физика пласта 4 лаба. Отчет по лабораторной работе 4 Определение коэффициента абсолютной проницаемости горных пород
 Скачать 83.03 Kb.
|
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования  «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Отчет по лабораторной работе № 4: «Определение коэффициента абсолютной проницаемости горных пород» Выполнил: ст. группы ЭХТ-21-1 _____________ /Мамаев Д. В./  Проверил: доцент /Подопригора Д.Г./Санкт-Петербург 2023 Цель работы: Определение коэффициента абсолютной проницаемости пород. Краткие теоретические сведения: Проницаемость — это способность горных пород пропускать через себя жидкости и газы. Согласно закону Дарси, существует однозначная линейная взаимосвязь между скоростью фильтрации флюида и градиентом пластового давления. Коэффициент пропорциональности в этой взаимосвязи и является характеристикой проницаемости пласта. Проницаемость - структурно-чувствительное свойство пласта, поэтому проницаемость зависит от структуры порового пространства - эффективного размера пор, связанности поровой структуры, соотношения открытых и закрытых пор и т.д. Для характеристики проницаемости нефтесодержащих пород введены понятия: - абсолютная проницаемость; - эффективная проницаемость (или фазовая); - относительная. Абсолютной проницаемостью называется проницаемость пористой среды при движении в ней лишь одно какой-либо фазы (газа или однородной жидкости). Коэффициент абсолютной проницаемости теоретически характеризует только физические свойства породы. Установлено, что при движении жидкости в пористой среде на величину ее проницаемости оказывают влияние физико-химические свойства жидкостей. Поэтому в качестве абсолютной проницаемости принято считать проницаемость пород, определенную по газу (азоту). Измерение абсолютной проницаемости пород по воздуху (газу) в формулу Дарси  где k – проницаемость породы, м2; Q – объемный расход в единицу времени, м3 /с; η – динамическая вязкость, Па·с; F – площадь фильтрации, м2; ΔР – перепад давления, Па; L – длина пористой среды, м. Для решения следует подставить средний расход воздуха в условиях образца  Распределение давления по длине керна, вообще говоря, нелинейно, однако из-за малых размеров керна и при малом перепаде давления на керне этой нелинейностью можно пренебречь. Поэтому среднее давление по длине керна:
где  – давление (абсолютное) на входе в керн; – атмосферное давление.Так как манометр показывает избыточное давление над атмосферным на входе в керн, то
где  – показания манометра.Тогда
Для приведения объёма газа  , замеренного расходомером при атмосферном давлении  , к среднему давлению в керне  воспользуемся законом Бойля – Мариотта:
Откуда
Так как
где  – время, в течение которого через керн прошёл объём воздуха по расходомеру.Окончательная формула для определения коэффициента проницаемости горной породы по воздуху при малых давлениях будет следующей:
В окончательном выражении для вычисления коэффициента абсолютной проницаемости учтено, что перепад давления на керне  равен манометрическому давлению на входе в керн  при сделанных допущениях.Эффективной (или фазовой) проницаемостью называется проницаемость пород для данного газа или жидкости при наличии или движении только в порах многофазных систем. Относительной проницаемостью пористой среды называется отношение эффективной проницаемости этой среды к абсолютной ее проницаемости. Используемое оборудование и материалы: На рисунке 1 изображена схема установки для определения абсолютной проницаемости горных пород по воздуху. Установка состоит из редуктора 2, присоединённого к системе сжатого воздуха 1 (до 0,15 МПа). От редуктора, позволяющего регулировать давление, воздушная линия идёт на вход кернодержателя 4 с размещённым в нём керном 5. На входе в кернодержатель установлен образцовый манометр 3, показывающий давление. На выходе из кернодержателя установлен расходомер воздуха 6 для измерения объёма газа, прошедшего через керн, который в дальнейшем поступает в атмосферу.  Рис.1. Принципиальная схема установки для определения абсолютной проницаемости горных пород по воздуху. Кернодержатель – капсула, в которую будет помещаться исследуемый образец керна – разборный. Кернодержатель состоит из корпуса, на который навинчиваются крышки герметизирующими уплотнениями. В крышке имеется контрольное отверстие. Образец породы (керн) цилиндрической формы устанавливается внутрь корпуса с использованием герметизирующих уплотнений с обоих торцов керна. Ход работы: 1.Замеряются геометрические размеры образцов и вычисляется площадь поперечного сечения; 2. Собирается установка согласно схеме (рисунок 1) с помещением образца керна в кернодержатель; 3. Редуктор устанавливается на искомое давление 0,1 МПа и измеряется объём воздуха, прошедшего через образец керна, расходомером. Для лучшей воспроизводимости результатов необходимо замерять расход газа при каждом режиме не менее 3–5 минут. 4. Все измеренные величины приводятся к единой системе единиц СИ и заносятся в таблицу 1. Пример вычислений: Диаметр и длина первого образца: D = 26 мм =0,026 м, L = 47 мм =0,047 м Площадь поперечного сечения керна:  F =0,00053 м2 Формула для определения проницаемости пород по газу:  Вычислим значение абсолютной проницаемости для первого образца:
 2 546 * 10-15  2Таблица 1. Результаты работы в табличном виде
Вывод В ходе данной лабораторной работы мы смогли определить абсолютную проницаемость образцов с помощью формулы Дарси. Проницаемость горных пород пласта - способность пород пласта пропускать жидкость и газ при перепаде давления. При относительно небольших перепадах давления в нефтеносных пластах многие породы в результате незначительных размеров пор оказываются практически непроницаемыми для жидкостей и газов (глины, сланцы и т.д.). Но при сверхвысоком давлении все горные породы проницаемы |
,
,
,
,
,
МПа
мкПа