Подземная гидромеханика: Практическое пособие к лабораторным занятиям, страница 3

Лабораторная работа №3

Определение коэффициента пористости и коэффициента
проницаемости пласта по данным истечения

Цель работы

Определить коэффициент пористости и коэффициент проницаемости
пористого слоя методом истечения.

Общие сведения

Данный метод определения коэффициентов пористости и проницае-
мости пористого слоя основан на закономерностях фильтрации жидкости
при переменном напоре.

Рассмотрим фильтрацию заданного количества
жидкости под действием силы тяжести через
слой пористого материала в вертикальном
цилиндрическом сосуде постоянного
поперечного сечения S.
Допустим, в некоторый момент времени
уровень жидкости находился на высоте z. За
промежуток времени dt уровень опустился на
dz ; соответственно через пористый слой
профильтровался объем жидкости, равный:

   (1)

С другой стороны, этот же объем равен:

   (2)

               Рис.1

где Q - объемный расход фильтрующейся жидкости.

В соответствии с законом фильтрации Дарси для схемы фильтрации,
приведенной на рис.1, объемный расход жидкости равен:

где К_ф- коэффициент фильтрации; К коэффициент проницаемости:
L - высота пористого слоя; z- переменный напор жидкости над пористым
слоем; ν - кинематический коэффициент вязкости фильтрующейся жидкости.

Из выражений (1), (2) и (3) получим:

(4)

или

(5)

Время, в течение которого уровень жидкости опустился от H₁ до Н₂,
можно определить интегрированием выражения (5):

(6)

Измеряя время снижения уровня жидкости в резервуаре над исследуемым пористым материалом, можно определить коэффициент проницаемости:

(7)

Пористость слоя легко определить по разности объемов жидкости:
первоначально налитой в прибор W₁ и вытекающей из него W₂:

Эта разность объемов жидкости поглощена поровым пространством пористого слоя:

 (8)

Таким образом, коэффициент пористости исследуемого пористого слоя:

 (9)

Оборудование и приборы

1. Прибор истечения (рис.1.) - цилиндрический сосуд с сетчатой решеткой

2. Мерный стакан.

3. Мерный цилиндр.

4. Секундомер.

Порядок выполнения работы

1. Заданное количество высушенного зернистого материала засыпать
в прибор истечения. Слой зернистого материала уплотнить сетчатым
уплотнителем. Измерить высоту слоя зернистого материала в приборе.

2. Отмеренный с помощью мерного цилиндра объем воды осторожно
вылить в прибор на слой зернистого материала.

3. После появления профильтрованной жидкости в мерном стакане
под прибором зафиксировать по линейке некоторый начальный уровень
жидкости в приборе Н₁ и включить секундомер. Зафиксировать время t
снижения уровня жидкости в приборе от H₁ до некоторого Н₂ (на 1÷ 2 см
выше слоя зернистого материала в приборе). Записать уровни Н₁ и Н₂ и
время истечения t.

4. Дождаться, когда фильтрация жидкости прекратится. Определить
объем воды в мерном стакане под прибором (т.е. объем вытекшей воды).
Определить разность объемов воды: первоначально налитой в прибор

и вытекшей из него W₂:

5. Рассчитать коэффициент проницаемости пористого слоя и
коэффициент пористости.

Лабораторная работа №5

Построение индикаторной линии фильтрационного
течения жидкости к скважине на модели кругового пласта

 Цель работы

1. Экспериментальное определение дебита скважины при различных пластовых давлениях на модели кругового пласта.

2. Построение индикаторной линии фильтрационного течения нефти к скважине на модели кругового пласта с ограниченным непроницаемым коту ром.

Схема моделируемого фильтрационного течения

Моделируется фильтрационное течение нефти в круговом пласте
мощностью h с ограниченным непроницаемым круговым контуром радиусом R_k , с непроницаемой кровлей, но проницаемой подошвой, давление на которой поддерживается постоянным - Р_к. Глубина заложения скважины в пласт - b.

Характер фильтрационного течения в таких пластах имеет ряд
признаков как плоскорадиального, так и радиально-сферического
фильтрационных потоков, но отличается от обоих.

Закономерности моделируемого фильтрационного течения в
настоящее время изучены недостаточно.

Рис.1