Зависимость коэффициентов пористости и проницаемости от давления

В процессе разработки залежей углеводородов в продуктивном пласте происходят различные процессы, вызывающие термодинамичес­кие изменения как всей системы «порода—флюиды», так и вмеща­ющих углеводороды пород-коллекторов. Наиболее ощутимые послед­ствия обусловливаются увеличением эффективного давления, воздей­ствующего на минеральный скелет породы, изменением фазовых соотношений пластовой жидкости в зависимости от температуры и давления, а также вследствие взаимодействия флюидов с породо­образующими минералами при нарушении равновесного состояния.

При увеличении эффективного давления, что происходит в резуль­тате уменьшения пластового давления особенно при разработке месторождения на режиме истощения, происходит деформация ми­нерального скелета, приводящая к уменьшению объема пор и других видов пустот. Это однозначно приводит к снижению проницаемости и общего объема пустотности. Уменьшение общего объема пустотности, с одной стороны, как бы способствует эффективному извлечению (выталкиванию) углеводородов из залежи (реализация упругого запаса), а, с другой,—может значительно снизить проницаемость породы-коллектора, затрудняя извлечение нефти. Причем в некоторых случаях при определенном фиксируемом снижении проницаемости пласта-коллектора возможно появление практически изолированных зон продуктивного пласта. А это значит, что при заметном снижении проницаемости резко возрастает неоднородность, обусловливающая уменьшение нефтеотдачи за счет уменьшения коэффициента охвата (воздействия на залежь).

В зависимости от свойств породы-коллектора в начальных услови­ях (до разработки залежи) и степени увеличения эффективного давления порода (минеральный скелет) может претерпевать резко выраженные необратимые изменения.Увеличение или изменение эффективного давления может сущест­венно изменять раскрытость существующих в теле породы-коллектора трещин. Известно, что коэффициент сжимаемости трещин для системы или единичных трещин на порядок больше коэффициента сжимаемости типичных пород-коллекторов порового типа.

Изменение эффективного давления соответствует и изменению pVT системы, а, следовательно, и изменениям соотношений фаз углеводородов, в частности, появлению свободного газа и частиц твердых углеводородов. Если выделение свободного газа при умень­шении пластового давления (напомним, что в зависимости от свойств нефти, состава газа, давления и температуры количества выделя­ющегося газа могут быть самыми различными) является процессом обратимым, то фильтрационные характеристики продуктивного пла­ста, ухудшение которых было обусловлено появлением газа, могут восстановиться. Причем нефть (жидкая фаза), которая по мере выделения газа становится более вязкой, также может почти пол­ностью восстановить первоначальную вязкость. Однако выделившаяся при разгазировании твердая углеводородная фаза (кристаллы пара­фина, выпавшие в твердый осадок, асфальтены и др.) может отложиться на поверхности породообразующих минералов, необ­ратимо изменяя проницаемость породы.