- гидравлический градиент или разница в давлении в направлении

течения x.

Это уравнение дана для ламинарного течения флюидов в пористых средах,

при заданном значении k скорость фильтрации через породы прямо

пропорциональна перепаду давления.

При исследовании проводимости пористой среды выделяют три ви-да

проницаемости: абсолютную, эффективную и относительную.

Фильтрация флюидов через пористые среды подчиняется закону Дарси, в

котором сделано допущение, что в пласте один флюид, полнос-тью насыщающий

пустотное пространство пород. Эту проницаемоть на-зывают абсолютной. В

природе пласт - коллектор содержит в различных количествах газ, нефть,

воду, при чем в зависимости от степени насыще-ния один из флюидов обладает

большей способностью перемещения.

Эффективная проницаемость - это способность породы пропускать флюид

в присутствии других насыщающи пласт флюидов. Эффективная газо -, водо- и

нефтепроницаемость различна для разных пород и опреде-ляется

экспериментальным путем. Естественно, что при наличии двух или трех

насыщающих пористую среду фаз эффективная проницаемость по сравнению с

абсолютной снижается, при этом изменения ее зависят от ря-да факторов и

прежде всего от сложности строения порового простран-ства. Разбухание

глинистых частиц, наличие адсорбционных пленок, гидрофильность или

олефильность поверхностей, морфология, размеры и извилистость поровых

каналов - все это оказывает влияние на эффективную проницаемость.

Отношение эффективной для данного флюида проницаемости к абсолютной

проницаемости называется относительной проницаемостью. Относительная

проницаемость для газа, нефти, воды колеблется от нуля при низкой

насыщенности до 1 при 100 % - ном насыщении. Относительная проницаемость

породы для любого флюида возрастает с увеличением ее насыщенности этим

флюидом и достигает максимального значения при полном насыщении.

Анализ опытнах данных изучения фильтрационных свойств свиде-

тельствует о неодинаковом характере изменения проницаемости в кар-бонатных

породах с различным типом пустотного пространства. Совер-шенно очевидно,

что карбонатные коллекторы порового, трещинного и каверного типов

отличаются как абсолютной величиной проницаемости, определенной в

лабораторных условиях, так и характером изменения ее в трех изучаемых

направлениях.

Карбонатным коллекторам порового типа не свойственна анизотро-пия

проницаемости пористой среды, и в них не наблюдается резкого из-менения

фильтрующих свойств в каком - то одном из трех направлений. Это

существенное отличие фильтрационных свойств карбонатных кол-лекторов от

терригенных, в которых также преобладают поровые каналы.

При наличии каверн или крупных пустот, т. е. в каверно - поровом типе

коллектора, максимальными значениями проницаемости обладает направление с

наибольшей интенсивностью их развития.Но даже в таких случаях мы не

наблюдаем такой разницы по параллельному и перпендику-лярному направлениям,

как в песначо - алевритовых породах. Поровый тип коллектора характеризуется

проницаемостьюю практически одинако-вой во всех трех направлениях;

трещинный тип карбонатных коллекторов, несмотря на незначительные

абсолютные значения проницаемости, опре-деленные в лабораторнах условиях,

отличается анизотропностью проница-емости, при этом пределы изменения

достигают одного - двух порядков. Следует подчеркнуть, что фильтрационные

свойства трещиноватых кар-бонатных пород в природных условиях значительно

выше значений, получаемых в лаборатории, что обусловлено исследованием

пород с наличием лишь микротрещин.

ГЛАВА III. Условия формирования

пустотного пространства.

1. Растворимость карбонатных пород.

Развитие и формирование порового пространства карбонатных по-род

тесно связано с процессом растворения и выщелачивания. Вынос этих

соединений в растворенном состоянии является причиной образования пор,

каверен и пустот, а также приячиной расширения трещин.

Установлено, что растворимость кристаллиических веществ зависит от их

природы , растворяющей способности растворителя и находится в тесной связи

с термодинамическими условиями. Неодинаковая раство-римость частиц

кристаллического вещества определяется их размером. Ряд исследователей (

Бакли, 1954; Теодорович, 1950) показали, что рас-творимость частиц гипса

размером 2 мм на 20 % меньше, чем частиц 0, 3 мм, и что тонкозернистые

разности кальцита значительно быстрей растворяю-тся, чем крупные кристаллы.

Исследованиями Ф. Бирха, впервые приведенными в работе Миллера ( 1959

), было доказано, что расстворимость известняка заметно снижается, после

того как его подвергают большому довлению ( табл. 19). Миллер связывает это

снижение с перекристаллизацией вещества под большим давлением, которая

вызывает увеличение размеров частиц. Оче-видно, этим можно объяснить почти

полное отсутствие пор растворения у сильно метаморфизованных пород. На

растворимость карбонатных минералов влияет и размер растворяемых частиц.

