Движение жидкости газа в пористых средах

Глава 12 ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ В ТРЕЩИНОВАТЫХ И ТРЕЩИНОВАТО-ПОРИСТЫХ СРЕДАХ [c.350]

Выведем дифференциальные уравнения движения жидкости и газа в деформируемой трещиновато-пористой среде, считая, что в каждой точке имеются два давления (р в системе трещины, />2 в пористых блоках) и две скорости фильтрации- 1 и и 2 соответственно. Перетоки между средами определяются формулами (12.9) или (12.10). [c.356]

Для понимания особенностей фильтрации жидкости и газа в трещиноватых породах в нефтегазовой подземной гидромеханике рассматри-. вают две модели пород - чисто трещиноватые и трещиновато-пористые (рис. 12.1). В чисто трещиноватых породах (см. рис. 12.1, а) блоки породы, расположенные между трещинами, практически непроницаемы, движение жидкости и газа происходит только по трещинам (на рисунке показано стрелками), т. е. трещины служат и коллекторами, и проводниками жидкости к скважинам. К таким породам относятся сланцы, кристаллические породы, доломиты, мергели и некоторые известняки. Рассматривая трещиноватую породу с жидкостью как сплошную среду, нужно за элемент породы принимать объем, содержащий большое количество блоков, и усреднение фильтрационных характеристик проводить в пределах этого элемента, т.е. масштаб должен быть гораздо большим, чем в пористой среде. Если представить себе блок в виде куба со стороной а = 0,1 м, то в качестве элементарного объема надо взять куб со стороной порядка 1 м. [c.352]

Задачи неустановившегося движения жидкости и газа в пласте решаются методами математической физики. Для этого составляются и затем интегрируются дифференциальные уравнения. Чтобы вывести дифференциальные уравнения фильтрации в пористой среде, заключающей в себе движущийся флюид (жидкость, газ), выделяется бесконечно малый элемент пласта и рассматриваются изменения массы, импульса и энергии, происходящие в этом элементе за бесконечно малый промежуток времени. При этом используются законы сохранения массы, импульса и энергии, а также результаты лабораторного или промыслового экспериментального изучения свойств и поведения флюидов и свойств пористой среды с изменением термобарических условий. [c.36]

Под абсолютной принято понимать проницаемость пористой среды, которая определена при наличии в ней лишь одной фазы, химически инертной по отношению к породе. Абсолютная проницаемость - свойство породы, и она не зависит от свойств фильтрующейся жидкости или газа и перепада давления, если нет взаимодействия флюидов с породой. На практике жидкости часто взаимодействуют с породой (глинистые частицы разбухают в воде, смолы забивают поры). Поэтому для оценки абсолютной проницаемости обычно используется воздух или газ, так как установлено, что при движении жидкостей в пористой среде на ее проницаемость влияют их физико-химические свойства. [c.16]

По нашему мнению, целесообразно различать понятия фильтрование и фильтрация , обозначая первым из них процессы разделения суспензий и других неоднородных систем в промышленных и лабораторных условиях, а вторым — процессы движения жидкостей и газов через пористые грунты в природных условиях. По аналогии термины фильтрование или фильтрация применяют к процессам разделения лучей, переменных токов и звуковых колебаний, т. е. к процессам, для осуществления которых вместо пористой среды используются соответствующие физические приборы. Однако неправильно называть фильтрованием процесс разделения аэрозолей посредством осаждения твердых частиц или капелек жидкости в электростатическом поле электрофильтров. Поскольку для проведения этого процесса пористую перегородку не применяют, его следует называть электростатическим осаждением. [c.9]

Водонефтяные смеси могут образовываться на протяжении десятков и сотен метров. Если бы эффект Жамена проявлялся в пласте так же интенсивно, как и в цилиндрических капиллярах, движение жидкостей в пористой среде было бы затруднено. По-видимому, эффект Жамена в пласте в значительной степени ослабляется вследствие сжимаемости газовых пузырьков и упругости жидкости и пород пласта. При этом происходит сдвиг не сразу всей массы смеси, а отдельных ее участков. Кроме того, в каналах неправильной формы жидкости могут иметь обходные пути между стенками каналов и пузырьков воды или газа. [c.180]

В зависимости от режима движения жидкости (газа) в пористой среде обш,ий коэффициент диффузии может определяться или физическими свойствами жидкости, или при турбулентном движении беспорядочными турбулентными пульсациями. В этом случае общий коэффициент диффузии равен [c.31]

