Рассмотрим некоторые частные случаи. Пусть в нефтяном пласте одновременно движутся нефть и вода – экспериментально полученные для этого случая фазовые диаграммы имеют типичный вид, приведенный на рис. 1.5.1.

Из рисунка видно, что, во-первых, реальные значения относительной проницаемости всегда меньше 1. Во-вторых, если нефтенасыщенность не превышает 20%, то относительная проницаемость по нефти становится равной нулю,.

Рис. 1.5.1. Зависимость относительной проницаемости для воды и нефти от насыщенности водой Sв. , .

На характер кривых относительных проницаемостей оказывает существенное влияние и структура порового пространства: коллекторы с преобладанием пор большого диаметра характеризуются низкими значениями остаточной водонасыщенности и более широким диапазоном совместного течения фаз (рис. 1.5.2). Причем структура порового пространства в основном влияет на относительную проницаемость смачивающей фазы и в меньшей степени – несмачивающей. Это выражено на графиках различным положением точек пересечения кривых относительных проницаемостей в песках и песчаниках.



Рис. 1.5.2. Зависимость относительных фазовых проницаемостей для системы нефть—вода от водонасыщенности:

1 - песок; 2 – песчаник.

По двухфазным диаграммам можно также судить о степени смачивания породы нефтью (в этом случае она гидрофобна) или водой (гидрофильна). А именно, с увеличением гидрофильности кривые относительных проницаемостей смещаются вправо, в сторону повышенных значений водонасыщенности. Для гидрофильных коллекторов точка пересечения кривых, как правило, правее значения водонасышенности, равного 0,5

---

(рис.1.5.3). Соответственно с ростом гидрофобности при одном и том же значении водонасыщенности относительная проницаемость для воды увеличивается, а для нефти уменьшается.



Рис. 1.5.3. График влияния смачиваемости пород на вид кривых относи тельных фазовых проницаемостей.

Порода: 1 - гидрофильная; 2 -гидрофобная .

Несколько иной вид имеют кривые относительных проницаемостей при совместной фильтрации жидкости и газа (нефть –газ или вода – газ). Жидкость, как смачивающая фаза, занимает наиболее мелкие поры. Поэтому, когда насыщенность порового пространства жидкостью меньше критической, газ находится в крупных порах, и сопротивление при его движении в пористой среде мало зависит от распределения жидкой фазы.

На рис. 1.5.4. приведены двухфазные диаграммы для относительных проницаемостей водогазовой системы для различных горных пород.



песок песчаник пористые известняки

и доломиты

Рис. 1.5.4. Зависимость относительной проницаемости для воды

и газа от водонасыщенности.

Из рисунков следует, что наличие связанной воды в пористой среде вначале почти не влияет на фильтрацию газа, а при содержании воды в породе от 30 до 60% из пласта можно добывать чистый газ. Аналогичные кривые имеют место и при фильтрации нефтегазовых смесей. Свободный газ, например, выделившийся из нефти в пласте, отрицательно влияет на относительную проницаемость жидкости. Уже при незначительном появлении газа она снижается до 0,7 в песках, 0,6 в песчаниках и до 0,2 в карбонатных коллекторах.

Отметим, что газ может находиться в пористой среде не только за счет его выделения из нефти при снижении давления («собственный» газ), но и в результате закачки его извне («внешний» газ). Оказывается, что фазовая проницаемость для «внешнего» газа при одинаковой газонасыщенности больше, чем для «собственного». Это объясняется тем, что выделя­ющийся из нефти газ находится в основном вблизи поверхности поровых каналов

---

, т. е. там, где образование новой фазы наиболее вероятно. «Внешний» газ при своем движении занимает целые перовые каналы. Поэтому и сопротивление при движении «внешнего» газа оказывается меньше, чем при перемещении «собственного».

21. 
    Аппроксимация кривых относительных фазовых проницаемостей
    

Система «жидкость - жидкость»

Приведенные экспериментальные зависимости относительных проницаемостей должны бы были быть построены для каждого месторождения. Однако в первом приближении они могут быть получены аналитически путем аппроксимации типичных, но несколько идеализированных фазовых диаграмм (рис.1.5.5.).