Чем более они тонкодис-персны, тем более растворимы. Неодинакова

растворимость различных по размеру частиц способствуетт росту более крупных

зерен за счет раство-рения мелких.

Сильное растворяющее действие подземных вод, богатых углекис-лотой,

отмечалось В. И. Вернадским ( 1934 ), который писал, что такая вода

приобретает свойства кислоты и способна разлагать силикаты и алюмосиликаты.

Поскольку проводимости пород неодинаковы, то процес-сы растворения не

распространяются равномерно по всему горизонту. Вероятно, они приурочены к

тем тектоническим участкам и струектурам, которые наиболее пористы и

проницаемы. Возможно, что растворение связано с воздействием на породы

нефтяных вод, которые, как известно, содержат большое количество

углекислоты. А. И. Осипова ( 1964 ) считает, что нефтяные воды при

проникновении в карбонатную породу - коллектор оказывали сильное

агрессивное действие, расширяя и соединяя поры, существовавшие в

известняках.

Большое значение в происходящих процессах растворения имеют

нерастворимые минеральные примеся, содержащиеся в карбонатных породах. Роль

этих примесей неодинакова: следует различать примеси, тормозящие процесс

растворения, и наоборот, ускоряющие его. Наличие в карбонатных примеси

глинистых, кремнистых или органических веществ тормозит процесс

растворения. Именно поэтому в карбонатных породах с большим количеством

рассеяного органического вещества незначительно развиты явления

перекристаллизации ( Каледа, 1955, 1959; Гмид, 1965; Леви, 1964;Булач,

1964). Наоборот, даже небольшие количества примесей более растворимых

соединений резко повышают растворимость карбонатных пород, что доказано

экспирементами В. Н. Свешниковой

( 1952 ).

2. Соотношение растворимости доломита и кальция

Этот вопрос имеет очень большое значение для понимания сущнос-ти ряда

геологических явлений, определяющих формирование пустотного пространства,

однако представления о соотношении растворимости дан-ных сооединений

противоречивы.

Большие экспериментальные исследования растворимости доломита и его

смесей с другими минералами были проведены О. К. Янатьевой

( 1950, 1954, 1955, 1956, 1957, 1960 ). Полностью подтвердилось положе-ние

об изменчивости соотношений расторимостей доломита и кальцита, были

выявлены факторы, которые вызывают изменение этих соотноше-ний. Данные

показывают, что в условиях высокого содержания СО2 рас-творимость кальцита

при низких темпаратурах примерно в 1, 5 раза выше, чем доломита. С

увеличением температуры эти различия исчезают, и при 550 С растворимости

доломита и кальцита равны. При дальнейшеем повышении температуры

растворимсоть доломита становится более высокой, чем кальцита. Таким

образом, соотношение растворимости доломита и кальцита весьма непостоянно и

меняется под влиянием ряда факторов, к числу которых относятся температура,

давление, содержание в растворе углекислоты, сернокислого кальция.

3. Формирование порового пространства

карбонатных пород различного генезиса.

Первичная пористость включает пустоты, которые образуются во время

седиментации пород, видоизменяются и возникают вновь в стадии диагенеза.

Вторичная пористость включает лишь те пустоты, которые образуются и

развиваются в процессе изменения сложившейся породы.

Хемогенные карбонатные породы обладают, как правило, незначи-тельной

первичной пористостью. Причина низкой пористости хемогенных пород заключена

в условиях их седиментации. Они образуются в условиях перенасыщенных

растворов, а последующая кристаллизация происходит за счет маточных

растворов, находящихся между отдельными частицами, и также приводит к

уменьшению межкристаллической седиментационной пористости.

Условия формирования первичной пористости основных групп рас-творимых

карбонатных пород различны и тесно связаны с их генезисом. У хемогенных

известняков и первичных доломитов первичная пористость ничтожна, а

структура порового пространства неблагоприятна для движе-ния растворов.

Органогенные, органогенно - обломочные и обломочные породы характеризуются

высокими значениями первичной и раннедиа-генетической пористости, а

геометрическое строение порового пространс-тва их благоприятно для движения

растворов. У диагенетических доло-митов ( Соколов, 1962 ) первичная

пористость ничтожна в тех случаях, когда доломитизация протекает под

воздействием пересыщенных рас-творов и процессы растворения подавляются

кристаллизацией доломита. В тех разностях, где доломитизация происходит в

условиях менее конце-нтрированных растворов, формируются пористые и пористо

- кавернозные структуры вследствие развития процессов растворения,

генетически свя-занных с метасоматозом.

Формирование вторичной пористости происходит в различных гео-

логических условиях, но к этому моменту породы обладают уже опреде-ленной

величиной первичной пористости и имеют свойственный им ха-рактер порового

пространства. Дальнейшие изменения пористости и структуры порового

пространства зависят от растворяющей способности подземных вод, которыес

различной скоростью циркулируют в карбонат-ных отложениях. Степень

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6