Фильтрация газов в трещиноватых коллекторах, страница 51

Горные породы, слагающие продуктивный массив, находятся в напряженном состоянии, зависящем от глубины залегания за­лежи, физических свойств пластов и насыщающих их пластовых агентов. До ввода месторождения в разработку давление вы­шележащих горных пород вызывает напряженное состояние пласта-коллектора и частично уравновешивается давлением пла­стовых агентов. Здесь пластовое давление способствует уменьше­нию нагрузки, передающейся на скелет породы от вышележа­щих пород. Когда пластовое давление уменьшается по мере отбора газа, то действующие на скелет породы внешние сжи­мающие усилия возрастают. При этом горная порода дополни­тельно уплотняется, что уменьшает ее пористость и проницае­мость.

К настоящему времени экспериментальными и теоретически­ми исследованиями Д. А. Антонова, М. С. Багова, А. Бана, К. С. Басниева, Г. Д. Георгиева, А. Т. Горбунова, Н. Н. Гудок,

B.  М. Добрынина, Р. Г. Исаева, Ю. П. Желтова, Д. Н. Кузьмичева, Д. В. Кутовой, В. Н. Николаевского,   Р. М.   Минчевой,

C.  Carpenter, D. Davis, G. Fatt, R. Hemstok и др. установлено
■следующее.

1.  Пористость и проницаемость пород, содержащих нефть и
газ, зависят от пластового давления.

2.  Зависимости коэффициентов пористости и проницаемости
от давления являются нелинейными.

Часто связь между данными параметрами выражают в виде экспоненциальных зависимостей [31, 33]. Если учесть, что гор­ное давление неизменно в процессе разработки залежи, то име­ем:

k = k₀ exp [ — a_k (р_н — p)],                                                                                       (37)

m = m₀ exp [~a_m (p_B — p)}.                                                                                       (38)

91

Здесь р_п, р — соответственно начальное и текущее пластовые давления; &₀, k, m₀, m — коэффициенты проницаемости и пори­стости соответственно при начальном и текущем давлениях; ah, а_т—коэффициенты изменения проницаемости   и   пористости.

Более сложные зависимости параметров пласта от давления приводятся в работах [39, 49, 66]. В табл. 19 приведены значеТаблица  19 Коэффициенты сжимаемости пор некоторых осадочных пород [71]

ния коэффициента сжимаемости пор а_т для некоторых осадоч­ных пород при различных эффективных давлениях (разница между горным и пластовым давлением).

В большинстве работ, изучающих изменение коллекторских свойств от давления, прежде всего исследуется характер зави­симости коэффициента проницаемости от давления. Это связано с тем, что для пористых коллекторов коэффициент сжимаемости пор имеет сравнительно небольшую величину (см. табл. 19). Однако согласно результатам экспериментальных и промысло­вых исследований трещиноватые коллекторы характеризуются значительной сжимаемостью вторичных пустот (трещин) [71]. В качестве примера в табл. 20 приводятся данные СевКавНИИ о коэффициентах сжимаемости трещин для некоторых место­рождений Чечено-Ингушской АССР [26].