Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 [ 129 ] 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238

ностями возникают не только нри изучении эксплуатации нефте-водоносных пластов, но и в самых разнообразных областях гидрогеологии и гидротехники.

Приведем несколько примеров.

При возведении некоторых плотин пришлось столкнуться с такими условиями, когда под основанием плотины располагался в грунте слой пресной воды, лежаш;ий над слоем более тяжелой соленой воды. Плоскость раздела между пресной и соленой водой до возведения плотины была горизонтальной; обе жидкости были в состоянии покоя. Возникал вопрос: какую форму примет поверхность раздела солено-нресных вод после того, как пресная вода начнет фильтроваться из верхнего бьефа в нижний под телом плотины? Этот вопрос был математически полно исследован членом-корреснондентом Акад. наук СССР П. Я. Полубариновой-Кочиной [141, 142, 143 .

П. Я. Полубаринова-Кочина доказала, что в условиях установившегося потока возможны различные формы поверхности раздела солено-нресных вод в зависимости от соотношения удельных весов пресной и соленой вод, глубин их слоев и величины разности напоров; над поверхностью раздела в грунте движется пресная вода.

Мы упоминаем именно об этой части решения задачи для проведения аналогии с материалом предыдуш;его параграфа.

Для анализа движения рассолов в глубоких нефтеносных горизонтах палеозоя Урало-Волжской области А. П. Силин-Векчурин [158] исследовал задачу о фильтрации жидкости, плотность которой увеличивается с глубиной.

В некоторых случаях приходится изучать движение пресных вод к морю, причем в приморской полосе под пресными водами в пласте находятся более тяжелые соленые воды. Одно из гидродинамических исследований этого вопроса принадлежит проф. П. К. Гиринскому [37]. Упоминаемая задача является наиболее старой из числа задач о фильтрации в одном и том же пласте двух жидкостей разных плотностей. Впервые такая задача возникла в связи с необходимостью исследовать форму раздела солено-нресных вод в приморской полосе в Голландии; недостаток поверхностных источников вынуждал использовать подземные пресные воды в дюнах. Гидрогеологические исследования привели к следуюш;им выводам: если водоносный нласт контактирует с морем и соленая вода имеется в пласте, то раздел солено-нресных вод в пласте может быть в статическом состоянии при неизменном положении уровня моря (пренебрегая приливами - отливами), когда запас пресных вод пополняется за счет инфильтрации сверху атмосферной влаги. При этих условиях возможен установившийся фильтрационный поток пресных вод со свободной поверхностью к морю. Пресные воды двигаются в пласте над неподвижным разделом солено-нресных вод, как бы скользя вдоль него - так называемое «явление скольжения».

Насколько нам известно, такого рода примеры из области гидрогеологии до сих пор не приводились в литературе по технологии нефтедобычи. Мы считаем эти примеры весьма поучительными для понимания гидравлических законов поднятия конусов подогавенных вод к забоям нефтяных скважин.

Детали и сылки на первоисточники см. в статьях [77], [125] и [175

§ 2*. Замечания по поводу некоторых гидрогеологических проблем 407

Аналогичное «явление скольжения» нефти но поверхности ее раздела с подошвенными водами было рассмотрено в предыдущем параграфе при наличии конуса обводнения, вершина которого находится в статическом состоянии ниже забоя скважины.

Гидродинамические исследования фильтрации в пласте двух жидкостей с различными удельными весами далеко еш;е не могут считаться законченными.

Глава XVII

Движение жидкостей и газов в пластах с неоднородной проницаемостью

§ 1. Вводные замечания

В предыдущих главах рассматривались различные случаи движения жидкостей и газов в однородно проницаемых пластах. В естественных условиях проницаемость не остается строго одинаковой во всех точках пласта. Однако часто изменения нроницаемости нри переходе от одной точки пласта к другой носят столь хаотичный характер, что значительные области пласта можно считать в среднем однородно проницаемыми. Попятно, что нри движении жидкостей и газов в таких областях пласта оказываются с больпюй точностью справедливыми законы, установленные для строго однородных пластов.

Наоборот, движение жидкостей и газов в пластах приобретает совергаенно своеобразный характер, когда на больпюм протяжении в изменении нроницаемости наблюдаются явные закономерности. Отметим следуюгцие четыре случая.

1. Пласт разделяется но могцности на несколько слоев; в каждом из слоев нроницаемость в среднем одинакова, но отлична от проницаемости соседних слоев.

2. Проницаемость пласта скачкообразно (резко) изменяется при переходе через какую-либо границу. Такой границей может быть порог фациальпой изменчивости одного и того же пласта, поверхность соприкосновения двух разных пластов вдоль сброса и т. д.

3. Проницаемость пласта пепрерывпо увеличивается или уменьгаается в каком-либо паправлепии.

4. Во всех точках пласта одинаковое значение коэффициента проницаемости в одном нанравлении резко отличается от значения коэффициента проницаемости в другом нанравлении.

В данной главе мы рассмотрим лигаь первые три случая пеодно-родпости пласта при одномерном и плоско-радиальпом движении жидкости. Четвертый случай - анизотропного пласта - слегка был затронут в главе XIV; более полное и строгое исследование потребовало бы применения методов гидродинамики, и мы его касаться не будем (см. [120]).