1. Роль физики пласта в процессе разработки месторождений нефти и газа
 Скачать 214.5 Kb.
|
 (Линейный закон фильтрации Дарси)Физический смысл размерности коэффициента проницаемости- величина площади сечения каналов пористой среды, по которым в основном происходит фильтрация. Под абсолютной проницаемостью принято понимать проницаемость пористой среды, которая определена наличием в ней лишь одной фазы, химически инертной по отношению к породе. Фазовой называется проницаемость пород для данного газа или жидкости при наличии или движении в порах многофазных систем. Относительная( относительная фазовая): отношение фазовой проницаемости к абсолютной. Динамическая зависит от перепада( градиента) давления, от тех групп пор, которые участвуют в фильтрации. Исследования показывают, что фазовая и относительная проницаемости для различных фаз зависят от нефте-, газо- и водонасыщенности порового пространства породы, физических и физико-химических свойств жидкостей и поровых сред. Если часть пор занята какой-либо фазой, то логично, что проницаемость породы для другой фазы становится меньше. По степени проницаемости (коллекторы): Высокопроницаемые (0,5Д и выше) Среднепроницаемые (0,1-0,5Д) Низкопроницаемые (0-0,1Д) Для определения абсолютной проницаемости используют приборы, состоящие из кернодержателя, позволяющего фильтровать жидкость и газы через пористую среду, устройств для измерения давления на входе и выходе из керна, расходомеров и приспособлений, создающих и поддерживающих постоянный расход жидкости или газа через образец породы. (РИСУНОК) Для определения фазовой проницаемости используются установки, состоящие из приспособления для приготовления смесей и питания керна, кернодержателя спец конструкции, приспособления и устройства для приема, разделения и измерения раздельного расхода жидкостей и газа, устройства для измерения насыщенности различными фазами пористой среды, приборов контроля и регулирования процессов фильтрации. Наиболее сильное влияние на проницаемость оказывает извилистость(отношение средней длины порового канала к толщине пористого материала) и размеры пор. Чем ниже проницаемость, тем значительнее она снижается при росте эффективного давления. Причем породы с низкой проницаемостью при росте эффективного давления, сопровождающего разработку месторождений нефти и газа, могут так измениться, что фильтрация флюидов через них прекратится. Значение проницаемости в совокупности с другими характеристиками предопределяет режим эксплуатации месторождения, а именно: давление и темп закачки рабочего агента в пласт (как правило, воды); объем и пространственную геометрию закачки для предотвращения преждевременного обводнения пласта и прорыва воды к забоям эксплуатационных скважин. Знание проницаемости пласта позволяет осуществить наиболее эффективную и рентабельную нефтедобычу. 23. Коэффициенты абсолютной и фазовой проницаемости, методы их определения. Проницаемость- способность гп пропускать через себя флюид под действием перепада давления. Проницаемость не зависит от типа флюида, фильтрующегося через породу, а определяется микроструктурой пористой среды. Хорошо проницаемыми породами являются: песок, песчаники, доломиты, алевролиты. Плохо проницаемыми породами являются: глинистые сланцы, песчаники с глинистой цементацией, мергели. Коэффициент проницаемости измеряется в Дарси [Д] , 1м^2=1,02*10^12Д. Под абсолютной проницаемостью принято понимать проницаемость пористой среды, которая определена наличием в ней лишь одной фазы, химически инертной по отношению к породе. Фазовой называется проницаемость пород для данного газа или жидкости при наличии или движении в порах многофазных систем. Относительная( относительная фазовая): отношение фазовой проницаемости к абсолютной. Динамическая зависит от перепада( градиента) давления, от тех групп пор, которые участвуют в фильтрации. Исследования показывают, что фазовая и относительная проницаемости для различных фаз зависят от нефте-, газо- и водонасыщенности порового пространства породы, физических и физико-химических свойств жидкостей и поровых сред. Если часть пор занята какой-либо фазой, то логично, что проницаемость породы для другой фазы становится меньше. По степени проницаемости (коллекторы): Высокопроницаемые (0,5Д и выше) Среднепроницаемые (0,1-0,5Д) Низкопроницаемые (0-0,1Д) Для определения абсолютной проницаемости используют приборы, состоящие из кернодержателя, позволяющего фильтровать жидкость и газы через пористую среду, устройств для измерения давления на входе и выходе из керна, расходомеров и приспособлений, создающих и поддерживающих постоянный расход жидкости или газа через образец породы. (РИСУНОК) Для определения фазовой проницаемости используются установки, состоящие из приспособления для приготовления смесей и питания керна, кернодержателя спец конструкции, приспособления и устройства для приема, разделения и измерения раздельного расхода жидкостей и газа, устройства для измерения насыщенности различными фазами пористой среды, приборов контроля и регулирования процессов фильтрации. Для оценки проницаемости горных пород обычно пользуются линейным законом фильтрации Дарси, согласно которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости: •  где v — скорость линейной фильтрации; Q — объемный расход жидкости в единицу времени; F —площадь фильтрации; μ — динамическая вязкость жидкости; Δр— перепад давления; L - длина пористой среды. k - коэффициентом проницаемости; •При измерении проницаемости пород по газу в формулу следует подставлять средний расход газа в условиях образца:  ,где — объемный расход газа, приведенный к среднему давлению и средней температуре газа в образце. Полагая, что процесс расширения газа при фильтрации через образец происходит изотермически по законам идеального газа, используя закон Бойля—Мариотта, получим Тогда формула для определения проницаемости пород по газу запишется в виде  p1 и р2 — соответственно давление газа на входе в образец и на выходе из него. Здесь Qo — расход газа при атмосферном давлении ро. Размерность коэффициента проницаемости (система СИ ), вытекает из соотношения Физический смысл размерности коэффициента проницаемости- величина площади сечения каналов пористой среды, по которым в основном происходит фильтрация. Условия выполнения линейного закона Дарси: Наличие одного флюида, который заполняет все поровое пространство Флюид инертен( не взаимодействует) по отношению к скелету(минералам) гп. Ламинарный поток флюида (все атомы движутся с одинаковой скоростью по параллельным траекториям). Линейный закон Дарси не работает при кнудсеновском течении( поток газа, при котором столкновения молекул друг с другом крайне редки по сравнению с ударами о стенки пор, т.е. газ настолько разряжен, что средняя длина пробега его молекул сравнима или даже велика по сравнению с диаметром поровых каналов. Наиболее сильное влияние на проницаемость оказывает извилистость(отношение средней длины порового канала к толщине пористого материала) и размеры пор. Чем ниже проницаемость, тем значительнее она снижается при росте эффективного давления. Причем породы с низкой проницаемостью при росте эффективного давления, сопровождающего разработку месторождений нефти и газа, могут так измениться, что фильтрация флюидов через них прекратится. Значение проницаемости в совокупности с другими характеристиками предопределяет режим эксплуатации месторождения, а именно: давление и темп закачки рабочего агента в пласт (как правило, воды); объем и пространственную геометрию закачки для предотвращения преждевременного обводнения пласта и прорыва воды к забоям эксплуатационных скважин. Знание проницаемости пласта позволяет осуществить наиболее эффективную и рентабельную нефтедобычу. 24. Закон Дарси. Изменение проницаемости в процессе разработки месторождений. Проницаемость- способность гп пропускать через себя флюид под действием перепада давления. Проницаемость не зависит от типа флюида, фильтрующегося через породу, а определяется микроструктурой пористой среды. Хорошо проницаемыми породами являются: песок, песчаники, доломиты, алевролиты. Плохо проницаемыми породами являются: глинистые сланцы, песчаники с глинистой цементацией, мергели. Для оценки проницаемости горных пород обычно пользуются линейным законом фильтрации Дарси, согласно которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости: • где v — скорость линейной фильтрации; Q — объемный расход жидкости в