Газопроницаемость

ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ горных пород (а. gas permeability of rocks, rocks' permeability of gas; н. Gasdurchlassigkeit der Gesteine; ф. permйabilite а gaz des roches; и. permeabilidad de las rocas al gas) — свойство горной породы пропускать газы при наличии перепада давления за счёт сообщаемости пустот (пор, каналов, трещин).

Различают абсолютную, фазовую и относительную газопроницаемость. Абсолютная (физическая) газопроницаемость соответствует фильтрации газа через сухую породу (высушенную при 105°С до постоянной массы). Фазовая газопроницаемость — фильтрация газа при определенных соотношениях в поровом пространстве породы других несмешивающихся флюидов (воды, нефти). Фазовая газопроницаемость при остаточной водонасыщенности называется эффективной. Относительная газопроницаемость определяется как отношение фазовой проницаемости к абсолютной. Количественно газопроницаемость оценивается коэффициентом проницаемости К_пр (мД), определяемым согласно уравнению Дарси (в условиях давления, близкого к атмосферному) по формуле

где Q — расход газа; DP — перепад давления; m — вязкость газа; S — площадь сечения; L — длина образца.

Газопроницаемость снижается с уменьшением размера зёрен и пор породы (рис.), уменьшением степени отсортированности и ростом содержания глинистой фракции, уплотнением и цементацией пород, а также с ростом напряжённого состояния (в упругой области обратимо).

Определение газопроницаемости основано на измерении расхода газа (газометром) в единицу времени при определенном давлении; производится в лаборатории на образцах пород правильной формы в держателях, герметизирующих боковую поверхность (в режиме стационарной фильтрации при давлении газа больше и меньше атмосферного и нестационарной фильтрации при давлении меньше атмосферного), а также в устройствах, моделирующих термобарические условия залегания.

В натурных условиях газопроницаемость (фазовая) определяется по данным испытаний скважин. Горные породы по газопроницаемости делятся с учётом пористости и гранулометрического состава на 5 классов (по А. А. Ханину): с очень высокой (газопроницаемость > 1000 мД), высокой (1000 > К_пр >500 мД), средней (500 > К_пр >100 мД), пониженной (100> К_пр >10 мД) и низкой (К_пр <10 мД) газопроницаемостью. Породы с К_пр <1 мД, как правило, непродуктивны и не являются коллекторами. Определение газопроницаемости проводится для оценки коллекторских свойств горной породы, контроля разработки месторождений газа, угля и др.