До сих пор предполагалось, что температура жидкости или газа при движении их в пористой среде остается постоянной. Представление это связано с тем, что изменения температуры, возникающие при изменении давления в ходе движения, в значительной мере компенсируются теплообменом со скелетом пористой среды. Большинство же задач, в которых рассматривается изменение температуры в пласте вследствие закачки в пласт теплоносителя, например горячей воды, может быть отнесено к теории стационарной фильтрации. [c.238]

Новый метод исследования скважин и пластов, основанный на использовании различных эффектов теплопередачи в пористой среде, позволяет в значительной степени пополнить наши знания о движении жидкости и газа в условиях нефтяного или газового пластав [c.12]

Промысловые данные, а также данные исследования кернов и шлифов свидетельствуют о том, что трещиноватые породы имеют сложное строение, а движение в них жидкости и газа отличается некоторыми особенностями по сравнению с движением в пористой среде. В трещиноватой породе имеются микро- и макротрещины, мелкие и крупные каверны, полости сама порода - матрица (пространство между трещинами) может быть абсолютно непроницаемой или представлять С069Й обычную пористую среду. Раскрытия макротрещин имеют порядок 1мм, а в отдельных случаях и больше, микротрещин -1 -100 мкм. Исходя из того, что сопротивление движению жидкости в трещиноватых породах достаточно велико, считается, что макротрещины не имеют значительной протяженности и в большинстве случаев соединяются между собой микротрещинами, которые и создают большие сопротивления. [c.351]

Совершенствование сушествующих й внедрение новых методов разработки залежей нефти И газа требуют глубокого изучения механизма осуществляемых процессов. Жидкости и газы, насыщающие пористую среду нефтегазоносных пластов, представляют собой, многокомпонентную смесь углеводородов. Кроме углеводородных компонентов в пористой среде имеются также неуглеводородные компоненты, растворимые или практически нерастворимые в углеводородных смесях (например, вода) В результате отклонения системы от термодинамического равновесия, вызванного изменением пластовых условий, могут возникать сложные движения двух-трехфазных многокомпонентных систем в пористой среде, при которых скорости движения отдельных фаз, их плотность и вязкость меняются во времени и в пространстве. Эти движения характеризуются переходом отдельных компонентов из газовой фазы в жидкую, различием фазовых скоростей, диффузией компонентов, составляющих фазы и др. Такой характер фильтрационных течений возникает в пористой среде при движении газированной жидкости и ее вытеснении из пласта водой и газом, при фильтрации газоконденсатных систем, вытеснении нефти из пласта газом высокого давления или обогащенными газами, при взаиморастворимом вытеснении жидкостей и других процессах., [c.3]

Подземная гидромеханика - наука о движении жидкостей, газов и их смесей в пористых и трещиноватых горных породах. Она является той областью гидромеханики, в которой рассматривается не движение жидкостей и газов вообще, а особый вид их движения-фильтращ1я, которая имеет свои специфические особенности. Она служит теоретической основой разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. Вместе с тем методами теории фильтрации решаются важнейшие задачи гидрогеологии, инженерной геологии, гидротехники, химической технологии и т.д. Расчет притоков жидкости к искусственным водозаборам и дренажным сооружениям, изучение режимов естественных источников и подземных потоков, расчет фильтрации воды в связи с сооружением и эксплуатацией плотин, понижением уровня грунтовых вод, проблемы подземной газификации угля, задачи о движении реагентов через пористые среды и специальные фильтры, фильтрация жидкостей и газов через стенки пористых сосудов и труб-вот далеко не полный перечень областей широкого использования методов теории фильтрации. [c.3]

Природные жидкости (нефть, газ, подземные воды) находятся, в основном, в пустотах-порах и трещинах осадочных горных пород. Их движение происходит либо вследствие естественных процессов (миграция углеводородов), либо в результате деятельности человека, связанной с извлечением полезных ископаемых, строительством и эксплуатацией гидротехнических сооружений. Движение жидкостей, газов и их смесей через твердые (вообще говоря, деформируемые) тела, содержащие связанные между собой поры или трещины, называется фильтрацией. Теория фильтрации, являющаяся разделом механики сплошной среды, получила большое развитие в связи с потребностями гидротехники, гидромелиорации, гидрогеологии, горного дела, нефтегазодобычи, химической технологии и т.д. Теоретической основой разработки нефтегазоводоносных пластов служит нефтегазовая подземная гидромеханика, изучающая фильтрацию нефти, газа и воды в пористых и (или) трещиноватых горных породах. [c.9]

Законы движения жидкостей и газов в пористых средах и трубопроводах принято делить на линейные и нелинейные. Так, линейный закон фильтрации выражается формулой Дарси, нелинейные — другими формулами [11. [c.163]