единицу времени; F —площадь фильтрации; μ — динамическая вязкость жидкости; Δр— перепад давления; L - длина пористой среды. k - коэффициентом проницаемости; •При измерении проницаемости пород по газу в формулу следует подставлять средний расход газа в условиях образца: ,где — объемный расход газа, приведенный к среднему давлению и средней температуре газа в образце. Полагая, что процесс расширения газа при фильтрации через образец происходит изотермически по законам идеального газа, используя закон Бойля—Мариотта, получим Тогда формула для определения проницаемости пород по газу запишется в виде p1 и р2 — соответственно давление газа на входе в образец и на выходе из него. Здесь Qo — расход газа при атмосферном давлении ро. Размерность коэффициента проницаемости (система СИ ), вытекает из соотношения Физический смысл размерности коэффициента проницаемости- величина площади сечения каналов пористой среды, по которым в основном происходит фильтрация. Условия выполнения линейного закона Дарси: Наличие одного флюида, который заполняет все поровое пространство Флюид инертен( не взаимодействует) по отношению к скелету(минералам) гп. Ламинарный поток флюида (все атомы движутся с одинаковой скоростью по параллельным траекториям). Линейный закон Дарси не работает при кнудсеновском течении( поток газа, при котором столкновения молекул друг с другом крайне редки по сравнению с ударами о стенки пор, т.е. газ настолько разряжен, что средняя длина пробега его молекул сравнима или даже велика по сравнению с диаметром поровых каналов. Наиболее сильное влияние на проницаемость оказывает извилистость(отношение средней длины порового канала к толщине пористого материала) и размеры пор. Чем ниже проницаемость, тем значительнее она снижается при росте эффективного давления. Причем породы с низкой проницаемостью при росте эффективного давления, сопровождающего разработку месторождений нефти и газа, могут так измениться, что фильтрация флюидов через них прекратится. Значение проницаемости в совокупности с другими характеристиками предопределяет режим эксплуатации месторождения, а именно: давление и темп закачки рабочего агента в пласт (как правило, воды); объем и пространственную геометрию закачки для предотвращения преждевременного обводнения пласта и прорыва воды к забоям эксплуатационных скважин. Знание проницаемости пласта позволяет осуществить наиболее эффективную и рентабельную нефтедобычу. 25. Проницаемость горных пород. Коэффициенты абсолютной и фазовой проницаемости, методы их определения. Проницаемость- способность гп пропускать через себя флюид под действием перепада давления. Проницаемость не зависит от типа флюида, фильтрующегося через породу, а определяется микроструктурой пористой среды. Хорошо проницаемыми породами являются: песок, песчаники, доломиты, алевролиты. Плохо проницаемыми породами являются: глинистые сланцы, песчаники с глинистой цементацией, мергели. Коэффициент проницаемости измеряется в Дарси [Д] , 1м^2=1,02*10^12Д. Под абсолютной проницаемостью принято понимать проницаемость пористой среды, которая определена наличием в ней лишь одной фазы, химически инертной по отношению к породе. Фазовой называется проницаемость пород для данного газа или жидкости при наличии или движении в порах многофазных систем. Относительная( относительная фазовая): отношение фазовой проницаемости к абсолютной. Динамическая зависит от перепада( градиента) давления, от тех групп пор, которые участвуют в фильтрации. Исследования показывают, что фазовая и относительная проницаемости для различных фаз зависят от нефте-, газо- и водонасыщенности порового пространства породы, физических и физико-химических свойств жидкостей и поровых сред. Если часть пор занята какой-либо фазой, то логично, что проницаемость породы для другой фазы становится меньше. По степени проницаемости (коллекторы): Высокопроницаемые (0,5Д и выше) Среднепроницаемые (0,1-0,5Д) Низкопроницаемые (0-0,1Д) Для определения абсолютной проницаемости используют приборы, состоящие из кернодержателя, позволяющего фильтровать жидкость и газы через пористую среду, устройств для измерения давления на входе и выходе из керна, расходомеров и приспособлений, создающих и поддерживающих