Неньютоновские свойства нефти. Билет № 33. Билет 33 Что такое неньютоновские свойства нефти Когда они исчезают Какой градиент давления необходимо приложить, чтобы неньютоновская нефть стала фильтроваться в пористой среде

• Название: Билет 33 Что такое неньютоновские свойства нефти Когда они исчезают Какой градиент давления необходимо приложить, чтобы неньютоновская нефть стала фильтроваться в пористой среде
• Анкор: Неньютоновские свойства нефти
• Дата: 16.04.2022
• Размер: 21.86 Kb.
• Имя файла: Билет № 33.docx
• Тип: Закон; #478939

Билет № 33

Что такое неньютоновские свойства нефти? Когда они исчезают? Какой градиент давления необходимо приложить, чтобы неньютоновская нефть стала фильтроваться в пористой среде?
Течение некоторых жидкостей (коллоидных растворов, нефтей с большим содержанием асфальтенов и парафинов, растворы полимеров и т.д.) не подчи­няются закону Ньютона. Такие жидкости в реологии принято называть ненью­тоновскимиили аномальными.

Закон Ньютона обычно нарушается при течении растворов с удлиненными частицами дисперсной фазы, способными деформироваться в поле напряжений и структурированных систем. Такие коллоидные системы обладают определенными механическими свойствами - пластичностью, упругостью, прочностью ивязкостью. Эти свойства в большинстве случаев связаны с обра­зованием структуры в жидкости, и поэтому их часто называют структурно -механическими или реологическими свойствами.

Экспериментально и теоретически установлено, что особенности фильтрации неньютоновских свойств проявляются в большей степени при малых скоростях, то есть, вдали от скважины.

Аномальные свойства нефтей проявляются прежде всего в непостоянстве их вязкости, в их зависимости от действующего напряжения сдвига.

Вязкость нефти зависит от содержания газообразных, жидких т твердых веществ и степени их дисперсности. Увеличение концентрации в нефти высокомолекулярных соединений, таких, как парафины, смолы и асфальтены, приводит к образованию пространственных структурных сеток. Структурообразование - наиболее существенный фактор определяющий аномалию вязкостей.

Неньютоновские свойства нефтей уменьшают коэффициент вытеснения и коэффициент охвата пласта вытесняющим агентом.

Вязкость нефтей, обладающих структурно-механическими свойствами, зависит от величины градиента давления в пласте, который может меняться в широких пределах. Поэтому там, где градиенты давления соизмеримы с градиентом предельного разрушения структуры, фильтрация аномальных нефтей происходит при повышенной вязкости и создается условие для образования застойных зон, что усугубляется неоднородностью продуктивных пластов.

Градиент динамического давления сдвига обратно пропорционален корню квадратному из проницаемости. И если пласт состоит из пропластков разной проницаемости, это способствует развитию «вязкостной неустойчивости» - прорыву воды по более проницаемым слоям.

В начальной стадии неньютоновские свойства нефтей могут быть установлены как на основе реологических, так и других методов исследования.

Вязкопластичные или неньютоновские свойства нефти в пласте проявляются в следующих случаях:

• 
  при сравнительно высоком содержании в нефти асфальтосмолистых веществ;
  
• 
  при начале кристаллизации парафина в нефти (когда пластовая температура в залежи близка по величине к температуре начала кристаллизации парафина;
  
• 
  при физико-химическом взаимодействии фильтрующейся пластовой жидкости и материала пористой среды с жидкостями, проникающими в пласт.
  

Разработка и эксплуатация месторождений с вязко-пластичными нефтями связаны с определенными трудностями, а именно:

• 
  возможностью оставления в пласте невыработанных застойных зон;
  
• 
  уменьшением эффективной толщины продуктового пласта в результате отключения низкопроницаемых участков;
  
• 
  обрывом штанг при пуске скважинных штанговых насосных установок;
  
• 
  непроходимостью скважинных приборов (манометров, пробоотборников и др.) при проведении исследовательских работ на скважине;
  
• 
  повышением давления перекачки нефти по трубопроводам.
  

Структурно-механические свойства неньютоновских нефтей исчезают при их нагревании и увеличении скоростей фильтрации и прокачки.

Чтобы нефть, обладающая на­чальным градиентом сдвига, стала филь­троваться в пористой среде, необходимо к этой среде при­ложить градиент давления, больший, чем это следует из закона Дарси.

На рисунке 1 показана схема элемента пятито­чечной системы разработки пласта, содержащего нефть, обладающую началь­ным градиентом сдвига. Как видно, водонефтяной кон­такт сильно деформируется и к добывающим скважинам подтягиваются языки обводнения, образуя целики нефти.



Рисунок 1 - Схема элемента пятиточеч­ной сис­темы разработки:

1 - добывающие скважины; 2 - целики нефти, 3 - положение водонефтяного кон­такта в момент времени t₃, 4 - положение водонефтяного кон­такта в момент времени t₂ < t₃, 5 - положение во­донефтяного кон­такта в момент времени t₁ < t₂; 6 - нагне­тательная скважина, 7 - обводнявшаяся область пласта

 

В тех случаях, когда нефть является ньютоновской жид­костью и спра­ведлив обобщенный закон Дарси для фильтрации нефти и воды, эти целики нефти в конце концов при так назы­ваемой бесконечной промывке пла­ста, т. е. при прокачке через пласт больших объ­емов воды, многократно превышающих его по­ровый объем, будут вымыты из пласта. Если же нефть обла­дает начальным градиентом сдвига, то целики нефти, образо­вавшиеся в областях пласта, где градиент давления меньше начального гради­ента сдвига, так и останутся в пласте не извле­ченными.