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

6. В заключение приведем примеры влияния разработки нефтеносных залежей на режимы водяных источников в удаленной области естественного стока (в области «гидравлической разгрузки») того же пласта. В книге В. Н. Щелкачева и Г. Б. Пыхачева [203] приведены результаты наблюдений геологов Н. Т. Линдтрона, В. М. Николаева и других, доказавших, что сокра-ш;ение дебитов, а затем и полное исчезновение восточных и западных источников Горячеводска связано с разработкой XIII и XVI пластов Октябрьского (бывшего Ново-Грозненского района) и XI-XII пластов Соленой Балки в Старо-Грозненском районе. Расстояние между выходами упомянутых источников и нефтепромысловыми плош;адями достигало 17-20 км.

В последних работах Н. Т. Линдтрона [112] и В. М. Николаева [135] этот вопрос был вновь разобран более подробно. Н. Т. Линдтрон устанавливает значительное влияние разработки XXII пласта Октябрьского района Грознефти на дебит Михайловского источника в районе Серноводска (на расстоянии около 50 км от Октябрьского района). Особый интерес представляет замеченное Н. Т. Линдтроном систематическое отставание (на 4-4,5 года) минимумов дебита Михайловского источника от максимумов добычи нефти и воды на промыслах. Это отставание Н. Т. Линдтрон объясняет влиянием упругости жидкости и пласта, благодаря чему, как было отмечено выше, перераспределение давлений в пласте не происходит мгновенно.

Приведенные выше примеры достаточно хорошо подтверждают, что положенные в основу подземной гидравлики новейшие идеи о влиянии сжимаемости пласта и насыш;аюш;их его жидкостей и газов на поведение скважин в процессе их эксплуатации, о постененном раснространении влияния эксплуатируюш;ихся нефтяных, водяных и газовых скважин на весь продуктивный нласт (вплоть до его естественных границ) и т. д. - все эти идеи прочно основаны на тш;ательно наблюденных фактах и специально проведенных промысловых исследованиях.

Краткие сведения о классификации

подземных вод

В подземной гидравлике приходится исследовать движение в пластах не только нефти и газа, но и воды: поэтому необходимо кратко ознакомиться с классификацией подземных вод.

Различные системы классификаций подземных вод были разработаны акад. В. И. Вернадским, А. М. Жирмунским и А. А. Козыревым, проф. О. К. Ланге, А. Ф. Лебедевым, Б. Л. Дичковым, О. Э. Мейнцером, чл.-корр. Акад. наук СССР, нроф. Н. Н. Славяновым и другими (см., например, [54], [82-83], [114], [124]). Эти системы классификаций основаны на разных принципах, учитываюш;им различие геохимических или гидродинамических признаков, либо различие условия залегания, либо различие происхождения подземных вод и т. п. В настояш;ее время не суш;ествует единой обш;енризнанной системы классификации и даже терминологии подземных

У По этому поводу правильные критические замечания были высказаны проф. Н. Н. Славяновым [124] и проф. О.К.Ланге [82 .

По А.Ф.Лебедеву «твердые воды» - подземные воды при отрицательной температуре. «Подвешенными водами» называют воды, удерживаюш;иеся молекулярными силами над зеркалом водонасыш;енной зоны, в так называемой зоне аэрации и в капиллярной кайме (т. е. в зоне капиллярного насыгцения, расположенной непосредственно над верхней границей - зеркалом - водонасыгценной области). К «физически связанным» относят воды водоудерживаюгцих пластов, а также воды, обволакиваюгцие зерна горных пород в нефтенасыгценных и в водонасыгценных пластах; эти воды «связаны» с породой силами молекулярного взаимодействия.

вод. Специальный анализ классификации и терминологии подземных вод не входит в нашу задачу. Мы не приводим полной классификационной схемы, а выделим лишь те группы подземных вод, движение которых изучается в подземной гидравлике. В соответствии с этим, не претендуя на обш;ность в определениях, будем подчеркивать лишь те признаки различных групп подземных вод, которые необходимы для гидродинамического анализа.

