Тест Физика пласта. Гранулометрически (механический) соста пород
 Скачать 59.5 Kb.
|
|
Дать понятие о гранулометрическом составе горных пород, классификация горных пород по размеру. С какой целью изучается гранулометрический состав горных пород. Указать связь фракционного состава с другими физическими свойствами горных пород. ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИ (МЕХАНИЧЕСКИЙ) СОСТА ПОРОД Количественное (массовое) содержание в породе частиц различной величины принято называть гранулометрическим (механическим ) составом, от которого зависят многие свойства пористой среды: проницаемость, пористость, удельная поверхность, капиллярные свойств т. д. По механическом составу можно судить о геологических палеогеографических условиях отложения пород залежи. Поэтому начальным этапом исследований при изучении генезиса осадочных пород может быть гранулометрический анализ их. Так как размеры частиц песков обусловливают общую величину их поверхности, контактирующей с нефтью, от гранулометрического состава пород зависит количеств нефти, остающейся в пласте после окончания его эксплуатации в виде пленок, покрывающих поверхность зерен. Гранулометрический состав песков важно знать в нефтепромысловой практике. Механический состав пород определяют ситовым и седиментационным анализом. Ситовой анализ сыпучих горных пород применяется для рассева фракции песка размером от 0,05 м и более. Содержание части меньшего размер определяется методами седиментации. В лабораторных условиях обычно пользуются набором проволочных или шелковых сит с различными размерами отверстий (размер сторон квадратного отверстия). Существуют и другие системы сит и всевозможных механических приспособлений для рассева. Седиментационное разделение части по фракциям происходит вследствие различия скоростей оседания зерен неодинакового размера в вязкой жидкости. По формуле Стокса скорость осаждения в жидкости частиц сферической формы Классификация осадочных обломочных горных пород по размерам, степени окатанности и сцементированности обломков
Гранулометрический состав пород. Гранулометрический анализ горной породы дает представление о количественном содержании в ней частиц различной величины. Количественное содержание и соотношение фракций частиц в известной мере определяют пористость, проницаемость и коллекторские свойства породы. Гранулометрический анализ выражается в определении процентного содержания фракций зерна различной крупности (в мм) Дать понятие удельной поверхности и указать связь между удельной поверхности с другими физическими характеристиками горных пород. УДЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ – суммарная поверхность частиц, содержащихся в единице объема породы. От удельной поверхности смачивания горной породы жидкостью в условиях колоссального количества мелкокапиллярных пор и поровых каналов в пласте зависят действие молекулярных сил, адсорбционная способность породы и наличие «связанной» воды. Для изменения удельной поверхности применяют как приближенные методы, основанные на вычислении этой величины по данным гранулометрического анализа, так и др.более точные, основанные на изменении адсорбции, фильтрации разреженных газов. Дать понятие капиллярному давлению, сопротивлению, смачиваемости. Влияние капиллярных сил на процесс фильтрации жидкости. Капиллярное давление — это перепад давлений на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей, одна из которых смачивает поверхность породы лучше другой. Смачиваемость — предпочтительное распространение флюида по поверхности твердого тела и его прилипание к этой поверхности в присутствии других не смешивающихся флюидов. Поровое пространство нефтесодержащих пород представляет собой огромна скопление капиллярных каналов, в которых движутся несмешивающиеся жидкости, образующие мениски на разделах фаз. Поэтому капиллярные силы влияют на процессы вытеснения нефти. За водонефтяным контактом мениски создают многочисленные эффекты Жамена и препятствуют вытеснению нефти. Если среда гидрофильна, в области водонефтяного контакта давление, развиваемое менисками, способствует возникновению процессов капиллярного пропитывания и перераспределения жидкостей. Это связано с неоднородностью пор по размерам. Капиллярное давление, развиваемое в каналах небольшого сечения, больше, чем в крупных порах. В результате этого на водонефтяном контакте возникают процессы противоточной капиллярной пропитки – вода по мелким порам проникает в нефтяную часть пласта, по крупным порам нефть вытесняется в водоносную часть. Поэтому необходимо решить, какие воды следует выбирать для заводнения залежей: интенсивно впитывающиеся в нефтяную часть залежи под действием капиллярных сил или слабо проникающие в пласт. Изменяя качества нагнетаемых в залежь вод, можно воздействовать на поверхностное натяжение на границе с нефтью, смачивающие характеристики, а также вязкостные свойства. Необходимо отметить, что вопрос об увеличении или уменьшении