ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Пористость, трещиноватость, проницаемость, глинистость, напряжения и деформации, замещение флюида, поровое давление и его оценка, диагенетический и седиментационный тренды (МАКРО)НЕОДНОРОДНЫЕ ИЗОТРОПНЫЕ УПРУГИЕ ДИСКРЕТНЫЕ СРЕДЫ из "Однородные изотропные упругие сплошные среды " Основы теории этой простейшей модели дискретных сред были созданы ещё в 50-х - 60-х г.г. прошлого столетия. В 70-х - 80-х г.г. был получен базовый объем экспериментальных данных, подтвердивший основные положения теории. В середине 90-х активность разработок в рамках этой модели вновь возросла, причем характер их изменился. Переход к новым информационным технологиям перевел решение обратных задач теории дискретных геологических сред в практическую плоскость, появился новый обширный экспериментальный материал, полученный не в лабораториях, а при массовых исследованиях in situ, а теорию потребовалось нарастить в сторону учета нюансов макро- и микроструктуры реальных геологических тел, формируемых в конкретных условиях седиментации и литогенеза. [c.123] После вводного раздела 5.1. в главе рассмотрены основные модели, связывающие параметры дискретных сред - пористость, проницаемость, характер насыщения - с сейсмическими свойствами (разделы 5.2 - 5.4). Эти модели подразделяются на три класса эмпирические соотношения, теоретические границы возможных значений параметров, и детерминистические эффективные модели. [c.123] Модели., устанавливающие теоретические границы диапазонов возможных значений параметров, выводятся из строгих физических предпосылок и поэтому не ограничены масштабами доступных выборок фактических данных. Теоретические границы как раз и определяют допустимые пределы экстраполяции данных. Как и в случае эмпирических зависимостей, эти границы устанавливаются с применением статистического аппарата усреднения. Однако, модели теоретических границ не дают ответа на вопрос, какое именно значение исследуемого параметра следует выбрать в пределах установленных границ возможных значений параметра. Например, для данной скорости указываются максимальное и минимальное из возможных значений пористости, но ничего не говорится о наиболее вероятном её значении при данном значении скорости. Очевидно, что модели, устанавливающие теоретические границы диапазона значений параметров, полезны настолько, насколько узки эти границы. [c.123] Детерминистические эффективные модели также исходят из определенных теоретических предпосылок, но в отличие от моделей границ диапазонов параметров, эффективные модели нацелены на получение определенного значения искомого параметра при заданных значениях остальных параметров модели. Степень строгости теоретических предпосылок, закладываемых в эффективную модель, варьирует в широких пределах от попытки дать логичное объяснение эмпирическим зависимостям (модель среднего времени , Wyllie, 1956 Rayraer, 1980) до моделей Био, Молоткова и др., выводимых непосредственно из фундаментальных уравнений теории упругости. Однако практическая ценность таких моделей определяется не столько степенью строгости физических предпосылок, сколько простотой и степенью соответствия результатов имеющимся экспериментальным данным примером может служить та же модель среднего времени . Сильной стороной эффективных моделей является возможность не только предсказания значений неизвестного параметра по известным параметрам (это обеспечивается и эмпирическими зависимостями), но отображения физических причин тех или иных вариаций искомого параметра при тех или иных вариациях известных параметров. Как правило, детерминистические эффективные модели требуют калибровки по экспериментальным данным. [c.123] В каждом из разделов главы вначале описаны традиционные модели и постановки задач, а далее - новые теоретические разработки. [c.124] Основный характеристикой несплошности является пористость. Коэффиицент пористости ф определяется как отношение объема пор к объему всего тела. В составе обшей пористости ф различают открытую пористость ф (поры, связанные между собой) и закрытую пористость Лф = ф - ф . У глин иногда выделяют часть объема, занятую связанной водой , т.