Определение фильтрационно-ёмкостных параметров коллекторов. Границы применимости закона Дарси

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Обозначения и размерности

     - пористость    - m - доли единиц или проценты;

     - просветность  - n - доли единиц или проценты;

     - гранулометрический  состав - проценты от массового или счетного содержания;

     - эффективный диаметр -         - м (СИ), см (СГС, техническая);

     - радиус пор - R - м (СИ), см (СГС, техническая);

- проницаемость –k – м2, мкм2 (СИ), д (дарси) (СГС, техническая)

- скорость фильтрации – u – м/с (СИ), см/с (техническая);

- динамическая вязкость - m - Па.с(кг/м.с) (СИ), спз (10-2пз=10-2г/см.с) (техническая);

- кинематическая вязкость - n=m/r - м2/с (СИ), сст (10-2ст=10-2см2/с) (техническая);

- давление – р – Па (СИ), ат (техническая);

- плотность - r - кг/м3 (СИ), кГ.с24 (техническая);

- удельный вес - g - кг/м2.с2 (СИ), кГ/м3 (техническая).

- пористость    - m - доли единиц или проценты;

- объемный дебит – Q=uF -м3/с (СИ), см3/с (техн.);

- массовый дебит –G=rQ – кг/с (СИ), кГ/с (техн);

- площадь фильтрации F – м2

1д » 1мкм2=10-12м2;

1 Па » 10-5ат;

1 Па.с » 103спз;

1 м2/с = 106сст.

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННО-ЁМКОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОЛЛЕКТОРОВ.

1.1. ТЕОРИЯ

     Реальные пористые среды в подземной  гидромеханике  представляются идеализированными моделями - фиктивным и идеальным грунтами. Фиктивный - среда,  состоящая из шариков, в частности, одного размера, идеальный - параллельные трубочки одного или разного диаметра.

     Основные характеристики пористых сред:  пористость, просветность, гранулометрический состав, эффективный диаметр или гидравлический диаметр пор,  удельная  поверхность,  механические  свойства  (упругость, пластичность, сопротивление разрыву и сжатию).  Кроме того, введены параметры, связанные с жидкостью: насыщенность и проницаемость.

 Определения и расчетные зависимости

Пористость - это отношение объема пор Vп к объему пористой среды V

          m=Vп /V                                                               1.1

Пористость бывает полная,  открытая, эффективная.  В последнем случае  под  объемом пор  понимается объем открытых пор занятых подвижной жидкостью,  т.е.  того объёма через который может протекать жидкость.

    Просветность -  это отношение площади просветов fп ко всей площади сечения f

         n=fп /f1.2

    Удельная поверхность - это суммарная площадь  поверхности  частиц, содержащихся в единице объема пористой среды.

    Насыщенность - это отношение объема жидкости  Vf,  содержащейся  в порах, к объему пор Vп

          ef= Vf /Vп1.3

    Проницаемость -  это  параметр породы,  характеризующий ее способность пропускать жидкие и газообразные среды.  Физический смысл проницаемости k заключается в том, что она характеризует площадь сечения каналов пористой среды,  по которым происходит фильтрация.

   Проницаемость разделяют на абсолютную, фазовую и относительную. Абсолютная - характеризует физические свойства породы и определяется при наличии лишь  какой-либо  одной фазы,  химически инертной по отношению к породе.  Фазовая - проницаемость пород для данного газа или жидкости при наличии в порах многофазных систем.  Относительная - отношение фазовой к абсолютной.

Пористая среда.

Для фиктивного грунта, исходя из геометрических построений, Слихтер вывел зависимость для полной пористости

.                      1.4

Из формулы (1.4) имеем mo=0,259 при a=60о и mo=0,476 при a=90о.

Просветность n фиктивного грунта вычисляется по формуле

,                                                  1.5

что даёт ms=0,0931 при a=60о и ms=0,476 при a=90о.

. Эффективный диаметр определяют по гранулометрическому составу , н.п. по формуле веса средней частицы

,                                      1.6

где di- средний диаметр i -ой фракции; ni - массовая или счетная доля i - ой фракции.

Для идеального грунта имеется связь радиуса пор с диаметром частиц фиктивного грунта

R=md / [12 (1-m)].                                                 1.7

.

 Для фиктивного грунта

                                         1.8

Удельная поверхность нефтесодержащих пород с достаточной точностью определяется формулой

                               1.9

где k - проницаемость в дарси [мкм2].

Среднее значение Sуд для нефтесодержащих пород изменяется в пределах 40тыс. - 230тыс.м23. Породы с удельной поверхностью большей 230тыс. м23 непроницаемы или слабопроницаемы (глины, глинистые пески и т.д.).

Величина проницаемости зависит от размера пор для модели идеального грунта  с трубками радиуса R

k=mR2/8,                                                               1.10

где R - мкм; k - д.

Для реальных сред радиус пор связан с проницаемостью формулой Котяхова

,                                                    1.11

Похожие материалы

Информация о работе