постоянный расход жидкости или газа через образец породы. (РИСУНОК) Для определения фазовой проницаемости используются установки, состоящие из приспособления для приготовления смесей и питания керна, кернодержателя спец конструкции, приспособления и устройства для приема, разделения и измерения раздельного расхода жидкостей и газа, устройства для измерения насыщенности различными фазами пористой среды, приборов контроля и регулирования процессов фильтрации. Для оценки проницаемости горных пород обычно пользуются линейным законом фильтрации Дарси, согласно которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости: • где v — скорость линейной фильтрации; Q — объемный расход жидкости в единицу времени; F —площадь фильтрации; μ — динамическая вязкость жидкости; Δр— перепад давления; L - длина пористой среды. k - коэффициентом проницаемости; •При измерении проницаемости пород по газу в формулу следует подставлять средний расход газа в условиях образца: ,где — объемный расход газа, приведенный к среднему давлению и средней температуре газа в образце. Полагая, что процесс расширения газа при фильтрации через образец происходит изотермически по законам идеального газа, используя закон Бойля—Мариотта, получим Тогда формула для определения проницаемости пород по газу запишется в виде p1 и р2 — соответственно давление газа на входе в образец и на выходе из него. Здесь Qo — расход газа при атмосферном давлении ро. Размерность коэффициента проницаемости (система СИ ), вытекает из соотношения Физический смысл размерности коэффициента проницаемости- величина площади сечения каналов пористой среды, по которым в основном происходит фильтрация. Условия выполнения линейного закона Дарси: Наличие одного флюида, который заполняет все поровое пространство Флюид инертен( не взаимодействует) по отношению к скелету(минералам) гп. Ламинарный поток флюида (все атомы движутся с одинаковой скоростью по параллельным траекториям). Линейный закон Дарси не работает при кнудсеновском течении( поток газа, при котором столкновения молекул друг с другом крайне редки по сравнению с ударами о стенки пор, т.е. газ настолько разряжен, что средняя длина пробега его молекул сравнима или даже велика по сравнению с диаметром поровых каналов. Наиболее сильное влияние на проницаемость оказывает извилистость(отношение средней длины порового канала к толщине пористого материала) и размеры пор. Чем ниже проницаемость, тем значительнее она снижается при росте эффективного давления. Причем породы с низкой проницаемостью при росте эффективного давления, сопровождающего разработку месторождений нефти и газа, могут так измениться, что фильтрация флюидов через них прекратится. Значение проницаемости в совокупности с другими характеристиками предопределяет режим эксплуатации месторождения, а именно: давление и темп закачки рабочего агента в пласт (как правило, воды); объем и пространственную геометрию закачки для предотвращения преждевременного обводнения пласта и прорыва воды к забоям эксплуатационных скважин. Знание проницаемости пласта позволяет осуществить наиболее эффективную и рентабельную нефтедобычу. 26. Фильтрация нефти и газа в пористой среде. Закон Дарси. Фильтрация - процесс движения жидкостей и газа в пористой среде. Движение природных флюидов( нефти, газа, подземных вод) в гп происходит либо вследствие естественных процессов( миграция углеводородов), либо в результате деятельности человека, связанной с извлечением полезных ископаемых и эксплуатацией сооружений. Фильтрационная способность гп в естественных условиях зависит от их литологического состава, физических свойств, мощности пород-коллекторов и пород-покрышек. В отличие от движения по трубам, в пористой среде жидкость и газ перемещаются не сплошным потоком, а отдельными мелкими струйками, которые многократно изменяют свое направление, т.е. фильтруясь через каналы.. Фильтрация жидкостей и газа в пласте происходит при перепаде давления в различных участках пласта, от зон с повышенным давлением к зонам с пониженным. Для оценки проницаемости горных пород обычно пользуются линейным законом фильтрации Дарси. Согласно уравнению Дарси, скорость фильтрации воды в пористой среде пропорциональна градиенту давления: |