Проницаемость зависит таких факторов; как характер проявления вторичных или постседиментационных процессов, зависит от структуры порового пространства, степени отсортированности обломков, размера зерен, взаиморасположение частиц, укладки обломочного материала.
В международной системе СИ за единицу проницаемости в 1 м2 принимается проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 м2 и длиной 1 м при перепаде давления 1 н/м2 расход жидкости вязкостью 1 н*сек/м2 составляет 1 м3/сек. Единицей измерения проницаемости является квадратный метр (м2). Чаще всего для обозначения проницаемости пород используют микрометр (мкм2). Обычно для оценки проницаемости пользуются практической единицей Дарси, которая приблизительно в 1012 раз меньше, чем проницаемость в 1 м2, или миллидарси (мД). За единицу проницаемости в 1 Дарси (1 Д) принимают проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 см2 и длиной 1 см при перепаде давления 1 кг/см2 расход жидкости вязкостью 1 спз (сантипуаз) составляет 1 см3/сек. Проницаемость зависит от размера и конфигурации пор (величины зерна), от плотности укладки и взаимного расположения частиц, от трещиноватости пород. В настоящее время происходит постепенный переход на новую единицу размерности, равную миллидарси, это 10-3 мкм2.
Коллекторские свойства нефтегазоносных пластов очень часто резко изменяются на небольших расстояниях в одном и том же пласте. Даже в пределах одного небольшого образца породы размер отдельных пор сильно колеблется. Характер строения и размер пор оказывают большое влияние на движение жидкостей и газа в нефтяном пласте и на величину коэффициента извлечения нефти из недр. Практически по субкапиллярным порам жидкость не перемещается. В таких порах межмолекулярное притяжение бывает настолько велико, что для перемещения жидкости требуется чрезмерно высокий перепад давления, отсутствующий в пластовых условиях. Благодаря межмолекулярному притяжению поверхность минеральных частиц обволакивается слоем крепко связанной воды. Это вода почти полностью закрывает просветы субкапиллярных поровых каналов. Породы с такими порами имеют абсолютную проницаемость менее 1мД и не представляют промышленного значения.
Существуют различные схемы классификации пород- коллекторов. П.П.Авдусин и М.А.Цветкова выделяют пять классов по величине эффективной пористости, в процентах:
В последнее время широкое применение получила классификация песчано-алевритовых коллекторов, предложенная А.А. Ханиным (табл. 6). Согласно этой классификации выделяется шесть классов коллекторов, различающихся по проницаемости и емкости.
Таблица 6. Классификация терригенных коллекторов (по А.А. Ханину).
| класс | Название породы по преобладанию гранулометрической фракции | Пористость эффективная, % | Проницаемость по газу, (мдарси) или n*10-3*мкм2 | Оценка коллектора по проницаемости и емкости |
| I | Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый | 16,5 | > 1000 | Очень высокая |
| II | Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый | 15 – 16,5 26,5 - 29 | 500-1000 | высокая |
| III | Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый | 11 – 15 20,5 –26,5 | 500-100 | средняя |
| IV | Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый | 5,8 – 11 12 – 20,5 | 100-10 | пониженная |
| V | Песчаник среднезернистый Алевролит мелкозернистый | 0,5 – 5,8 3,6 - 12 | 10-1 | низкая |
| VI | Песчаник среднезернистый Песчаник мелкозернистый Алевролит крупнозернистый Алевролит мелкозернистый | 0,5 3,3 3,6 | <1 | не имеет промышленного значения |
Изучение коллекторских свойств пластов проводится по образцам керна, материалам промыслово-геофизических исследований и по данным испытания скважин на приток.
Важным показателем является абсолютная проницаемость, под которой понимают такую проницаемость пористой среды, которая определена при движении в ней лишь одной какой-либо фазы (газа или однородной жидкости), химически инертной по отношению к породе, при условии полного заполнения порового пространства газом или жидкостью.
Если в поровом пространстве установлено более одного флюида, то проницаемость по конкретному флюиду называется эффективной. Относительная проницаемость в этом случае определяется как отношение эффективной к абсолютной проницаемости для флюида при данной насыщенности. В практике геологоразведочных работ обычно применяется классификация А.А. Ханина (табл. 6), реже классификация К.И. Багринцевой (табл. 7).
