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

- с. А ЭФ

дхк к дхк

Поэтому при стационарном электроосмотическом состоянии плотность электрического тока определяется следующим образом:

ik = -та

(4.65)

что свидетельствует об уменьшении электропроводности за счет электроосмоса.

Аналогично при заданном фадиенте давления равновесное состояние определяется условием if. = О. Поэтому элекфодви-жущая сила Д создаваемая фадиентом давления, такова:

£ = -VO = -V/J. (4.66)

Использование выражения (4.66) в начальном выражении для потоков (4.58) приводит к следующей связи наведенного электрического поля со скоростью фильтрации:

ка{1 -и) т причем 11 = (ci И / так).

4.3.3. ВОЛНОВАЯ ЭЛЕКТРОКИНЕТИКА

Если частоты колебаний бегущих волн таковы, что элекфи-ческое поле может считаться стационарным в каждый момент

времени (т.е. если частоты меньше, чем Гц), то формула (4.67) вполне применима, т.е. ею можно пользоваться для сейсмических колебаний:

Здесь учтена скорость смещения твердой матрицы.

Можно показать, что модель волнового процесса, рассмотренная в разделах 2.3 и 5.3, приводит к следующей зависимости для относительных скоростей в Р-волне первого рода;

(4.69)

Vi Vi (О

где и\1 - амплитуда смещения твердой матрицы.

Из уравнений (4.68) и (4.69) следует, что электрическое поле

£ = С г Ро

а{1 - П)

а- (4.70)

также пропорционально второй степени частоты сейсмической волны.

Например, песчанию1, насыщенные дистиллированной водой, с пористостью т = 10 % и проницаемостью 10 милли-дарси под воздействием акустического давления 10 кПа при частоте 20 кГц обладают электрическим полем в несколько милливольт/см.

Рост проницаемости приводит к экспоненциадьному спаду сейсмоэлектрического эффекта в песчаниках (79j.

Электрокинетический эффект увеличивает диссипацию сейсмических волн, что особенно заметно при насыщении среды пластовой нефтью, которая содержит неорганические и органические электролиты весьма низкой электропроводности.

В этом случае электрическая диссипация может быть даже выше, чем вязкая диссипация (208), хотя « случае соленой воды она не превосходит 50% от значения вязкой диссипации.

Раздельное движение ионов в электрическом поле и под действием градиента давления может быть использовано для электромелиорации некоторых засоленных грунтов. Было обнаружено также, что соленые воды могут быть использованы для заводнения нефтяных пластов с глинистой матрицей.

Для потоков обычной воды сквозь такие с))еды типичны нелинейные отклонения от закона Дарси.

Электрокинетические поля могут создаваться в ходе процесса консолидации грунта, соответствующего более интенсивным

взаимным смещениям твердой и жидких фаз, чем это имеет место в Р-волне первого рода.

4.3.4. ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ

Электрический ток ii удовлетворяет уравнению непрерывности

ди/дхк = 0, (4.71)

которое в силу кинетической связи (4.59) может быть переписано в виде

. =0. (4.72)

V, охк оХк)

Для электрических токов следует формулировать фаничное условие

f + c = ,.. (4.73)

дп дп

где п - нормаль к рассмафиваемой фанице.

Например, на свободной поверхности предполагается условие i„ = О, что означает

f-cf. (4.74)

дп дп

Кроме того, фадиент порового давления связан с проницаемостью приповерхностного слоя.

Иные варианты (4.73) учитывают взаимодействие с нижней ионосферой Земли. Они важны для прогноза землефясений и будут рассмофены ниже.

4.3.5. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ЭМИССИЯ

Благодаря эффекту дилатансии, предваряющему землефясе-ния (раздел 7.3), наведенные течения вод могут создавать аномалии электрических полей, что и наблюдается в природе [148].