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

пластовое движение жидкостегазов

Механика, древнейший раздел физики, по сей день остается основой прогресса современной техники, что особенно ясно видно на примере нефтяной и газовой промышленности. Почти все технологические процессы этих отраслей народного хозяйства, начиная с бурения скважин и кончая транспортированием добытой продукции по магистральным нефте- и газопроводам, являются механическими по своей природе. Центральное место в технологическом цикле занимают процессы разработки нефтяных месторождений.

Использование научных методов для совершенствования тех* пологий-давняя традиция нефтяной и газовой промышленности. Основоположниками углубленного приложения механики к нефтяному делу в нашей стране были В. Г. Шухов и Л. С. Лейбензон, труды которых составляют предмет справедливой гордости отечественной технической мысли.

В наше время существенно увеличились масштабы добычи нефти и газа и вводятся в разработку месторождения со сложными физико-геологическими условиями, решается важнейшая проблема увеличения полноты извлечения нефти из недр. В связи с этим значительно повысился уровень требований к пониманию того, как движутся в пластах насыщающие их жидкости - нефть, газ и вода.

Теории движения жидкостей и газов в природных пористых средах (подземной гидродинамике) посвящено много книг. Предлагаемая книга их не повторяет - со временем не только накапливаются новые результаты и появляются новые направления, но и смещаются акценты даже в классических разделах. Авторы стремились показать в книге естественную связь классических и современных разделов подземной гидродинамики.

Книга адресована тем нефтяникам и специалистам газовой промышленности, которые ведут исследовательскую работу или готовятся к ней и испытывают при этом необходимость более широко использовать модели и методы современной механики сплошных сред. Вместе с тем, учитывая все возрастающий интерес к нефтяной и газовой проблематике со стороны математиков, механиков и физиков, авторы стремились сделать книгу полезной и для них.

Решение практических задач современной нефтяной и газовой технологии требует использования и разработки самых современных теоретических построений. Поэтому основное внимание в книге уделено постановке принципиальных задач подземной гидродинамики, ее идеям и методам. Авторы надеются, что отбор материала по этим принципам будет полезен специалистам и поможет начинающим исследователям быстрее приступить к самостоятельной работе в этой увлекательной области, в которой практическая

полезность неразрывно сочетается с подлинной научной красотой. Очень поучительно и то обстоятельство, что именно в подземной гидродинамике наиболее отчетливо прослеживаются и доводятся до обозримых конечных результатов многие фундаментальные идеи и методы механики сплошных сред.

Авторы глубоко благодарны А. Ю. Ишлинскому и С. А. Христи-ановичу за постоянное внимание к их исследованиям, нашедшим отражение в предлагаемой книге. Они с благодарностью вспоминают свои многочисленные беседы с учеными-нефтяниками, в первую очередь А. П. Крыловым, И. А. Чарным, А. X. Мирэаджан-заде, Ю. В. Желтовым, оказавшие влияние на предмет их интереса в подземной гидродинамике. Авторы благодарны всем, кто своими советами и критикой способствовал улучшению книги, и особенно Ю. П. Желтову и А. Ф. Зазовскому, сделавшим ценные замечания по рукописи. И. А. Викторову и Л. Г. Фадееву авторы благодарят за помощь в оформлении рукописи и подготовке ее к печати.

По ограничениям технического характера авторы смогли процитировать лишь малую долю исследований, безусловно заслуживающих упоминания. Авторы сознают неполноту книги в этом отношении и приносят читателям свои извинения.

Авторы будут признательны читателям за замечания по книге. Отзывы просим направлять по адресу: 103633, Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19, издательство «Недра».

ГЛАВА / ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОГАЗОДИНАМИКИ

§ 1. Особенности теории движения жидкости и газа в природных пластах

Месторождения нефти и природного газа чаще всего приурочены к поднятиям или складкам пластов терригенных и карбонатных осадочных пород (песчаников, известняков, алевролитов, глин), представляющих собой скопления зерен минералов,связанных цементирующим материалом и преобразованных в результате геологических процессов.

Поровое пространство терригенных пород - сложная нерегулярная система сообщающихся (иногда - изолированных) меж-зеренных пустот с размерами пор, составляющими единицы или десятки микрометров (рис. 1).

В карбонатных породах (известняках, доломитах) система пор более неоднородна, кроме того, гораздо более развита система вторичных пустот, возникших после образования самой породы. Сюда относятся трещины, вызванные тектоническими напряжениями, а также каналы и каверны, возникшие благодаря растворению скелета породы водой (иногда сопровождающемуся химической реакцией). Протяженность трещин и размеры каверн могут намного превосходить размеры первичных пор.

Жидкие или газообразные углеводороды, плотность которых меньше плотности воды, скапливаются в поднятиях («ловушках») пород, вытесняя ранее находившуюся там воду. Чтобы месторождение нефти или газа могло сохраниться, пласты-коллекторы должны быть изолированы от выше- и нижележащих проницаемых пластов кровлей и подошвой: слоями непроницаемых пород, чаще всего глин или соли (рис. 2).

Строение нефтяных и газовых залежей осложняется значительной неоднородностью и прежде всего многослойностью слагающих их пород. Нефте- и газоносные пласты часто пересекаются крупными тектоническими нарушениями - разрывами сплошности пород. Добыча нефти и газа, разведка месторождений и исследование пластов ведутся через отдельные скважины диаметром 10-20 см, отстоящие друг от друга на сотни метров.

Мы напомнили эти общеизвестные факты, чтобы подчеркнуть вытекающие из них особенности теории фильтрации нефти и газа в природных пластах. Одна из них заключается в необходимости