Рис. 1.5.5. «Идеализированные» двухфазные диаграммы

Система «жидкость - жидкость»

Рассмотрим пористую среду, в которой находятся две несмешивающиеся жидкости (фазы) - нефть и вода. При небольшой насыщенности какой-либо фазой соответствующая жидкость находится в пористой среде в связанном состоянии в виде отдельных капель. При этом она остается неподвижной до определенного значения насыщенности (левая диаграмма на рис. 1.5.5.).

При достижении насыщенности некоторого критического значения (S_*) вода плавно приобретает подвижность, и значение относительной проницаемости растет от 0 до 1. Аналогичным образом ведет себя кривая для нефти.

Как видно из графика кривые для системы нефть – вода могут быть аппроксимированы полиномом второй степени. Пусть для воды:

, (1.5.1)

в котором коэффициенты следует найти из граничных условий.

В соответствии с введенными предположениями эти условия имеют следующий вид:

при

при (1.5.2)

- в силу плавности сопряжения

---

Замечание: штрих над коэффициентом k это не производная!!!

Подставляя условия (1.5.2) в уравнение (1.5.1), получим для коэффициентов:

(1.5.4)

Далее, решая систему уравнений (1.5.4), определим коэффициенты :





В результате получим:

, .

С учетом найденных полином примет следующий вид

.

Таким образом, аппроксимация кривой относительной фазовой проницаемости для воды дает следующую аналитическую зависимость:

(1.5.5)

Аналогично для нефти:

(1.5.6)

при , , и зависимости .

22. 
    Аппроксимация кривых относительных фазовых проницаемостей
    

Система «жидкость - газ»

При выводе аналитической зависимости относительной фазовой проницаемости для газа от водонасыщенности необходимо учитывать описанную выше особенность: в диапазоне изменения насыщенностей до некоторой критической (S_*) относительная фазовая проницаемость для газа остается равной примерно единице. Поэтому для аппроксимации кривой относительной фазовой проницаемости для газа следует задаваться полиномом третьей степени: (т.к. график похож на график функции 3 степени).

(1.5.7.)

и условиями:

---

(1.5.8.)

Решая получаемую в результате подстановки условий (1.5.8) в уравнение (1.5.7) ситему, получим:

. (1.5.9)

Полученные аппроксимационные зависимости для кривых относительных фазовых проницаемостей имеют довольно приближенный и весьма общий характер. Реально используемые в практике разработки нефтяных месторождений кривые являются полуэмпирическими и учитывают физические свойства и особенности конкретных пластов. Качественно они вполне идентичны полученным. Тем не менее, количественно они отличаются от полученных аналитических зависимостей, как правило, числовыми значениями показателей степеней и вводом дополнительных коэффициентов.

23. 
    Напряженное состояние горных пород. Коэффициент сжимаемости.
    

Напряжения, возникающие в массиве горных пород, окружающих выработку, под действием силы собственного веса породы, тектонических сил и разности температур, называют горным давлением, а различные механические явления, происходящие в результате воздействия на горные породы этих напряжений, — проявлениями горного давления, которые могут быть в виде:

1) упругого или упруговязкого смещения пород без их разрушения;

2) вывалообразования (местного или регулярного) в слабых, трещиноватых и мелкослоистых породах;

3) разрушения и смещения пород (в частности, вывалообразования) под влиянием предельных напряжений в массиве по всему периметру сечения выработки или на отдельных его участках;

4) выдавливания пород в выработку вследствие пластического течения, в частности, со стороны почвы (пучение пород).

В нетронутом массиве горных пород (до проведения выработок) имеет место равновесное объемное напряженное состояние.



Сжимаемость — свойство вещества изменять свой объём под действием всестороннего равномерного внешнего давления. Сжимаемость характеризуется коэффициентом сжимаемости, который определяется формулой

---

Смотрите также файлы

• Пoнятиe ceтeвoгo взaимoдeйcтвия в трудaх oтeчecтвeнных учeных рeфeрaт.docx

• Облегченный повторенный.odt

• Закона рф О защите прав потребителей.docx

• Обучающийся Гончарова Анастасия Алексеевна Преподаватель Гоголева Елена Александровна Практическое занятие.docx

• Занятие 1. Введение в информационные технологии. Инструктаж по тб 2 часа Введение 2 часа.doc