Пористые среды

Коэффициент фильтрации используется обычно в гидротехнических расчетах, где приходится иметь дело с одной жидкостью - водой. При исследовании фильтрации нефти, газа и их смесей необходимо разделить влияние свойств пористой среды и жидкости. В этом случае формула Дарси (1.5) записывается обычно в несколько ином виде, а именно [c.15]

Коэффициент фильтрации кф или коэффициент проницаемости к определяют экспериментально в специальном приборе - пермеаметре, содержащем образец исследуемого грунта (рис. 1.4). Общий расход Q фильтрационного потока при этом поддерживается постоянным. Напоры и Н2 измеряются двумя пьезометрами, соединенными с пористой средой в сечениях 1 и 2. Превышения центров сечений над плоскостью сравнения равны и 2, а давленияи р , расстояние между этими сечениями по оси цилиндра составляет L. [c.16]

Нефтегазовая подземная гидромеханика получает дальнейшее развитие под влиянием новых актуальных задач, выдвигаемых практикой разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. В связи с этим, наряду с изложением традиционных вопросов, гораздо большее внимание уделяется задачам взаимного вытеснения жидкостей и газов в пористых средах, задачам с подвижной границей и эффективным приближенным методам их решения. Эти последние разделы составляют теоретическую базу при моделировании многих технологических процессов, связанных с повышением нефте- и газоотдачи пластов. Рассмотрены основные типы моделей физических процессов, происходящих при фильтрации пластовых флюидов в процессе разработки и эксплуатации природных залежей при этом основное внимание уделяется численному моделированию. Дается анализ численных схем и алгоритмов, апробированных и хорошо зарекомендовавших себя в подземной гидродинамике и ее приложениях. [c.7]

Н. Е. Жуковский (1847-1921 гг.) в 1889 г. опубликовал первую работу по теории фильтрации Теоретическое исследование о движении подпочвенных вод . Им впервые выведены общие дифференциальные уравнения теории фильтрации, показано, что напор как функция координат удовлетворяет уравнению Лапласа, указано на математическую аналогию теплопроводности и фильтрации. Им исследованы также вопросы капиллярного поднятия воды в пористой среде, решен ряд задач о притоке воды к скважинам. [c.4]

Рассмотрим основные характеристики пористой среды. Если не учитывать силовое взаимодействие между твердым скелетом породы и прилегающими к нему частицами флюида, то пористую среду можно рассматривать как границы области, в которой движется жидкость. Тогда свойства пористой среды можно описать некоторыми средними геометрическими характеристиками. [c.11]

Ч е к а л ю к Э. Б. Некоторые термодинамические явления в пористой среде и пути их использования в нефтяной промышленно- [c.137]

В случае если объем пор при изменении давления жидкости в них не изменяется, то такая пористая среда считается недеформируемой. Если же изменением объема порового пространства пренебречь нельзя, то такую пористую среду следует рассматривать как деформируемую. Песчаники или известняки, пронизанные трещинами различного размера, образуют трещиновато-пористую среду. Плотные породы, пронизанные трещинами, образуют трещиноватую среду. В последнем случае нефтегазонасыщенными являются лишь трещины, служащие одновременно каналами движения при наличии градиента давления. [c.11]

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]

Конструктивные черты разработанной -установки для изучения процессов дроссельных и теплопередачи в присутствии пористой среды с максимальной имитацией природных факторов и методика проведения экспериментов подробно излагаются в монографии [10]. [c.46]

Поскольку движение флюида в пористой среде характеризуется постоянством (11 и является процессом дроссельным, то значение энтальпии любого вещества в пласте можно определить как функцию его температуры и давления [10, 47, 81] [c.72]

Имея значения энтальпии флюидальной жидкости, можно для различного состояния фильтрующегося потока в пористой среде пласта (нефти, газа, нефтегазовой жидкости) составить уравнение теплового баланса [81], что очень важно для условий рациональной разработки залежи. [c.73]