Под разработкой нефтяных месторождений понимается управление процессами движения жидкости и газов в пористой среде от контура питания залежей к забоям добывающих скважин. Система знаний по подъему, сбору, подготовке и транспорту товарной продукции относится к эксплуатации нефтегазовых месторождений. [c.21]

Акустические волны, применяемые в различных технологических процессах, преобразуются с высоким КПД в энергию других форм механического движения в многофазной среде. Это увеличение скоростей движения жидкостей и газов в капиллярах и пористых средах, турбулизация многофазных систем, интенсификация тепломассообменных процессов и процессов горения, диспергирования, фильтрации и разделения многофазных систем. [c.27]

Ентов В.М., Полищук А.М. О роли сорбционных процессов при движении полимерных растворов в пористой среде // Изв, АН СССР, Механика жидкости и газа, 1975, №3, С,- 68-76, [c.218]

Абдулвагабов А. И. О режимах движения жидкостей и газов в пористой среде. Нефть и газ , № 2, 1961. [c.167]

Абдулвагабов А. И. О режимах движения жидкостей и газов в пористой среде. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ , [c.172]

ВЛИЯНИИ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ФАЗ НА ПОЛНОТУ ВЫТЕСНЕНИЯ ЖИДКОСТИ ГАЗОМ ИЗ ПОРИСТЫХ СРЕД [c.152]

Из выражений (4) и (5) видно, что малопроницаемые участки пористой среды, встречающиеся на пути движения границы раздела фаз, представляют препятствия, которые газ обходит. Таким образом, вследствие неоднородности среды жидкость отстает от общего фронта, а газ опережает ее по высокопроницаемым участкам. В результате образуются языки и возникает возможность развития неустойчивого фронта вытеснения. Полнота вытеснения, определяемая как отношение объема пор, занятых газом, ко всему объему пор коллектора от нагнетательной скважины до радиуса фронта газ — жидкость будет зависеть от устойчивого движения границы раздела. Для определения условия устойчивости фронта рассмотрим радиальное вытеснение воды газом из гидрофильной микронеоднородной пористой среды. Допустим, из-за случайной неоднородности пористой среды образовался язык (рис. 1). Для устойчивого движения границы раздела фаз необходимо, чтобы этот язык не развивался. [c.153]

Рассматривается вопрос об устойчивости движения границы раздела фаз при вытеснении жидкости газом из пористой среды. На основании обобщенного закона Дарси с учетом капиллярных сил найдено условие устойчивого движения границы раздела. Анализ этого условия показывает, что для повышения устойчивости необходимо повысить вязкость вытесняющего агента и уменьшить капиллярные силы или изменить фильность породы. [c.172]

При расчете движения потока жидкости или газа через слой пористого материала следует иметь в виду, что не весь свободный объем эффективен при прохождении потока жидкости или газа, так как часть пор, не являясь сквозными, образует мертвые пространства если в них и попадает жидкость (газ), то последняя находится там практически в состоянии покоя. Поэтому при расчетах, связанных с движением среды через слой пористого материала, следует подставлять лишь эффективную долю свободного объема е (совпадающую с эффективной долей свободного сечения) [c.218]

Концепция двойного континуума, по-видимому, впервые использовалась в теории фильтрации при описании движения жидкости в пористой среде. Дальнейшее суш,ественное развитие этой концепции содержится в работе Био [1], предложившего в 1941 г. модель континуума вязкая жидкость—упругое тело как обоб-ш ение классической теории фильтрации на случай упругого скелета. В 1944 г. Л. Д. Ландау предложил феноменологическую теорию сверхтекучего гелия [2], основанную на модели идеальная жидкость—вязкая жидкость (за эту теорию, в частности, он получил впоследствии Нобелевскую премию). В 1956 г. X. А. Рахматулин разработал теорию многокомпонентной сплошной среды, состояш,ей из любого числа взаимопроникаюш,их взаимодей-ствуюш,их невязких газов [3]. Различные варианты модели вязкая жидкость—вязкая жидкость применительно к анализу движения смесей жидкости с твердыми частицами были предложены в работах Джексона [4], Марри [5], Пигфорда и Байрона [6], Андерсона и Джексона [7] и других авторов (обзор этих работ можно найти в книге [8]). [c.26]

Аравин В.Н., Нумеров С.Н. Теория движения жидкостей и газов в недеформируемой пористой среде.-М. Гестехтеориздат, 1953.-616 с. [c.398]

Обычно математическое соотношение, на котором основана теория метода, является уравнением некоторого физического процесса. В зависимости от того, какой физический процесс используют, методы исследований подразделены на газодинамические (наблюдения за движением газа), акустические (наблюдения за распространением звуковых волн, возникаюпщх при движении газа и жидкости в пористой среде) и геофизические (наблюдения за электрическим удельным сопротивлением, электрохимической активностью, тепловым сопротивлением, начальной восприимчивостью естественной радиоактивности и др.). [c.106]

