Водонасиченість гірських порід

Водонаси́ченість гірськи́х порі́д (рос. водонасыщенность, англ. water saturation of rock; нім. Wassersättigung der Gesteine, Wassersättigungsgrad) — міра заповнення порового простору, пустот і тріщин гірських порід водою.

Загальний опис

Водонасиченість в природних умовах відповідає вологості гірських порід. Максимальна водонасиченість гірських порід визначається їх повною вологоємністю.

Коефіцієнт вологонасиченості (К_вн) визначають як відношення маси води, що насичує породу при звичайній температурі і тиску, до маси поглиненої води, що нагнітається в породу під тиском до 15 МПа. У повітряно-сухих порід К_вн менше 0,5, у вологих 0,5-0,8, у повністю водонасичених 1,0.

Водонасиченість гірських порід залежить від гідрогеологічного режиму, мінерального складу, характеру порового простору тощо. У нафтогазоносних районах водонасиченість зумовлює характер розподілу флюїдів у породах, їх рухливість у масивах, ефективність вилучення нафти і газу з порід.

Якщо змочуваність породи відома з даних зміщеного басейну, можна встановити деякі обмеження для насиченості. Насичення водою, що не зменшується, становить менше 15 % у нафтових породах і більше 20 % у вологих породах. Продуктивні зволожені водою пісковики зазвичай мають незнижувальну водонасиченість від 20 % до 40 %.

Розрізняють: початкову, поточну і кінцеву водонафтогазонасиченість. Значення насиченості гірських порід флюїдами і газом визначають лабораторним методом і геофізичними методами та використовують у підрахунку запасів нафти і газу, контролі та регулюванні за розробкою нафтових і газових родовищ та при оцінці технологічної ефективності застосовуваних методів збільшення нафтогазоконденсатовіддачі пластів.

Формула Арчі

Водонасиченість гірських порід визначають за формулою Арчі^[1]:

${\displaystyle {\mbox{S}}_{\rm {w}}{}^{\rm {n}}={\frac {{\mbox{R}}_{\rm {w}}}{(\Phi ^{\rm {m}}\times {\mbox{R}}_{\rm {t}})}}}$

де:

Sw = насиченість водою неінвазованої зони

n = показник насичення, який змінюється від 1,8 до 4,0, але зазвичай дорівнює 2,0

Rw = питомий опір пластової води при температурі пласта

Φ = пористість

m = показник цементації, який змінюється від 1,7 до 3,0, але зазвичай дорівнює 2,0

R_t = справжній питомий опір пласта, скоригований на інвазію, свердловину, тонкий пласт та інші ефекти

Див. також

• Газонасиченість гірських порід
• Водонасичення гірських порід

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
• Wheaton R. Basic Rock and Fluid Properties // Fundamentals of Applied Reservoir Engineering. Appraisal, Economics and Optimization. Cambridge: Gulf Professional Publishing, 2016. P. 5–57. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780081010198000028
• Суярко В. Г., Величко В. М., Гаврилюк О. В. та ін. Інженерна геологія. Харків: Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, 2019. 296 с.
• Babets D. V., Kovrov O. S., Moldabayev S. K. et al. Impact of Water Saturation Effect on Sedimentary Rocks Strength Properties // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2020. № 4. P. 76–81.

Інтернет-ресурси

• Basic Rock and Fluid Properties. Richard Wheaton, in Fundamentals of Applied Reservoir Engineering, 2016. https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/irreducible-water-saturation [Архівовано 8 грудня 2021 у Wayback Machine.]