Материалы п р фп. Материалы П Р ФП. Методические указания к практическим работам для студентов направления 21. 03. 01
 Скачать 1.05 Mb.
|
ПРОНИЦАЕМОСТЬПроницаемость – способность горной породы пропускать через себя флюид (воду, нефть или газ) при перепаде давления. Проницаемость бывает абсолютная, фазовая и относительная. Абсолютная проницаемость – это проницаемость, определенная при наличии в среде только одной фазы, химически инертной к данной породе. Абсолютная проницаемость не зависит от свойств жидкости или газа, а также перепада давления – это свойство породы. Поскольку жидкости так или иначе реагируют с породой, на практике абсолютную проницаемость определяют по газу, как правило по воздуху или азоту. Фазовая проницаемость – это проницаемость, определенная для данного флюида при наличии в породе других фаз. Значение фазовой проницаемости зависит не только от физических свойств пород, но и от насыщенности пор различными фазами, а также от физико-химических свойств этих фаз. Относительная проницаемость – это отношение фазовой проницаемости к абсолютной. Численное значение проницаемости обычно находят из закона линейной фильтрации Дарси. Согласно которому, скорость фильтрации жидкости в пористой среде может быть найдена исходя из следующего выражения:  где v – скорость линейной фильтрации, м/с; Q – объемный расход жидкости в единицу времени, м3/с; η – динамическая вязкость жидкости, Па·с; F – площадь фильтрации, м2; ΔР – перепад давления, Па; L – длина пористой среды, м. Коэффициент k – в данном выражении – это коэффициент пропорциональности, который носит название коэффициента проницаемости. Выразив k из выражения (6) получаем:  Единица измерения коэффициента проницаемости – м2, однако на практике гораздо чаще встречается внесистемная единица измерения – Дарси (Д). 1 Д – 10-12 м2 или 1 мкм2. Физический смысл размерности k – отражает то, что коэффициент проницаемости характеризует площадь каналов пористой среды, по которым происходит фильтрация. Как правило проницаемость коллекторов нефти и газа изменяется в пределах от нескольких мД (10-15 м2) до нескольких Д. Формула (7) работает для линейной фильтрации жидкости, в случае линейной фильтрации газа, объемный расход должен быть заменен средний объемный расход, так как газ в отличии от жидкости расширяется при изменении давления, поэтому:  где  – объемный расход газа приведенный к среднему давлению и средней температуре газа на пути L в пористой среде.На практике объемный расход газа приведенный к среднему давлению и средней температуре газа определить затруднительно, поэтому формула (8) не используется. Для того чтобы заменить в выражении (8) проводят несколько простых манипуляций:Из закона Бойля-Мариотта для изотермического течения идеального газа имеем:   где P0 и Q0 – атмосферное давление и расход газа при атмосферном давлении соответственно. Среднее давление в керне находим по формуле  А объемный расход газа, приведенный к среднему давлению и средней температуре газа выражаем из уравнения (9)  В результате несложных преобразований получаем выражения для расчета линейной фильтрации газа в пористой среде:  Иногда возникает необходимость определить проницаемость образцов при радиальной фильтрации жидкости или газа, как бы воспроизвести условия их притока в скважину. В данном случае образец породы подготавливают к опыту в виде цилиндрического кольца с осевым отверстием –«скважиной», а фильтрация идет через боковую поверхность образца в радиальном направлении. В этом случае проницаемость породы при фильтрации жидкости определяют по формуле:  Для газа по формуле:  Задача 2. Необходимо рассчитать проницаемость керна диметром d и длинной l по нефти, давление на входе в образец Р1 мм рт.ст., а давление на выходе Р2 мм рт.ст. За время исследования t сек, в градуированный цилиндр отфильтровался объем V мл. Динамическая вязкость нефти μ мПа·с. Таблица 2 Исходные данные для задачи 2
продолжение таблицы 2
Задача 3. На рисунке 1 изображена зависимость относительных проницаемостей по нефти и по воде от насыщенности порового пространства водой. Определите значение относительной проницаемости для смеси нефти и воды в образце песка, коэффициент водонасыщенности которого составляет 20%, 30%, 40%, 50% и 60%.  Рис.1. Зависимость относительных проницаемостей по нефти и по воде от насыщенности порового пространства водой Задача 4. На рисунке 2 изображена тройная диаграмма насыщенности при трехфазной фильтрации. Опишите три различных случая фильтрации потока при нефтенасыщенности 20%. Опишите четыре различных случая фильтрации потока при нефтенасыщенности 40 %. Опишите четыре различных случая фильтрации потока при водонасыщенности 40 %.  Рис. 2 Тройная диаграмма насыщенности для фильтрации трёхфазной системы нефть-газ-вода. |