Один из первых случаев применения аналогии дЛ1 моделироза-ния основан на аналогичности уравнений, описывающих фильтрацию жидкости в пористой среде (например, движение газа через слой катализатора или насадку, фильтрация грунтовых вод или нефти и т. д.) и прохождение электрического тока в трехмерном проводнике (например, в электролите). Эту аналогию, введенную в практику моделирования академиком Павловским в начале 20-х годов, обычно называют электрогидродичамической аналогией, сокращенно ЭГДА. [c.20]

Цабек Л. К. Движение адсорбируемых газов и жидкостей через пористые среды (Динамика физической адсорбции) Автореф. дис.. .. д-ра физ.-мат. наук. М. Ин-т пробл. механики АН СССР, 1979. 45 с. [c.231]

Взвешенный слой — сложное гидродинамическое состояние системы Г—Т, описание которого не удается сделать только с позиций классических представлении о движении жидкости и газа через пористые среды. Причиной тому является органически присуш,ее развитому взвешенному слою различие концентраций твердых частиц в объеме, или неоднородность, нестационарная во времени, и пространстве. Это обусловливает трудность экспериментального изученияи теоретического описания внутренней структуры слоя. Применение для экснериментальных исследований всевозможных датчиков, помещ,аемых в слой, не всегда позволяет получить исчерпывающую информацию из-за тех искажений, которые вносят сами датчики в структуру слоя. Этим объясняется отсутствие единых взглядов на структуру слоя и взаимодействие газа и твердых частиц. [c.15]

В процессе вытеснения из пористой среды одной жидкости другой, а также при совместном их движении в трубах, каналах и т. д. происходят прилипание и отрыв дисперсной фазы от твердой поверхности. Эти явления сопровождаются гистерезисом смачивания. Процесс прилипания частиц дисперсной фазы (капля жидкости или пузырек газа) в дисперсионной среде к твердой поверхностн происходит следующим образом [56]. Вначале образуется небольшая посадочная площадка, после чего начинается расширение трехфазного периметра смачивания до некоторой" постоянной величины. Краевой угол смачивания, соответствующий конечному состоянию периметра смачивания, называется равновесным. Сам процесс постепенного перехода от текущего угла смачивания к равновесному называется гистерезисом смачивания. Явления эти подробно описаны в работах П. А. Ребиндера [82, 81]. [c.121]

В данной статье рассматриваются вопросы применительно к разработке нефтегазовых месторождений и к подземному газохра-нению в водоносных пластах, где неоднородный характер пласта оказывает большое влияние на темпы закачки вытесняющего агента и отбора нефти и газа из скважин. Это влияние связано, во-первых, с неустойчивым движением границы раздела газ-жидкость, вследствие чего за фронтом остаются целиковые воды, во-вторых, низкими значениями фазовой проницаемости, вследствие плохой осушки пласта. В результате этого при отборе жидкости и газа из скважины гидродинамические сопротивления при радиальной фильтрации создают большой перепад давления между скважиной и призабойной зоной. Этот перепад приводит в движение пластовую воду и вместе с ней несцементированный пласто-вый песок. Последнее обстоятельство является особенно нежелательным, так как создает технологические осложнения при абразивном износе труб самой скважины, запорной арматуры, фитингов и сепараторов. Таким образом, процесс максимальной осушки призабойной зоны эксплуатационных скважин является важным мероприятием для нормальной эксплуатации подземных газохранилищ и газовых месторождений. Установление механизма замещения воды газом в неоднородной пористой среде и анализ протекающих в ней явлений позволяют предложить эффективные методы интенсификации работы газовых скважин в условиях циклической эксплуатации подземных газохранилищ [1, 2]. [c.124]

Используя имеющиеся экспериментальные данные о коэффициентах X для жидкостей, т. е. график Никурадзе [41, для газов — график ВТИ [51 и аналогичный график для глинистых растворов [6], применительно к движению этих флюидов в трубопроводах, а также значения 1/Да при фильтрации жидкостей и газов в пористых средах, по данным Абдулвагабова А. И. [31, мы построили обобщенный график зависимости коэффициентов X", Х Х , X, Х от критерия Ке (см. рисунок). При этом для пористых сред критерий Ке определялся по формуле [c.166]

О влиянии устойчивости движения границы раздела фаз на 1шлноту вытеснения жидкости газом из пористых сред (применительно к созданию подземных газохранилищ) М. Ф. К а р и - [c.172]