В отличие от поверхностных вод подземными называют все воды, которые в том или ином состоянии находятся иод поверхностью земли - в тол-ш;е земной коры. Термин «подземные воды» не свободен от недостатков, но в русской гидрогеологической литературе этот термин является наиболее об-ш;енринятым и мы его сохраняем.

При решении задач подземной гидравлики нам придется сталкиваться лишь с подземными подвижными водами в насыш;енной зоне, т. е. ниже их зеркала. Такие воды, способные неремеш;аться в пластах иод действием силы тяжести инанора, одни авторы объединяют термином «грунтовые воды», другие - термином «фреатические воды» и т.д. Введение последнего термина, нроисходяш;его от греческого слова «фреас» - колодезь, имеет целью подчеркнуть, что только эти воды притекают к колодцам, скважинам и другим водоотборным сооружениям в процессе их эксплуатации.

Понятно, что в подземной гидравлике не рассматриваются остальные типы подземных вод: химически связанные глубинные воды, «твердые воды», инфильтруюш;иеся или просачиваюш;иеся воды (во многих задачах подземной гидравлики учитывается приток этих вод в насыш;енную зону, но особенности их движения над зеркалом вод не рассматриваются; по А. Ф. Лебедеву часть этих вод находится в парообразном состоянии), «подвешенные» и «фи-

зически связанные» воды .

Положение зеркала подвижных подземных вод - верхней границы водо-насыш;енной зоны - нельзя представлять себе в виде четкой границы; такую границу проводят в пласте условно, на основании определения положений уровней в колодцах, котлованах и т. д. На самом деле имеется постененный переход через капиллярную кайму водонасыш;енного слоя, норы и треш;ины которого заполнены подвижной (фреатической) водой, к слою, поры которого лишь частично заполнены водой в пленочном, гигроскопическом и иных состояниях.

Подвижные (фреатические) воды насыш;енной зоны делят на два типа: 1) флюационные воды, движуш;иеся в карстовых и пеш;ерных водотоках

и по крупным тектоническим трещинам («флюационный» - текущий - термин О. К. Ланге);

2) фильтрационные воды, движущиеся в относительно равномерно проницаемых зернистых (пористых) и мелкотрещиноватых горных породах.

В некоторых задачах подземной гидравлики приходится учитывать, приток флюационных вод неносредственно к скважинам или к той области, в которой происходит движение фильтрационных вод. Однако движение флюационных вод подчиняется обычным законам гидравлики и потому, если нет специальной оговорки, говоря в дальнейшем о движении подземных вод мы, будем подразумевать лишь фильтрационные воды. До проведения колодцев, скважин или иных водосборных сооружений фильтрационные воды в пласте могут находиться в покое или в движении. В первом случае будем говорить о неподвижном бассейне подземных вод. Во втором случае (если фильтрационные воды имеют естественную скорость движения) - о естественном подземном потоке.

Рис. 4. Вертикальный разрез водо-нефте-газоносного пласта.

Фильтрационные воды в свою очередь делятся на два типа: на «воды со свободной поверхностью» и на «артезианские воды» (по-другому, условно, но не совсем удачно, воды первого типа называют «безнапорными», а второго типа - «напорными»). Воды со свободной поверхностью - это чаще всего воды, насыщающие породу над первым сверху водоупорным пластом, т. е. воды в пласте, имеющем водонепроницаемое ложе, но не имеющем водоненрони-цаемой кровли. При откачке воды из колодца, проведенного в такой нласт, уровень воды понижается в самом пласте, образуя свободную денрессион-ную поверхность. Давление на свободной поверхности равно атмосферному (дальше в курсе будут упомянуты более сложные случаи залегания «подошвенных» вод со свободной поверхностью иод залежью газа). Артезианские воды - это воды, заполняющие пласт но всей его мощности, причем пласт имеет непроницаемые кровлю и подошву и нанор в нем таков, что вода «подпирает кровлю»; в колодцах или скважинах, вскрывших артезианский пласт.

Законы движения жидкостей и газов в трещиноватых горных породах сравнительно мало изучены.