капиллярных сил, так же как и многие другие задачи физики вытеснения нефти водой, не имеет однозначного решения. В условиях зернистых неоднородных коллекторов процессы перераспределения нефти и воды под действием капиллярных сил могут способствовать преждевременным нарушениям сплошности нефти в нефтеподводящих системах капилляров в зоне совместного движения нефти и воды, помогая формированию водонефтяных смесей в поровом пространстве, что сопровождается значительным уменьшением нефтеотдачи. В трещиноватых коллекторах нефтеотдача блоков повышается при нагнетании в залежь воды, способной интенсивно впитываться в породу под влиянием капиллярных сил. Поверхностное натяжение. Понятие адгезии и когезии. Почему одна поверхность отталкивает жидкость, а другая поверхность способствует растеканию жидкости. Поверхностное натяжение – избыток свободной энергии сосредоточенной на одном квадратном сантиметре площади поверхностного слоя на границе раздела двух фаз. По поверхностному натяжению пластовых жидкостей на различных поверхностях раздела можно судить о свойствах соприкасающихся фаз, закономерностях взаимодействия жидких и твёрдых тел, процессах адсорбции, количественном и качественном составе полярных компонентов в жидкости, интенсивности проявления капиллярных сил и т.д. Адгезия – прилипание (сцепление поверхностей) разнородных тел. Когезия – явление сцепления поверхностей разнородных тел, обусловленной межмолекулярным или химическим взаимодействием. Дать понятие фазовой проницаемости и относительной. На что влияет фазовая проницаемость. Проницаемость фазовая (эффективная) – проницаемость пористой среды для данного газа или жидкости при одновременном наличии в порах другой фазы или системы (газ-нефть, газ-нефть-вода). При фильтрации смесей коэффициент фазовой проницаемости намного меньше абсолютной проницаемости и неодинакова для пласта в целом. Относительная проницаемость – отношение фазовой проницаемости к абсолютной. Проницаемость горной породы зависит от степени насыщения породы флюидами, соотношения фаз, физико-химических свойств породы и флюидов. Фазовая и относительная проницаемости для различных фаз зависят от нефте-, газо- и водонасыщенности порового пространства породы, градиента давления, физико-химических свойств жидкостей и пористых фаз. Дать понятие эффективной пористости и динамической пористости. Эффективная пористость - это пористость, включающая только поровое пространство, которое занято пластовой жидкостью. Тепловое воздействие на пласт, вследствие увеличения охвата порового пространства процессом вытеснения, приводит к значительному повышению эффективной пористости и, соответственно, увеличению нефтеотдачи. Динамическая пористость зависит так же, как и проницаемость, от степени открытости поровых каналов, от формы и размера частичек и сложности путей каналов течения. Различие между величиной открытой и динамической пористостью количественно учитывается так называемым структурным коэффициентом, определяемым объемом тупиковых пор и каналов, в которых нефть может находиться, но не принимать участия в фильтрационном потоке. Дать понятие деформационным свойствам. С какой целью изучается деформационные свойства. Горные породы под действием приложенных нагрузок в одних случаях меняют только свою форму и объем без разрыва сплошности (пластичная деформация), в других разрушаются на отдельные элементы без заметной пластичной деформации. В связи с этим выделяют такие важные свойства пород, как пластичность, хрупкость и упругость. Пластичностью горных пород называется свойство горных пород в известных условиях и пределах под воздействием сил претерпевать остаточную деформацию (пластические деформации после снятия нагрузки) без микроскопических нарушений сплошности. Пластичности обычно противопоставляется понятие хрупкость, т. е. способность горных пород под воздействием сил разрушаться без заметных пластических деформаций. Эти породы имеют слабую сопротивляемость разрушению при действии на нее ударной нагрузки. В породах с повышенной хрупкостью повышается эффект взрыва, но увеличиваются переборы по сечению, что приводит к лишним затратам при погрузке породы, креплении выработки и пр. Упругость — способность породы восстанавливать первоначальную форму и объем после снятия нагрузки. Проявление тех или иных свойств горных пород в значительной мере связано с условиями нагружения. При мгновенном нагружении многие горные породы (песчаники, сланцы и др.) разрушаются на отдельные осколки, проявляя типичное свойство хрупкости. Вместе с тем эти же породы при постепенном нагружении ведут себя как упругие тела, т. е. пропорционально силам растут деформации. При длительном воздействии нагрузки в них проявляются остаточные деформации, т. е. породы проявляют пластичность. Деформация горной породы - показатель изменения размеров, формы и объема куска или породного массива в результате воздействия внешних факторов. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||