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

объемного упругого расгаирения фиктивной жидкости, находягцейся в недеформируемом пласте. Введение этого коэффициента (3 вместо коэффициента (3 в уравнения § 3 и 4 делает эти уравнения справедливыми для неустановившегося движения упругой жидкости в упругой пористой среде. Поскольку изложенные в § 3 и 4 методы регаения задачи о неустановивгаейся фильтрации сжимаемой жидкости в недефор-мируемой пористой среде являются приближенными, то и полученные путем указанной замены формулы неустановивгаегося движения упругой жидкости в упругом пласте представляют приближенное регаение этой задачи. О результатах сравнения с точным регаением мы говорили выгае.

Значения коэффициентов сжимаемости (Зс образцов песчаников, взятых из различных пластов, вычислены В. Н. Щелкачевым [219]. Интервал изменения величины /Зс таков: 10/Зс о о 1

1,1-2,2

Глава XII

Одномерное и радиальное движения газов

в пористой среде

1. Законы фильтрации газов. Экспериментальные исследования движения газов в пористой среде

Основные положения, изложенные в теории фильтрации жидкостей (см. главы IV-VII), справедливы и для фильтрации газов. В 1928 г. были впервые гаироко поставлены экспериментальные исследования установивгаейся и пеустановивгаейся фильтрации газов. Эти опыты были проведены в СССР в бывгаем Государственном исследовательском нефтяном институте (ГИНИ) Д. С. Вилькером под руководством акад. Л. С. Лейбензона.

Опытный «пласт» представлял собою 4 трубу U-образной формы длиной 31,1 м. Труба набивалась люберецким песком, состоягцим па 88,9% из фракций с диаметром зереп 0,15-0,21 мм. Пористость пласта составляла 38,7%, проницаемость - 26,6 дарси. В «пласт» при помогци компрессора нагнетался воздух, который поступал через один конец трубы и выходил через другой. В процессе эксперимептирова-пия производились наблюдения за распределением давления по длине трубы. Давление измерялось 7 манометрами, расположенными примерно на одинаковых расстояниях друг от друга. Опыты проводились при давлениях до 1528 мм рт. ст.

В 1930 и 1932 гг. в быв. ГИПИ И. П. Москальковым под руководством акад. Л. С. Лейбензона было продолжено экспериментальное изучение установивгаейся и пеустановивгаейся фильтрации газов.

Модель пласта состояла из U-образной трубы диаметром & и обгцей длиной в 35 м, набитой предварительно отсортированным и просу гаепным люберецким песком. При проведении опытов длина пласта могла быть уменьгаена в 2 раза. Для измерения давлений вдоль трубы па расстоянии 5 м были установлены манометры. Всего было проведено три серии опытов.

Первые доказательства применимости линейного закона фильтрации движения газов в пористой среде были даны егце в конце прогалого века.

Первая серия опытов проводилась па пласте, набитом мелким песком, пористость которого составила 37,65%, проницаемость - 24,2 дарси. Начальные давления газа в пласте составляли 2,72 и 4,05 ата. Истечение газа проходило в атмосферу и в газометр с противодавлением в 50 мм рт. ст.

Вторая серия опытов проводилась на той же модели пласта, но труба набивалась смесью глины и песка с весовым соотногае-пием 100 : 215. Пористость смеси составила 37,8%. Всего было проведено 20 опытов. Начальные пластовые давления изменялись в пределах 30-3800 мм рт. ст.

Третья серия опытов проводилась на той же модели пласта, что и первая серия. Труба набивалась крупнозернистым песком с преобладаюгцей фракцией, состоягцей из песчинок диаметром более 0,4 мм. Начальные давления изменялись в пределах 30-3800 мм рт. ст. Пористость пласта составляла 37,3%. Истечение газа происходило в газометр.

В 1932-1933 гг. Д. С. Вилькером были проведены в гидродинамической лаборатории им. Н. Е. Жуковского Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова опыты по одномерному установив-гаемуся и неустановивгаемуся движению газов в песке. Модель пласта представляла вертикальную 10 колонну труб длиной 15 ж, заполненную свободным от минеральных и органических примесей несцементированным песком. Измерение давлений по длине колонны (пласта) производилось в четырех точках, отстоягцих друг от друга на равных расстояниях. Опыты проводились при давлениях от 1 до 10 ати. Измерения вытекаюгцего из пласта воздуха производились путем взвегаи-вания воды, вытесняемой воздухом из газометра. Кроме того, на пути из пласта к газометру была установлена трубка Прандтля, при помогци которой время от времени контролировался расход воздуха.

Подробное описание и анализ результатов указанных выгае опытов даются в статьях Д. С. Вилькера [27], И. П. Москалькова [129] и в книгах акад. Л. С. Лейбензона [100, 107] и Б. Б. Лапука [91 .

Рассмотрение результатов экспериментальных исследований установившегося движения газа в пористой среде, проведенных Д. С. Вилькером и И. И. Москальковым, показало, что движение газа в пористой среде подчиняется линейному закону фильтрации. Этот вывод был также подтвержден проведенными в 1931-1932 гг. в США опытами [123, 182] по установивгаемуся одномерному и радиальному движению газа в несцементированном песке.

Следует отметить, что в США опыты по неустановившейся фильтрации газов были проведены лигаь в 1942 г., т.е. спустя 14 лет после опытов Д. С. Вилькера.