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

в виде отношения w = Уф/т. Подставив это отношение b (276) вместо W и выражение (279) вместо б,, получим

(280)

В отличие от формулы (158), полученной для пористой среды, здесь под корнем в числителе стоит 3 вместо 2 и отсутствует структурный коэффициент ф.

В общем виде напор, расходуемый на преодоление сопротивлений в канале любой формы поперечного сечения, описывается выражением

= w-s- (281)

где I - длина канала.

Имея в виду (279) и выражая, w через Уф, формулу (281) можно представить в виде

h = k-~ I (282)

Согласно формуле Дарси (240) напор h можно описать также выражением

h, (283)

поскольку Ар = hy, у = pg ж - vp, где у, р и - удельный вес, плотность и динамическая вязкость.

Если определить v из (280) и подставить его значение в (283) и приравнять к (281), то получим известное соотношение

Х=. (284)

Умножив правую и левую части формулы (282) на у и заменив в правой части y/g на р, получим

ТЗугот Укттп Ар (285)

Полученные автором формулы (280) и (285) были использованы в дальнейшем при обработке результатов экспериментальных исследований [136, 175]. Исследования автора и Ю. С. Мельниковой [136] велись с образцами карбонатных пород диаметром и длиной 3 см. Проницаемость пористой части их практически равнялась нулю, а полная пористость 3-4,5%. Образец раскалывали вдоль оси на две части, которые затем складывали в первоначальное положение и закрепляли в зажиме пермиаметра. После этого определяли А;, b и Отт, как это изложено выше, и другие велшсины, входящие в формулы (280) и (285). Результаты расчетов по этим формулам наносили на график Я = / (Re), представленный на рис. 64. Сплошная линия на этом графике построена по формуле (284).

Анализ полученных данных и характер их расположения на рис. 64 свидетельствуют о том, что нарушение линейного закона фильтрации в трещиноватой породе происходит при разных величинах Re. С увеличением раскрытости трещин b критическая величина Кокр увеличивается в приведенных опытах от 0,4 до 9,0. По данным Г. М. Ломизе [170], в щелях с профилем разной сложности нарушение линейного закона фильтрации происходит при Re = 0,25-f-2000. К аналогичным выводам пришли В. Н. Майдебор и С. И. Чижов [175] в исследованиях фильтрации на моделях трещиноватых пород.

Анализ результатов исследований [136, 170, 175] показывает, что на границу нарушения линейного закона фильтраций в трещиноватых породах, строго говоря, оказывает влияние не сама раскрытость трещин, а относительная их шероховатость и сложность профиля, которые увеличиваются с уменьшением раскрытости трещин [136]. Иначе говоря, степень влияния одной и той же шероховатости стенок трещин на фильтрацию увеличивается с уменьшением их раскрытости. Таким образом, исходя из экспериментальных исследований [136, 170], за нижний предел нарушения линейного закона фильтрации в трещиноватых породах можно принять Re = 0,25 -- 0,4.

Выше было показано, что при учете структурного коэффициента ф нарушение линейного закона фильтрации в пористой среде происходит при Re = 0,3 -г- 0,6, т. е. практически при тех же значениях Re, что и в микротрещинах, соизмеримых с размером пор. Величина Re = 0,4 соответствует раскрытости трещин, равной 13-16 мкм. Для коэффициента сжимаемости подобной границей оказалось Ь 23 мкм. Следовательно, 6 16 == 23 мкм можно рассматривать как некую границу перехода от пористой среды к трещиноватой при решении некоторых общих задач.

Если за нижнюю границу нарушения линейного закона фильтрации в трещиноватых породах принять Re = 0,4, то критическая скорость фильтрации из (280) составит

Рис. 64. Зависимость коэффициента сопротивления (Я.) от параметра Рейнольдса (Re) для трещиноватых пород с раскрытостью трещин (в мкм):

7 13; 2-18,1; 3 - 19,8; 4 - 27,5; 5- 32,1; 6 - 39,7; 7 - 49,9; s - 50,6; 9 - 62,2; 10 - 71,5

ф. кр

(286)

Эту скорость и следует иметь в виду при исследовании скважин в трещиноватых коллекторах в качестве нижнего предела.нарушения линейного закона фильтрации. Но при этом следует иметь в виду, что большая производительность скважин обусловливается большим раскрытием трещин, нарушение линейного закона фильтрации в которых происходит при значениях Re на два-три. порядка больших, чем Re = 0,4. В этом случае и критические скорости фильтрации окажутся соответственно больше. Забвение этого важного обстоятельства может привести к опрометчивым выводам. Если в формуле (286) выразим в единицах Дарси, то получим

(287)

Учитывая изложенное выше, приближенно можно считать, что формулы (286) и (287) применимы для оценки режима фильтрации в трещиноватых коллекторах, когда удельные дебиты скважин соизмеримы с аналогичными дебитами скважин в коллекторах порового типа.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ ТРЕЩИНОВАТОСТИ ПО ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИН

Там, где трещины горных пород служат основным вместилищем промышленных скоплений нефти и газа, для количественной оценки последних возникает необходимость определять полную и проточную емкость трещин. Методы определения емкости пустот в коллекторах" нефти и газа порового типа в данном случае не применимы, так как керн породы, извлекаемый при бурении скважин на поверхность, разрушается и распадается по трещинам, представляющим наибольший интерес. Этим обстоятельством и обусловлено появление методов определения трещиноватости горных пород, основанных на гидродинамических исследованиях скважин.

Эффективная трещиноватость горных пород характеризует проточную емкость трещин. Определение ее основано на раздельном и совместном использовании результатов гидродинамических исследований скважин методом пробных откачек [118, 123] и методом восстановления давления [108]. На первых этапах развития рассматриваемого метода определения эффективной трещиноватости использовались лишь результаты гидродинамических исследований скважин методом пробных откачек [118, 123]. Затем он был дополнен определением коэффициента густоты трещин [107, 149, 150] и была рассмотрена возможность использования результатов гидродинамических исследований скважин методом восстановления давления [108], а также возможность использования его в комбинации с методом пробных откачек [130]; стали учитываться упругие свойства трещин [108, 122, 130, 148] для повышения точности определения коэффициента эффективной трещиноватости и т. д.

Если в формулу (239) вместо подставить его значение согласно формуле (243), то скорость фильтрации при одноразмерном