Итак, для всякого тела и любой термодинамической системы (кроме параметров состояния тела t, V, р, и, Ср, г) существует функция их состояния энтропия 5, величина которой может быть определена для любого состояния тела или системы. Пользование этой величиной во многом упрощает изложение и понимание термодинамических процессов, происходящих с флюидальной жидкостью в пористой среде пластовых систем, а также значительно упрощает различные тепловые расчеты, графическое изображение характеристических термодинамических функций и их анализ. [c.80]

Без знания природы изменения плотности и удельного объема пластовой жидкости и в зависимости от термогидравлических условий почти невозможно расшифровать и изучить энтальпийно-энтропийные процессы, происходящие в пористой среде коллектора. [c.114]

Четвертая часть посвящена малоизученной области термодинамики фильтрационному потоку — изобарноизотермическому потенциалу различных нефтегазовых систем, заключенных в пористой среде залежи при широком варьировании величин р а Т (см. рис. 21—26). [c.130]

Коэффициент пористости одинаков для геометрически подобных сред он не характеризует размеры пор и структуру порового пространства. Поэтому для описания пористой среды необходимо ввести также некоторый характерный размер порового пространства. Существуют различные способы определения этого размера. Естественно, например, за характерный размер принять некоторый средний размер порового канала с1 или отдельного зерна пористого скелета. [c.12]

Ч е к а л ю к Э. Б, и др. О механизме вытеснения нефти из пористой среды водяным паром. Нефтяное хозяйство , 1954, № 5. [c.138]

Стабильный конденсат при стандартных условиях (0,1 МПа и 20 °С) состоит только из жидких углеводородов (С5 + высшие) и используется как сырье для переработки на топливо или получения химических продуктов. Отметим, что в учебнике не представляется возможным изложить достаточно полно теорию фильтрации газоконденсатных смесей в пористых средах с учетом происходящих при этом фазовых превращений. Однако рассмотренные случаи многофазной многокомпонентной фильтрации в больщинстве случаев описывают и этот процесс. [c.8]

Под пористой средой понимается множество твердых частиц, тесно прилегающих друг к другу, сцементированных или несцементированных, пространство между которыми (поры, трещины) может быть заполнено жидкостью или газом. [c.10]

Это позволяет в качестве исходного допущения теории фильтрации, так же как и в гидродинамике принять, что пористая среда и насыщающие ее флюиды образуют сплошную среду, т.е. заполняют любой выделенный элементарный объем непрерывно. Это накладывает определенные ограничения на понятие элементарного объема порового пространства. Под элементарным объемом в теории фильтрации понимают такой физически бесконечно малый объем, в котором заключено большое число пор и зерен, так что он достаточно велик по сравнению с размерами пор и зерен породы. Для такого элементарного объема вводятся локальные усредненные характеристики системы флюид - пористая среда. В применении к меньшим объемам выводы теории фильтрации становятся несправедливыми. [c.11]

Важнейшая из них-коэффициент пористости (или просто пористость) т, определенный для некоторого элемента пористой среды как отношение объема занятого порами в этом элементе, к его общему объему V. [c.11]

Для определения геометрической структуры пористой среды, существенно влияющей на фильтрационные параметры, кроме пористости и эффективного диаметра нужны дополнительные объективные характеристики. Определенную информацию о микроструктуре порового пространства дают кривые распределения размеров пор и зерен. Поэтому предпринимались многочисленные попытки определения геометрических и гидродинамических характеристик пористой среды на основе кривых распределения. Однако зависимости характеристик пористой среды от параметров кривых распределения не могут быть универсальными. Основные представления о свойствах пористой среды и насыщающих ее жидкостей рассматриваются подробно в курсе Физика нефтяного и газового пласта . [c.13]

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]

Нижняя граница определяется проявлением неньютоновских реологических свойств жидкости, ее взаимодействием с твердым скелетом пористой среды при достаточно малых скоростях фильтрации. [c.18]

Достаточно узкий диапазон изменения значений Ке,р объясняется тем, что в опытах использовались не слишком разнообразные образцы пористых сред. [c.19]

При небольип1х значениях скорости потока последний фильтруется через слой, причем все частицы слоя находятся в соприкосно-нении друг с другом и в гидравлическом отношении представляют собой пористую среду (рис. 44, а). В результате двиихения >ь-идкого или газового потока через поры между зернами имеот место некоторая потеря папора. [c.69]

