Экспериментальное моделирование изменения деформационных и емкостных свойств пористых коллекторов в связи с эксплуатацией подземных хранилищ газа

Глава 6. Факторы, определяющие деформируемость и изменение структуры порового пространства при циклическом изменении напряженного состояния.

Анализ проведенных экспериментов позволил выделить основные факторы, влияющие на деформационное поведение и изменение емкости песчаников.

Исследовались зависимости изменения пористости от её начального значения, от амплитуды порового давления (в том числе и при одинаковой начальной пористости), от количества циклов, требуемых для стабилизации процесса деформирования, от прочности (для образцов с 10 и 20 % цемента в составе).

В главе приведены гистограммы распределения, иллюстрирующие полученные зависимости. Проведенные эксперименты показали, что главными факторами, определяющими степень деформируемости и пористости образцов, являются амплитуда порового давления и их начальная пористость. Лабораторные исследования в целом подтвердили, что изменения пористости тем больше, чем больше амплитуда изменения порового давления, и максимальны по величине для образцов с большей начальной пористостью. С практической точки зрения этот вывод имеет важное значение: при наименьшей разнице между максимальным и минимальным давлением в подземных хранилищах емкость пласта-коллектора за время его работы практически не уменьшится, но подобный вариант эксплуатации пласта является наиболее экономически не выгодным.

Установлено так же, что чем больше начальная пористость образца, тем большее количество циклов изменения порового давления требуется для стабилизации процесса деформирования.

Изменение пористости зависит от начальной прочности образцов. При 20 % содержании цемента в образцах их пористость уменьшается на 0,028 д. ед. для амплитуды изменения порового давления 12 МПа и на 0,058 д. ед. - для 17 МПа. При 10 % содержании цемента пористость уменьшается на 0,011 д.ед. и 0,015 д.ед. для амплитуды 12 и 17 МПа соответственно.