Определения пористости и проницаемости пород

Пористость породы — это отношение общего порового пространства к общему объему породы, т. е. для данного образца пористость = общий объем породы — объем твердой массы. Традиционно пористость выражается в процентах:

Пористость пород может быть почти нулевой в нетрещиноватых кремнях и теоретически — 100% в «образцах», взятых в полости. Обычно пористость осадков колеблется в пределах 5—25%, причем пористость 25 -35% считается оптимальной для водных и нефтяных коллекторов.

Следует четко различать общую пористость породы и эффективную пористость. Эффективная пористость характеризует сообщающиеся между собой поры.

Эффективная пористость обусловливает проницаемость породы. Проницаемость — это способность жидкости или газа проходить сквозь пористое твердое тело. Проницаемость зависит от многих факторов, среди которых главные — это эффективная пористость породы, геометрия пор, включая их извилистость и размеры каналов между порами, капиллярные силы между породой и внедряющейся жидкостью, ее вязкость и градиент давления. Проницаемость обычно определяется из закона Дарси с помощью формулы

где Q — скорость потока в см/с, А — градиент давления, А — площадь поперечного сечения, u — вязкость флюида в сантипуазах, L — длина пути и k — проницаемость.

Это соотношение впервые было установлено X. Дарси в 1856 году на основании изучения источников Дижона. Проницаемость обычно выражается в единицах дарси — этот термин был предложен и охарактеризован Викоффом и другими в 1934 г. Проницаемость в один дарси — это такая проницаемость, при которой флюид с вязкостью в один сантипуаз течет со скоростью один сантиметр в секунду при градиенте давления в одну атмосферу на один сантиметр.

Проницаемость большинства пород значительно меньше одного дарси. Чтобы не применять дробных величин, обычно используется миллидарси, т. е. одна тысячная дарси. Проницаемость пород резко варьирует в зависимости от направления, в котором она измеряется, и в зависимости от того, движется ли поток вверх или вниз. Проницаемость в 10—100 мдарси считается хорошей, а больше этих величин — исключительно высокой.

На фиг. 10 показаны различные типы пор, а также связь между эффективной пористостью и проницаемостью в разных типах пород.

На фиг. 11 показаны вариации пористости и проницаемости по вертикали, которые обычно отмечаются в толщах пород.