О подсчете запасов нефти в трещиноватых Коллекторах
Г. К. МАКСИМОВИЧ
При подсчете запасов нефти объемным методом трещиноватость коллекторов не учитывается, хотя в настоящее время общепризнано, что большинство продуктивных пластов в той или иной степени нарушено системой многочисленных трещин. Наиболее вероятно развитие трещин в плотных карбонатных коллекторах по месторождениям с резко выраженными структурными формами, однако и в месторождениях платформенного типа можно доказать наличие трещиноватости по поведению эксплуатационных и нагнетательных скважин.
Так, при осуществлении гидроразрыва пластов в течение закачки жидкости наблюдается плавное повышение приемистости скважин, что можно объяснить только постепенным раскрытием естественных трещин в пласте. Трещины часто наблюдаются и при визуальном осмотре кернов или стенок горных выработок. Особенно убедительно проявляется роль трещин в малопроницаемых коллекторах. Так, по многим месторождениям Средней Азии, Кавказа, Украины проницаемость пород не превышает 10-20 миллидарси, однако скважины имеют сравнительно высокие дебиты, иногда превышающие 100 т в сутки (например, по месторождению Долина), что может быть объяснено лишь развитием трещиноватости в пластах.
Для подобных месторождений возникает законный вопрос: следует ли учитывать емкость трещин при подсчетах запасов нефти?
Для того чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим, как влияют трещины на пористость и проницаемость коллекторов. Величину пористости в промысловых лабораториях обычно определяют с точностью около 1 %. Поэтому меньшие изменения пористости нет смысла учитывать.
Примем теперь, что за счет наличия в породе трещин ее пористость увеличилась на 1 %. Это значит, что емкость трещин в 1 м3 породы составляет 0,01 м3. Если условно считать, что в породе имеется всего одна трещина, идущая параллельно граням куба, то ее ширина должна составить 10 мм. Если даже предположить, что в 1 м3 породы имеется 10 трещин, то и в этом случае ширина каждой из них должна составлять 1 мм.
Наличие сообщающихся трещин такой ширины маловероятно, так как продуктивные пласты всегда нагружены весом вышележащих пластов и стенки горизонтальных трещин должны быть плотно прижаты друг к другу. Вертикальные трещины в плотных породах могут оставаться несомкнутыми, так как боковое горное давление значительно меньше вертикального, но такие несомкнутые трещины должны иметь огромную проницаемость, что не подтверждается работой скважин.
Как известно из гидравлики, проницаемость трещин определяется зависимостью
дарси, где w - ширина трещины в м.
Если принять ширину трещины w = 0,01 м (10 мм), то ее проницаемость составит
Даже при ширине трещины 1
мм ее проницаемость будет равна 83 500 дарси, а средняя проницаемость блока
породы объемом 1 м3 при наличии в нем одиночной трещины шириной 1 мм
будет 
Приняв проницаемость
породы равной 10 миллидарси, проницаемость трещины равной 83 500 миллидарси,
получим 
Нереальность такой величины средней проницаемости указывает на то, что ширина сообщающихся друг с другом трещин должна быть значительно меньше 1 мм. Из этого вытекает важный вывод, что естественные трещины, как бы много их ни было, не оказывают никакого влияния на пористость пород и их емкость не должна учитываться при оценке запасов нефти.
Рассмотрим еще один пример.
Положим, что при исследовании кернов средняя проницаемость пород определена в 10 миллидарси. По данным пробных откачек средняя продуктивность скважин равна 1 т/ат/сут или 15,5 см3/сек (при удельном весе нефти g = 0,86 и объемном коэффициенте b = 1,15). По данным о продуктивности скважины найдем величину коэффициента проницаемости:
Примем m = 5 сантипуаз, R = 200 м, rскв = 0,1 м, h = 5000 см. Тогда
или 18,7 миллидарси.
Полученное более высокое значение проницаемости может указывать на наличие в пласте трещин.
Найдем ширину
горизонтальной трещины, которая дает увеличение проницаемости с 10 до 18,7
миллидарси. Для этого используем зависимость, определяющую среднюю
проницаемость двух параллельных пластов:
Примем проницаемость
основной породы k1 =0,01
дарси, мощность пласта h1 =50м,
проницаемость трещины k2=
дарси.
Решая уравнение относительно ширины трещины h2, получим
Ввиду незначительной ширины трещины по сравнению с мощностью пласта ею можно пренебречь. Тогда
Очевидно, что трещина такой ничтожной ширины не даст никакого увеличения пористости.
К таким же выводам мы придем, если допустим, что в пласте создана не единственная, а целая система сообщающихся трещин.
В реальных пластах структура трещин, несомненно, более сложна, чем описанная выше система параллельных сообщающихся нарушений.
Изучение забоев горных выработок показывает, что трещины имеют различную ширину, обусловленную смещением отдельных блоков породы относительно друг друга (см. рисунок).
Кроме того, трещины имеют конечную длину и некоторые из них могут быть изолированными.
Наконец, значительная часть трещин заполнена минеральными осадками (обычно кальцитом) или глинистыми частицами, образовавшимися за счет скольжения блоков относительно друг друга.
Наблюдаемая в горных выработках ширина трещин изменяется от нуля до нескольких миллиметров; сильно изменяется и длина непрерывных трещин.
Приведенные соображения указывают, что только часть трещин используется в качестве дренажных каналов для движения жидкости и суммарная их емкость мало влияет на общую пористость пласта. Практика показывает, что положительная роль трещин выявляется лишь после осуществления по скважинам гидравлического разрыва пласта. При создании на забоях скважин повышенных давлений происходят расслоение трещин и заполнение их крупнозернистым песком, что резко увеличивает дебиты скважин.
Госплан СССР
Рисунок Переменная ширина трещин в результате смещения блоков породы.
