеризуется объемной T и поверхностной P плотностями трещин.
T = S/V; P = l/F,
где S – площадь половины поверхности всех стенок трещин, секущих объем породы V; l – суммарная длина следов всех трещин, выходящих на поверхность площадью F.
Густота трещин – мера растресканности породы.
Г= n/ΔL.
Δn – количество трещин, секущих нормаль к их плоскости; ΔL – длина нормали.
Для однородной трещиноватости, т.е. когда трещины находятся на равном расстоянии друг от друга, густота трещин: Г=1/L, где L – расстояние между трещинами в системе.
Объемная плотность Т характеризует трещиность пласта с любой геометрией. Поверхностная плотность Р зависит от ориентации площади измерения относительно направления трещин. Между величинами T, P, и Г существует следующая связь T=Гi, T=Pi/cosαi, P=Гi cosαi, где αi – угол между перпендикуляром к плоскости i той системы трещин и площадкой, на которой измеряется величина Pi.
Трещинная пористость определяется из соотношения mТ=bi Гi.
Где bi - раскрытость i-той системы трещин.
При bi = const=b mТ=bT.
Проницаемость k_Т в (в Д) трещиноватой породы, когда трещины перпендикулярны поверхности фильтрации (т.е. по сечению пласта), может быть определена по формуле k_Т=85000b₂ m_Т, (формула справедлива когда трещины перпендикулярны к поверхности фильтрации)
Где b – раскрытие трещин в мм; m – трещинная пористость в долях единицы.
В действительности же трещины могут располагаться произвольно, в результате чего проницаемость трещиноватой породы будет зависеть от простирания их систем и направления фильтрации. В общем случае, если трещины располагаются произвольно, а проницаемость рассчитывается для любого горизонтального направления фильтрации, то формула имеет вид:
, где bi и Гi – раскрытость и густота трещин соответственно в см и 1/см; wi-угол падения трещин данной системы; i- угол между задаваемым направление фильтрации и простиранием данной системы трещин.
Параметры трещиноватости находятся также по керновому материалу и по шлифам. Параметры трещиноватых пород подсчитываются по следующим формулам: _т = А*(b³l/F), m_t = bl/F, P=l/F.
Здесь _т- трещинная проницаемость, мкм²; А – численный коэффициент, зависящий от геометрии систем трещин в породе; l- протяженность трещин в шлифе, см; F –площадь шлифа, см²; m_t = трещинная пористость, доли единицы; Р – поверхностная плотность трещин.
Для этой цели используют также геологические, геофизические и гидродинамические методы.
При геологических методах получают достоверные сведения о плотности трещин и их ориентированности по данным исследования трещиноватости пород в их обнажениях на дневной поверхности, а также в шахтах и других горных выработках. Раскрытость же поверхностных трещих подвержена влиянию эрозии.
Геофизические методы исследования трещиноватых коллекторов основаны на зависимости свойств потенциальных полей (электрических, гравитационных, упругих и т.д.) от параметров трещиноватости. Эти методы находятся на стадии развития и становления. Все более широко применяют гидродинамические методы, основанные на использовании результатов исследования скважин. Показатели работы скважин (зависимость дебита от забойного давления, скорость восстановления давления в остановленной скважине и т.д.) зависят от параметров трещиноватости коллектора.

6.