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. В предыдущих разделах этой главы упоминались не только отчетливо фиксируемые, но и вызы­вающие непредсказуемые последствия явления уплотнения продуктив­ных пластов на ряде месторождений Северного моря. В этих случаях существенное необратимое уплотнение породы-коллектора с соответствующим уменьшением пустотности (пористости) не обусловливало уменьшения проницаемости. Это убедительно доказывается сохране­нием, а в некоторых случаях даже увеличением 'продуктивности скважин при заметном снижении пластового давления (увеличения эффективного давления). Возможно, что сохранение или даже увеличе­ние проницаемости является следствием переупаковки зерен породо­образующих минералов, в результате которой образуется масса микротрещин, способствующих образованию новых эффективных путей фильтрации.

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.