Залежність пористості від кладки зерен, тиску та температури

Ще в 1951 р. Крамбейн та Слосс показали, що пористість осадових порід є функцією ступеня їх ущільнення, який зростає зі збільшенням навантаження на породу, або тиску, що залежить від глибини залягання порід. В умовах високого тиску виключається можливість безладного нагромадження частинок породи. При цьому вплив на величину пористості тим більший, чим більша глинистість породи. Велику роль у цьому відіграє мінералогічний склад глинистих мінералів. Це необхідно враховувати під час визначення величини пористості кернів порід, винесених на поверхню з глибоких свердловин, особливо за наявності глинистих теригенних, а також тріщинно-кавернозних колекторів.

Приклад. За даними В.М.Добриніна, під час відбирання керну з глибини 6000 м через зміну термодинамічних умов коефіцієнт пористості слабоглинизованих пластів може збільшуватись на 2-7 %, глинистих колекторів – на 5-12 %, а піщано-глинистих – на 10-22 %. Для теригенних колекторів з гранулярною пористістю остання під час підняття зразків породи на поверхню з великої глибини може збільшуватись на 30 % від своєї справжньої величини.

Результати спостережень зміни пористості порід для тріщинно-кавернозних колекторів не є настільки однозначними, як для теригенних колекторів. За даними В.М.Добриніна, для такого типу колекторів під час створення напруження (тиску) в 40 МПа пористість зменшується від 33 % для чисто тріщинуватого колектора до 4 % для тріщинувато-кавернозного.

Наведені приклади показують, що визначення пористості нафто- чи газонасичених порід необхідно здійснювати на поверхні в умовах, максимально наближених до пластових. Мається на увазі, що необхідно відтворювати пластові тиск і температуру, хоча остання і не відіграє такої ролі, як тиск. Температура дещо сприяє змінам величини пористості під час навантаження чи розвантаження порід.

Слід відмітити, що пористість порід залежить від кладки зерен породи. Так, для ідеального грунту за умови кубічної кладки зерен пористість складає 46,7 %, а для більш щільної ромбічної кладки – 25,9 %. Наявність цементу, особливо глинистого та карбонатного, значно зменшує пористість породи від названих величин до кількох відсотків, а часом до такої міри, що породу не можна назвати колектором через малий розмір пор.

Зміни величини пористості мають місце і в процесі видобування вуглеводнів з покладів. Правда, в процесі зниження тиску при розробці покладів чи родовищ відбувається зменшення пористості, так як в цьому випадку зменшується пластовий, а не гірничий тиск. Якщо в пісковиках зниження пластового тиску призводить до зменшення об’єму пор, то в карбонатних породах можливі і зворотні явища.

Приклад. Зменшення коефіцієнта пористості завдяки дії пружних явищ під час падіння пластового тиску на 10 МПа є досить незначним: на 2 % для гранулярних і до 5,5 % для тріщинуватих колекторів.

Вважається, що пористість нафтонасичених пісковиків коливається від 3 до 40 %, в переважній більшості складаючи 16-25 %, а пористість карбонатних порід змінюється в межах 2-30 %.