1963)_КРАФТ Б.С., ХОКИНС М.Ф. - Прикладной курс технологии добычи н / Глава 3 п10
.DOCГлава III Нефтяные пласты, недосыщеные газом
10. СЖИМАЕМОСТЬ ПОРОДЫ
Когда уменьшается внутреннее давление жидкости, насыщающей поровый объем породы, подвергнутой постоянному внешнему давлению (нагрузке вышележащих пород), видимый объем породы уменьшается. В то же время объем ее твердой фазы повышается например, зерна песка в песчанике. Эти изменения объема слегка уменьшают пористость породы с регулирующей величиной порядка 0,8% на 100 ат изменения во внутреннем давлении жидкости При этом пористость снижается с 20 до 19,9%.
Исследования Ван-дер-Кнаппа показывают, что это изменение величины пористости для определенной породы зависит только от разности внутреннего и внешнего давления, но не от абсолютного значения давления.
Однако, как уже было отмечено, если пластовый объем нефти выше давления точки насыщения, изменение порового объема нелинейно и сжимаемость его непостоянна.
Сжимаемость порового объема сf при любом значении разности между внутренним и внешним давлениями можно определить как изменение в поровом объеме на единицу последнего и на единицу изменения давления.
Значения сжимаемости для известняковых и песчаниковых пород продуктивного коллек-
Рис. III. 16. График сопоставимости эффективной сжимаемости и пористости группы песчаных и известняковых коллекторов.
1 — Сен Андрес; 2 — Тенслип; 3 — Риф (Пенсильвания); 4 — Кенион Риф; 5— Клирфорк; 6 — Клирфорк (диаметр керна 1"); 7 — Клирфорк (диаметр керна 2"); 8 — Пало Пинто; 9 - Вандера; 10 — Торпидо (диаметр керна 1" ); 11—Вудбяйн; 12— Торпидо (диаметр керна 2" ); 13— известняк; 14 — песчаник.
тора находятся в диапазоне 2,910-5 — 3,710-4 кГ/см2. Если необходимо выразить сжимаемость через изменение порового объема на единицу общего объема и на единицу изменения давления, то делением на долевое значение пористости переводят сжимаемость на поровообъемный базис. Например, для породы с пористостью 20% сжимаемость 1,510-5 /кГ/см2 порового объема на общий объем составит 7,3510-5 /1 ат порового объема на поровый объем.
На рис. III. 16 показаны эффективные значения сжимаемости для некоторого количества образцов песчаника и известняка, измеренных Холлом при поддержании постоянного внешнего давления 204 кГ/см2 и внутреннего давления, изменявшегося от 0 до 102 кГ/см2, и построена кривая сопоставимости сжимаемости и пористости, полученная на основании исследований этих двухпараметров.
На рис. III. 17 даны результаты некоторых измерений сжимаемости порового объема, проделанных Фэттом на восьми образцах песчаника. Сжимаемость порового объема построена в функции разности между внешним давлением и 85% внутреннего давления. Образцы от А и D включительно представляют собой породы с плохо отсортированной зернистостью, содержанием от 20 до 45% цемента и межзернистым детритусовым материалом; образцы от Е до Н включительно представлены породами с хорошо отсортированными зернами, цементом в количестве от 10 до 30% и межзернистым детритусовым материалом.
Фэтт не нашел связи между сжимаемостью и пористостью, быть может потому, что исследовал очень узкий интервал пористости —от 10 до 15%. Однако значения сжимаемости образцов Е—Н увеличивались с уменьшением пористости. Ван-дер-Кнапп нашел, что в целом сжимаемость порового объема выше для пониженных значений пористости, а для определенного коллектора, сложенного известняком, сжимаемость показала хорошую корреляцию с пористостью.
Хотя величина сжимаемости породы представлена обычно малыми числами, ее влияние может быть очень заметным в некоторых расчетах нефтяного пласта или водяных бассейнов питания с содержанием пластовых жидкостей, сжимаемость которых меняется от 4,410-5 до 3,6710-4 /кГ/см2.
Ниже, там, где будут рассматриваться расчеты при давлении выше точки насыщения, приводится такой случай.
Рис. 111.17. График сжимаемости порового объема, построенный в зависимости от эффективиого давления перекрыши (ре-0,85рi).
А— базальный песчаник Тускалоза, Миссисипи, пористость 13%. В—песчаник из равзедоч-ной скважины, графство Санта Роза, Флорида, пористость 15%; С— песчаник из месторождения Вентура Бэсн, Калифорния, пористость 10%; D —песчаник из месторождения Вест Монтальво, Калифорния, пористость 12%; Е—песчаник Вебер, месторождение Рэнджли, Колорадо, пористость 12%; F—песчаник из разведочной скважины в штате Невада, пористость 13%; G— песчаник Строун, месторождение Шерман, Тексас, пористость 13%; H— песчаник Брэдфорд, Пенсильвания , пористость 15 %.
Для расчетов песчаникового пласта Вебер месторождения Рэнджли согласно рис. III. 16 принята сжимаемость 6,710-5 /кГ/см2 для коллектора средней пористости 12%.
Пласт песчаника Вебер залегает на глубине 1525 м. Принимая грйдиент давления перекрывающих пород 0,222 кГ/см2 на 1 м при начальном пластовом давлении около 174 кГ/см2, увидим, что эффективное давление перекрывающих пород будет
ре - 0,85р1 = 15250,222 - 0,85174,1 = 190,6 кГ/см2.
Тогда согласно рис. III. 17 (кривая Е) сжимаемость породы при давлении 190,6 кГ/см2 составляет 8,110-5 /кГ/см2.
Когда пластовое давление падает до 81,6 кГ/см2, эффективная сжимаемость породы понижается до 6,6210-5 /кГ/см2. Считают, что если пласт не подвержен равномерному внешнему давлению, как это видно по лабораторным образцам, то эффективное значение сжимаемости в пласте будет меньше замеренной величины.
Б.С.Крафт, М.Ф.Хокинс
Прикладной курс технологии добычи нефти,-М.,Гостоптехиздат.-1963 с.139-141.