е. водой, содержащейся в закрытых межкристаллических капиллярах. Пространство, занятое связанной водой, к понятию пористости отношения не имеет. [c.124] Геометрия пор, С точки зрения геометрии порового пространства несплошные геологические среды делятся на два крупных класса зернистые и трещиноватые среды. [c.124] Если в породе существенную роль играет и межзер-новая, и трещинная пористость, говорят о дуальной пористости породы. [c.125] Трещинная пористость порядка 0.5 - 1% считается большой. Межзерновая пористость консолидированных пород обычно колеблется от единиц до 20 - 25%, иногда более. Пористость донных илов может достигать 60 -70%. [c.125] Одинаково ориентированные трещины. Большое значение имеет степень согласованности ориентировки трещин. Одинаково ориентированные трещины сообщают породе анизотропию физических свойств. Для сейсморазведчиков важна, прежде всего, анизотропия скоростей сейсмических волн вдоль трещин скорости в породе максимальны, поперек трещин - минимальны. [c.125] В естественном залегании поры всегда заполнены флюидом - жидкостью (пластовая вода, нефть) или газом, или их смесью. Иногда в качестве порозаполнителя рассматривается еще одна компонента - цемент, более мягкий, чем зерна скелета, но более жесткий, чем флюид. [c.125] Критическая пористость ф у влагонасыщенных зернистых сред при увеличении пористости может наступить состояние, когда зерна перестанут контактировать, и твердая порода превратится во взвесь. Пористость, при которой происходит это превращение, называется критической. Взвесь, представленная донным илом с пористостью 0.7, считается горной породой. При пористости, близкой к критической, и тем более при закритической пористости, модуль сдвига породы стремится к нулю, а объемный модуль (несжимаемость) немногим больше объемного модуля флюида, в котором взвешены минеральные частицы. Понятия проницаемости для среды с закритической пористостью не существует. [c.125] Закрытые и тупиковые поры. При общей пористости ф, лежащей в интервале ф ф ф - , далеко не все поры участвуют в перетоках флюида, часть поровогс пространства всегда относится к изолированным или тупиковым порам. Иначе говоря, открытая пористость Фо у консолидированной породы (ф ф - ) ограничена неравенством О ф ф., рис. 5.4а,Ь. [c.125] Ценность эффективных параметров в том, что мощности отдельных пропластков-коллекторов могут находиться за пределом разрешающей способности сейсморазведки. В то же время эффективные параметры, с одной стороны, доступны для изучения сейсморазведкой (в комплексе с ГИС), а с другой, именно они определяют промышленную ценность продуктивной толщи в целом нередко именно эффективные параметры используются в динамическом (фильтрационном) моделировании резервуара. [c.126] Вторая (после пористости) важнейшая характеристика несплошных сред - это проницаемость, являющаяся мерой гидравлической связи между порами. Пористость определяет емкостные свойства породы, а проницаемость - ее фильтрационные свойства. Таким образом, пористость и проницаемость в совокупности полностью характеризуют коллекторские, или фильтрационно-емкостные, свойства (ФЕС) среды. [c.126] Проницаемость естественно связана с пористостью, но связь эта неоднозначна, так как на проницаемость влияет не столько объем порового пространства, сколько размер и особенно форма пор, определяющая их гидравлическую связность. Поэтому изменения проницаемости с пористостью сильно зависят от типа породы, рис. 5.5. В частности, у трещин емкость пренебрежимо мала, а проницаемость может быть исключительно велика. Различают межзерновую и трещинную проницаемость. У плотных пород проницаемость определяется именно их трещиноватостью. [c.126] Если в породе существенную роль играет как межзерновая, так и трещинная проницаемость, говорят о дуальной проницаемости породы. [c.126] Определение проницаемости дается законом Дарси. По Дарси, проницаемость прямо пропорциональна/7 7с-ходу жидкости, пропускаемой через пластину породы единичной толщины с единичной площадью сечения, и разности давления в жидкости по обе стороны пластины. [c.126] Связь пористости с проницаемостью. Базовые модели этой связи для определенной формы пор - это уравнения Пуазейля и Козени-Кармана. [c.126] Вернуться к основной статье