Пористой среды. с тремя сетками (ортогональных) трещин.

Как показали исследования, для трещиноватых пластов в большинстве случаев характерно наличие двух взаимно-перпендикулярных систем вертикальных трещин. Такая порода может быть представлена в виде модели коллектора, расчленённого двумя взаимно-перпендикулярными системами трещин с равными величинами раскрытия и густоты.

В этом случае:

,

Для трёх взаимно-перпендикулярных систем трещин (рис. 7) с равными величинами раскрытия и густоты имеем:

.

В общем случае следует положить что:

, (III.4)

где — безразмерный коэффициент, зависящий от геометрии систем трещин в породе.

Проницаемость пласта

В т р е щ и н о в а т о м п л а с т е зависимость между скоростью фильтрации и средней скоростью движения по трещинам выражается в виде:

, (III.5)

или по известной из гидромеханики формуле Буссинеска для средней скорости течения жидкости между двумя плоскими неподвижными параллельными стенками:

. (III.6)

На основании (III.5), (III.4) выражение (III.б) принимает форму:

. (III.7)

Параметр проницаемости изотропного трещиноватого пласта, как это следует из (III.7)

. (III.8)

Если учесть, что в системе СИ проницаемость 1 дарси = 1,02 х 10^-12 м², то для трещиноватого пласта

. (III.8а)

Для трещиновато-пористого пласта общая проницаемость определяется как сумма межзерновой и трещинностей проницаемостей трещиноватого пласта, рассмотренной выше (III.8).

В продуктивных трещиноватых пластах горное давление, определяющее общее напряжённое состояние среды, уравновешивается напряжениями в скелете породы и давлением жидкости в трещинах. При постоянстве горного давления снижение пластового давления за счёт отбора жидкости из пласта приводит к увеличению нагрузки на скелет среды. С уменьшением пластового давления (давления жидкости в трещинах) уменьшаются усилия, сжимающие зерна (пористые блоки) трещиноватой породы. Значение этого фактора наряду со значительными силами инерции следует учитывать при исследовании процессов фильтрации в трещиноватом пласте. Таким образом, на объём пространства трещин в трещиноватом коллекторе влияют в основном два фактора: 1) увеличение объёмов зерен с падением пластового давления; 2) увеличение сжимающих усилий на скелет продуктивного пласта.

Полагая, что в трещиноватом пласте преобладают упругие деформации и учитывая, что горное давление постоянно, а с изменением давления в жидкости, газе изменяются главным образом раскрытия трещин б, можно так оценить изменение раскрытия трещин от давления:

, (III.9)

где — упругая константа; — коэффициент Пуассона; Е — модуль Юнга; - среднее расстояние между трещинами.

Разрешая уравнение (III.9) с учетом (III.8а), получим формулу для определения параметра проницаемости в д е ф о р м и р у е м о м т р е щ и н о в а т о м п л а с т е:

, (III.10)

где — комплексный параметр трещиноватой среды, зависящий от упругих свойств и геометрии трещин;

. (III.11)

Механизм деформации в трещиновато-пористых пластах более сложен, чем в коллекторах чисто трещинного типа, рассмотренных выше. Однако можно отметить, что в трещиновато-пористых средах под внешними воздействиями вначале деформируется система трещин (среда 1, рис. 5); причём истинное напряжение этой системы играет роль внешней нагрузки для системы пористых блоков (среда 2, рис. 5).