Параметры трещиноватости

Рациональная разработка месторождений, приуроченных к трещиноватым пластам, будет способствовать дополнительной добыче нефти и газа. Отметим, что доля разведанных запасов нефти в трещиноватых пластах в общем балансе месторождений немного шара постоянно возрастает и уже сейчас составляет около 44%.

Уместно отметить, что если процессы фильтрации в поровых коллекторах хорошо изучены, то вопросам движения жидкости и газа в трещиноватых и трещиновато-пористых пластах стали уделять внимание сравнительно недавно, в основном в 60 гг. Эта область является молодой, перспективной областью подземной гидравлики и несомненно с большой будущностью.

Все коллекторы можно подразделить на две большие группы:

гранулярные (поровые) и трещиноватые. Емкость и фильтрация в гранулярном (поровом) коллекторе определяются структурой порового пространства породы, о чём подробно отмечалось в предшествующих параграфах главы II. Для второй группы характерно наличие развитой системы трещин.

Таким образом, трещиноватость пород создается развитыми системами трещин, густота которых зависит от состава пород, степени уплотнения, мощности, метаморфизма, структурных условий, состава и свойств вмещающей среды.

Трещиноватые коллекторы подразделяются на:

1) коллекторы смешанного типа, для которых ёмкостью служат трещины, каверны, микрокарсты, стилолиты, поровые пространства; ведущая роль в фильтрации нефти и газа принадлежит развитой системе микротрещин, сообщающих эти пустоты между собой; 2) чисто трещинного типа — ёмкостью служат трещины и по ним же

осуществляется фильтрация.

Коллекторы смешанного типа в свою очередь подразделяются на подклассы: трещиновато-пористые, трещиновато-каверновые, трещиновато-пористо-каверновые коллекторы и т. д. Каждый такой подкласс определяется тем, какие категории пустот являются главными вместилищами для нефти (газа). Так, в трещиновато-пористом коллекторе основные запасы нефти (газа) содержатся в порах, а фильтрация осуществляется по развитой системе микротрещин.

Одним из важнейших параметров, характеризующих трещиноватый коллектор, является трещиноватость (коэффициент трещиноватости, нааываемый иногда в литературе трещиной пористостью). Трещиноватостью называется отношение объёма трещин образца ко всему объему образца трещиноватаой среды: (III.1)

Рис. 5. Схема трещиновато-пористой среды.

Выражается эта величина обычно в процентах. Трещиновато пористые коллекторы имеют два типа естественных пустот:

а) межзерновая (первичная) пористость, аналогичная пористости для обычных песков песчаников;

б) вторичная пористость (трещиноватость), обусловленная развитием трещиноватости, появившейся за счет различных причин. Пустоты этого типа имеют большие раскрытия, чем обычные раскрытия пор, и в значительной степени обусловливают фильтрационные свойства коллектора.

В соответствии со сказанным такие коллекторы рассматриваются как совокупность двух разномасштабных пористых сред (рис. 5) системы трещин (среда 1), где пористые блоки играют роль “зёрен”, а трещины — роль извилистых “пор”, и системы пористых блоков (среда 2).

Для трещиновато-пористого коллектора помимо коэффициента трещиноватости следует еще ввести коэффициент пористости , характеризующий среду 2. Тогда общую (суммарную) пористость трещиновато-пористого коллектора можно получить, если к коэффициенту трещиноватости прибавить коэффициент межзерновой пористости пористых блоков .

Другим важным параметром трещиноватой среды является густота трещин.

Густота трещин есть отношение числа трещин , секущих нормаль, к длине нормали, проведённой к поверхностям, образующим трещины:

. (III.2)

Густота трещин имеет размерность, обратную единице длины.

Если трещиноватый пласт моделируется одной сеткой горизонтальных трещин некоторой протяженности в фильтрующей среде, причем все трещины одинаково раскрыты и равно отстоят друг от друга, то густота их — число трещин, приходящихся на единицу мощности пласта. Тогда коэффициент трещиноватости пласта

, (III.3)

где — раскрытие трещин; — характерные линейные размеры образца; — мощность (рис. 6).

Рис. 6. Схема модели трещиновато- Рис. 7. Схема модели трещиноватого пласта