Физика нефтяного пласта

Техногенные изменения нефтегазовых пластов при разработке; свойства пласта и пластовых жидкостей, меняющиеся в процессе разработки.

Важное значение в процессе разработки нефтяных и газовых месторождений имеют деформации пород, происходящие вследствие изменения пластового давления, которое может уменьшаться со временем и вновь восстанавливаться при искусственных методах поддержания давления в залежи. Установлено, что с падением пластового давления объем порового пространства пласта уменьшается вследствие упругого расширения зерен породы и возрастания сжимающих усилий, передающихся на скелет от массы вышележащих пород. При этом зерна породы испытывают дополнительную деформацию в пористость среды уменьшается также вследствие перераспределения зерен, более плотной их упаковки и изменения структуры пористой среды. Некоторые из упомянутых процессов, вызывающие изменения объема пор, явля­ются обратимыми, как, например, упругое расширение зерен цемента и их дефор­мации в сторону пустот, не занятых твердым веществом, под действием массы выше­лежащих пород. Другие процессы, например перегруппировка зерен, скольжение их по поверхности соприкосновения, разрушение и дробление зерен, необратимые. В результате с возрастанием пластового давления должны появиться значительные остаточные деформации, и пористость пород не восстанавливается. Последние деформации пород, по-видимому, характерны для глубокозалегающих пластов. В ряде случаев изменение пористости описывается формулой:
m=m₀exp[-βп(σ-σ₀)],
m0-пористость при начальном напряжении, βп -коэффициент сжимаемости пор.
βп=βс/ m₀, βс - коэффициент объемной упругости породы. Значит больше подвержена изменению проницаемость горных пород.

где К(σ-р) и К(σ-р)₁-коэффициенты проницаемости породы, находящейся под давлением (σ-р) и (σ-р)₁
n=2βп1(σ-р)(3+α)/(2+α),
где α - коэффициент, характеризующий структуру поровых каналов.
С уменьшением пластового давления ниже давления насыщения происходит выделение газа, что увеличивает вязкость и плотность нефти, а также способствует снижению проницаемости из-за появления дополнительной фазы. При разгазировании нефти, происходит также выпадение АСПО, что еще более усугубляет ситуацию.

20.