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

рактер движения их в поровых каналах. В соответствии с этим в качестве абсолютной проницаемости пород принята газопрёницае-мость их после экстракции и последующей сушки до постоянной массы.

Под эффективной проницаемостью принято понимать проницаемость пород для какой-то одной жидкости или газа при движении в них многофазных систем или наличии в порах неподвижной жидкости или, наконец, проницаемости пород для жидкости, когда существенно влияние молекулярных явлений на границе жидкость - порода. В настоящее время доказано, что значения проницаемости породы по газу и жидкости совпадают между собой, если достигнуто полное насыщение ее и поперечное сечение пор не столь мало, чтобы влияние молекулярных сил пристенных слоев становилось ощутимым. К эффективной проницаемости нефтесодержащих пород относится также проницаемость их в естественных условиях при двухфазном или трехфазном насыщении.

Относительной проницаемостью пористой среды называется отношение эффективной проницаемости этой среды к абсолютной ее проницаемости, выраженное в процентах или долях единицы.

Количественно проницаемость любых пород может быть определена из закона линейной фильтрации Дарси:

где q - расход жидкости за 1 с через 1 см; ji - динамическая

вязкость жидкости, (дин-с)/см*; - градиент давления, дин/см;

к - коэффициент проницаемости, характеризующий проницаемость пород.

За единицу измерения проницаемости к в системе CGS принимается такая проницаемость, при которой обеспечивается расход в 1 см/с жидкости или газа вязкостью в 1 пуаз (дин -с/см*) через поперечное сечение в 1 см* при перепаде давления в 1 дин/см* на 1 см длины пористой среды при линейном законе фильтрации. Из формулы (143 следует, что величина проницаемости имеет размерность площади к] = см*. Эта единица измерения проницаемости очень мала и поэтому не всегда удобна для практических целей. В связи с этим на практике пользуются величиной дарси, которая численно равна расходу в 1 см/с жидкости или газа вязкостью в 1 сантипуаз через поперечное сечение в 1 см* при перепаде давлейия 760 мм рт. ст. на 1 см длины пористой среды при линейном законе фильтрации. Коэффициент проницаемости и в этом случае имеет размерность площади. Величина, равная 0,001 дарси, называется миллидарси.

Связь между единицами измерения проницаемости определяется следующим соотношением:

ft$ = l,02.10-8ft, (144)

где кф - коэффициент проницаемости в см*; к - коэффициент проницаемости в дарси.

Учитывая (117), (119) и (120), легко показать, что коэффициент проницаемости пористых пород как интегральный показатель пропускной их способности определяется следующими величинами:

Л = (145)

к "- [дарси], (146)

главная из которых, как уже отмечалось, радиус пор г.

Абсолютная проницаемость промышленных нефтесодержащих коллекторов колеблется в очень широких пределах - от нескольких миллидарси до 3000-5000 мД и даже до 8000-9СЮ0 мД для песчаников меловых отложений [78]. ]й[аиболее широко распространены из них нефтяные и газовые коллекторы с проницаемостью 200- 1000 мД. Проницаемость глин [203] выражается в тысячных и десятитысячных долях миллидарси.

ЛИНЕЙНЫЙ ЗАКОН ФИЛЬТРАЦИИ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ

Процесс движения жидкостей или газов в пористой среде называется фильтрацией, а поверхность пористой среды, расположенная нормально к направлению потока, - поверхностью фильтрации. В соответствии с этим объем жидкости или газа, протекающий в единицу времени через единицу поверхности фильтрации пористой среды, т. е. расход жидкости или газа, отнесенный к единице площади, называется объемной скоростью фильтрации или скоростью фильтрации (Уф). Скорость движения частиц жидкости или газа в поровых каналах пористой среды называется истинной скоростью поскольку она отображает действительную скорость движения жидкости или газа в пористой среде и представляет собой расход жидкости или газа, отнесенный к единице площади живого сечения поровых каналов в единице площади поверхности фильтрации. Согласно этому истинная скорость движения жидкости или газа в пористой среде численно всегда больше скорости фильтрации. Подставляя в формулу (143) вместо к его значения из (145), получим скорость фильтрации

(147)

Согласно формуле (112) истинная скорость определится из выражения

Сопоставление истинной скорости со скоростью фильтрации Уф дает

вд,тз (149)

где - коэффициент полной пористости; - коэффициент эффективной пористости, численно равный среднему значению коэффициента просветности; 8- коэффициент проточности поровых каналов; X - коэффициент извилистости поровых каналов.

При струйном движении жидкостей и газов в поровых каналах в соответствии с законом Дарси их расход в общем виде описывается уравнением

где Q - общий расход жидкости или газа; к - коэффициент проницаемости; F - поверхность фильтрации; ji - динамическая вязкость; dp/dl - градиент давления.

Правая часть имеет знак минус потому, что dp и dl имеют разные знаки. При фильтрации газа расход его Q - величина переменная, так как по мере движения газа в пористой среде по направлению падения давления объем его непрерывно увеличивается. Если процесс расширения его в рассматриваемом случае происходит изотермически, т. е.

Qp = QoPo = const,

где 0 - общий расход газа при атмосферном давлении то будем иметь

Q Jl pd2 (151)

Разделяя переменные и интегрируя (151) по dp в пределах от pi до р2 и по dl от О до Z, получим

QmpZLElL, (153)

где величина

"о - 29оРо QoPo С154)

представляет собой средний расход газа.

Решив (153) относительно к и определив остальные величины, входящие в (153), можно оценить проницаемость любой капиллярной системы, в том числе и горной породы с любой пустотностью. Если проницаемость пористой среды измеряется по жидкости, то для этого

До сих црр скорость фильтрации рассматривалась как произведение истинной скорости на полную пористость без учета проточности и извилистости поровых каналов.