Табл. 7. Классификация значений ФЕС для пород-коллекторов, развитых в карбонатных отложениях (по К.И. Багринцевой, 1976).
| Группа | Класс | Проницаемость, 10-3 мкм2 Кпр | Пористость открытая, % Кп | Тип коллектора |
| А | I | 1000-500 | 20-35 | каверно-поровый и поровый |
| А | II | 500-300 | 16-30 | каверно-поровый и поровый |
| А | III | 300-100 | 12-25 | поровый и трещинно-поровый |
| Б | IV | 100-50 | 12-25 | поровый и трещинно-поровый |
| Б | V | 50-10 | 12-25 | поровый и трещинно-поровый |
| Параметры матрицы | ||||
| В | VI | 10-1 | 8-20 | поровый и порово-трещинный |
| Параметры трещин | ||||
| В | VI | 300-1 | 0,1-4 | порово-трещинный и трещинный |
| Параметры матрицы | ||||
| В | VII | Менее 1 | 2-15 | Поровый и порово-трещинный |
| Параметры трещин | ||||
| В | VII | 300-1 | 0,1-4 | Порово-трещинный и трещинный |
Если А.А. Ханин выделяет 6 классов пород-коллекторов, то К.И. Багринцева выделяет 7 классов пород-коллекторов. Совместно пористость и проницаемости именуют фильтрационно-емкостными свойствами пород и сокращенно записывается ФЕС.
КРАТКИЕ ВЫВОДЫ
При изучении палеозойских отложений, развитых в карботнатных и кремнисто-карбонатных отложениях палеозойского возраста на территории Томской области (Нюрольский осадочный бассейн) автор данного пособия столкнулся с тем, что классификация К.И. Багринцевой не полностью удовлетворяет параметры ФЕС, полученные по изученным скважинам и сделал некоторые добавления в её таблицу. Эти добавления касаются установленных коллекторов порового, порово-трещинного и трещинного типов. Добавления касаются нижней части таблицы. Класс VII, предложенный К.И. Багринцевой, заменён на класс VI с добавлением буквенных индексов. Выделенные подгруппы соответствуют реалиям ФЕС по изученному керну (табл. 8). Добавленные три класса соответствуют породам-коллекторам, выделенным не только по значениям пористости и проницаемости, но и с учётом комплексного параметра Рк (по Л.Ф. Дементьеву, Ф.С. Акбашеву, В.М. Файнштейну, 1980), являющегося произведением логарифма проницаемости на значение пористости.
Табл. 8. Классификация значений ФЕС для пород-коллекторов, развитых в карбонатных и кремнисто-карбонатных отложениях (по К.И. Багринцевой, 1976) с добавлениями автора пособия.
| Группа | Класс | Индекс | Абсолютная Проницаемость, 10-3 мкм2 Кпр | Пористость открытая, % Кп | Комплексный параметр Рк | Тип коллектора |
| А | I | IA | 1000-500 | 20-35 | 105-54 | каверно-поровый и поровый |
| А | II | IIA | 500-300 | 16-30 | 81-40 | каверно-поровый и поровый |
| А | III | IIIA | 300-100 | 12-25 | 70-24 | поровый и трещинно-поровый |
| Б | IV | IVБ | 100-50 | 12-25 | 50-20 | поровый и трещинно-поровый |
| Б | V | VБ | 50-10 | 12-25 | 43-12 | поровый и трещинно-поровый |
| Параметры матрицы | ||||||
| В | VI | VI | 10-1 | 8-20 | 20-0 | поровый и порово-трещинный |
| Параметры трещин | ||||||
| В | VI | VI | 300-1 | 0,1-4 | 10-0 | порово-трещинный и трещинный |
| Параметры матрицы (М) и трещин (Т) | ||||||
| В | VI | VI(М) | 10-1 | 20-10 | Поровый | |
| В | VI | VI(М, Т) | 10-1 | 10-0 | Порово-трещинный | |
| В | VI | VI(Т) | 300-10 | 10-0 | Трещинный |
С применением параметра Рк те породы-коллекторы, которые К.И. Багринцева относит к классу VII переносятся в класс VI с буквенным индексом: (М) - матрица, соответственно поровый тип коллектора, (М, Т) и соответственно порово-трещинный тип коллектора, (Т) – трещинный тип коллектора. В таблице проницаемость взяты значения не менее 1, так как цифра меньше 1 дают отрицательный логарифм и в результате умножения со значениями пористости получается отрицательная величина.
В палеозойских отложениях Томской области эти три типа пород-коллекторов развиты: поровый в кремнисто-карбонатно-глинистых породах верхнего девона, подверженных процессам гипергенеза в зоне коры выветривания. В них перемещение флюида идёт по сообщающимся порам; Порово-трещинный и трещинный развиты в известняках в различной степени подверженных процессам выщелачивания и/или доломитизации. Перемещение флюида осуществляется либо частично по порам, частично по трещинам, либо преимущественно по трещинам.