Лейбензоп Л. С. Движение природных жидкостей и газов в пористой среде. Гостоптехиздат, 1947, [c.305]

При теоретическом исследовании устойчивости и циркуляции жидкости в пористой среде [20] принималась квазигомогенная модель горизонтального слоя, ограниченного плоскими изотермическими поверхностями и заполненного несжимаемой жидкостью, близкой по своим свойствам (прежде всего, по теплопроводности) к зернистому слою. Получено критичёское значение Rao = 4n 40, при котором нарущается устойчивость жидкости в слое. Это значение подтверждено в опытах. Как известно, для однофазной среды в горизонтальном слое аналогичная величина (ОгРг)о = 1700 [22, стр. 361]. Теоретически и экспериментально показана возможнос гь существования двухмерной конвекции, когда конвективные токи им ют вид чередующихся по направлению движения цилиндрических валиков. С увеличением критерия Ra устанавливается трехмерная конвекция, характеризующаяся образованием призматических щестиугольных ячеек с щириной примерно вдвое большей, чем высота. Внутри ячеек жидкость движется йверх, а на границах — вниз [19]. Подобная картина циркуляции в горизонтальных прослойках жидкости известна [12,21]. При Ra > 200—400 конвекция в пористой среде становится хаотической, нестационарной [19]. [c.109]

Первые теоретические исследования порового пространства проводили при помощи идеализированных моделей грунта, называемых идеальным и фиктивным грунтом. Под идеальным грунтом понимается модель пористой среды, норовые каналы которой представляют пучок тонких цилиндрических трубок (капилляров) с параллельными осями. Фиктивным грунтом называется модель пористой среды, состоящей из шариков одинакового диаметра. В конце прошлого столетия американский гидрогеолог Ч. Слихтер развил упрощенную теорию фильтрации, позволяющую сравнивать движение жидкости по норовым каналам с течением жидкости по цилиндрическим трубкам. Основываясь на модели фиктивного грунта, он рассмотрел также гeoмeтpичe кy o задачу, позволяющую связать пористость с углами, образованными радиусами соприкасающихся шаров, моделирующих пористую среду, при их различной упаковке. [c.12]

Очень редко приводят значения важнейших термодинамических параметров (энтальпия и энтропия, теплоемкость, изобарно-изотермический потенциал и койстанты равновесия и др.) в условиях пористой среды пласта и в процессе фильтрации по нему нефтегазовых потоков (бинарных сдстем) при различных давлениях и температурах. Исключением являются работы (10, 29, 32, 47, 81), в которых рассмотрены некоторые термодинамические свойства различных углеводородных систем. [c.5]

В работах [79—82] довольно обстоятельно рассматривается термодинамика в процессе фильтрации жидкости и газа в пористой среде. Исходя из законов термодинамики, обоснованы методы термодинамического зондирования пластов и термографирования действуюихих скважин. [c.7]

На основе снятых кривых восстановления температуры н лабораторных работ, проведенных на специально сконструированной модели пласта (с различной характеристикой пористой среды), в ЦНИПР НГДУ им. Се-ребровского изучены и построены графические взаимосвязи теплоемкостей нефти, газа и бинарных смесей (с разнообразным набором весового содержания газа в потоке) при переменных значениях давления и температуры [10]. [c.10]

Все это дает возможность подробнее изучить термодинамические процессы, происходящие в пористой среде коллектора, когда по нему проходит флюид при различных соотношениях составляющих его углеводородов, и ставить вопросы об искусственном регулировании в широких диапазонах эффектов дросселирования жидкости и газа в пласте. Тогда будет можно, с одной стороны, в значительной степени улучшить фильтрационные свойства коллекторов и насыщающих их компонентов жидкости, а значит увеличить и нефтеотдачу пластов и, с другой стороны, благодаря нагреванию движущегося потока провести перенос точек петрации (затвердения) и отложения парафина из глубоких частей лифтовых труб колонны до системы наземных трубопроводов, предотвращая тем самым процесс отложения парафина внутри скважины. [c.11]

