Влияние геостатического сжатия на пористость и проницаемость сланцев

Пористость и проницаемость являются ключевыми факторами оценки углеводородной продуктивности нетрадиционных (сланцевых) коллекторов, которые отличаются сложным строением вследствие неоднородной минералогии и слабосвязанных нано- и микропоровых систем. Экспериментальное измерение этих петрофизических свойств имеет ряд ограничений, поскольку такие исследования часто занимают несколько недель и плохо воспроизводятся. В качестве альтернативы можно проводить численное моделирование с использованием трехмерных цифровых моделей породы, реконструированных по наборам изображений, полученным, например, методом нанотомографии на основе сканирующей электронной микроскопии с фокусированным ионным пучком (FIB-SEM) при нанометровом разрешении. В настоящем исследовании влияние стеснения (напряжений) в пласте на пористость и проницаемость сланцев изучали с использованием двух трехмерных цифровых моделей породы, представляющих нанопористую органо-минеральную микроструктуру сланца Марцеллус. Для различных глубин (2 000–6 000 футов) в пределах продуктивного интервала типичного нефтегазового коллектора сланцевой формации Марцеллус смоделировали пять сценариев напряженного состояния. Пористость и проницаемость трехмерных цифровых моделей породы до и после сжатия рассчитывали и сопоставляли. В обеих трехмерных моделях обнаружено минимальное влияние напряжений на пористость и проницаемость. Эти результаты непосредственно важны для определения запасов нефти и газа в пласте и оценки продуктивного потенциала сланцевого коллектора при различных напряженных состояниях.