Однако этим не исчерпываются возможности и дальнейшее развитие методов термометрии нефтяных скважин и пластов. Несложные законы взаимосвязи между полями давлений и температур в пористой среде открывают новые перспективы в области исследования нефтяных залежей и, в частности, осуществления перехода от методов гидропрослушивания к методам термоорослу-шивания (теплопередачи) пластов [9, 10, 13, 14, 81]. [c.11]

Проведение двух исследований методами теплопередачи (с помощью одномерной теплопроводности и радиального смешанного теплопроводно-1конвективного переноса тепла по напластованию и вкрест напластования) в пористой среде в региональном масштабе в течение длительного периода времени (от 5 месяцев до 3,5 лет) позволило решить ряд задач по изучению гидродинамической характеристики залежи (пьезопроводности, проницаемости и др.) [10]. [c.11]

По результатам температурных эффектов К. А. 0га-нов сделал подробнейший анализ итогов лабораторных и промысловых исследований в области теплового воздействия на нефтяной пласт [56]. В работе К. А. Огано-ва изложены теоретические представления о процессах происходящих в пористой среде при нагнетании в пласт теплоносителей, нагревании пласта очагом горения и переноса горячей зоны в пласте холодной водой. Рекомендуются условия применения комбинированного метода для пластов, насыщенных легкоподвижной нефтью, и приводится пример проектирования промышленного процесса комбинированного метода теплового воздействия на нефтяной пласт. [c.13]

Впоследствии описанный метод определения величин Ср и с был использован в ЦНИПР НГДУ им. Се-ребровского (1963—1967 гг.), где в отличие от исследований в Гипровостокнефти все определения теплоемкостей пластовой нефти и нефтегазовых систем с различным весовым содержанием газа в потоке проводили на специальной установке в присутствии пористой среды [46]. В ряде случаев с целью проверки по номограммам изменения v от р и Т, изложенным в работах [10, 12, 13], определяли величины Ср и с по какому-либо участку залежи. [c.46]

При течении жидкости в пористой среде возникает сила трения на границе раздела среда-жидкость . Поскольку поверхность норовых каналов достаточно велика, то силу трения можно считать распределенной по всему обьему течения и в первом приближении рассматривать как объемную. Таков смысл первого допущения. Учтем теперь, что среда является пористой и пусть т = onst. Тогда, перейдя к скорости фильтрации и использовав (1.4), из (1.9) получим [c.17]

Как и все величины (давление и пр.), плотность жидкости предполагается усредненной по элементарному макрообъему, окружающему точку пористой среды. [c.13]

Многочисленные экспериментальные исследования и, в частности, опыты Дж. Фэнчера, Дж. Льюиса и К. Бернса, Линдквиста, Г. Ф. Требина, Н. М. Жаворонкова, М. Э. Аэрова и других были направлены на построение универсальной зависимости (по аналогии с трубной гидравликой) коэффициента гидравлического сопротивления Х от числа Рейнольдса. Однако вследствие различной структуры и состава пористых сред получить такую универсальную зависимость не удается. [c.19]

Введение параметра Ва упрощает исследование границы применимости линейного закона фильтрации. Действительно, если на оси абсцисс откладывать 1 Яе, а по оси ординат - lg Ва, то поскольку lg Ва = О, при Ке < Ке р графиком зависимости 1 Ва от lg Ке будет прямая линия, совпадающая с осью абсцисс до тех пор, пока Ке < Ке,р. Как только на этом графике линия начнет отделяться от оси абсцисс, сразу же обнаружится нарушение закона Дарси (это соответствует значениям Ва < 1, lgDa < 0). Значение Ке, при котором станет заметно отклонение упомянутой линии от оси абсцисс, и будет критическим значением. Для иллюстрации сказанного на рис. 1.5 на логарифмической сетке приведены зависимости ig Оа от 1 Ке, представляющие результат обработки опытов по формулам В. Н. Щелкачева (табл. 1.1). Данные на этом графике соответствуют области нелинейной фильтрации (lg Оа < 0) для различных образцов пористых сред. [c.20]