Фильтрация неньютоновских жидкостей

Фильтрация неньютоновских жидкостей [c.245]

Сведения о реологических кривых пластовых флюидов и простейших расчетных, моделях фильтрации неньютоновских систем приведены в гл. 11. Здесь ограничимся формулировкой наиболее простого нелинейного закона фильтрации неньютоновских жидкостей, в основе которого лежит модель фильтрации с предельным градиентом. Для случая одномерного линейного потока его можно представить в виде [c.25]

Вернемся к безынерционным движениям, однако теперь мы будем рассматривать фильтрацию неньютоновской жидкости, характеризующейся предельным напряжением сдвига достижения которого жидкость ведет себя как твердое тело, а после достижения напряжением сдвига т предельного сдвигового напряжения т -как вязкая жидкость под действием избыточного напряжения сдвига т — Тд. Таково поведение многих нефтей, в частности, нефтей на месторождениях Прикаспия. Тогда к определяющим параметрам добавляется параметр Tq и появляется новый безразмерный параметр подобия [c.32]

ОСОБЕННОСТИ ФИЛЬТРАЦИИ НЕНЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ [c.335]

При фильтрации неньютоновских вязкопластичных жидкостей, а также при фильтрации с очень малыми скоростями имеет место закон фильтрации (1.14), который отличается от закона Дарси наличием предельного градиента у, по достижении которого начинается движение. В векторной форме закон фильтрации с предельным градиентом выведен из теории размерностей и имеет вид (1.56) [c.43]

Экспериментальными и теоретическими исследованиями вытеснения аномальных нефтей водой установлено, что основное отличие фильтрации таких жидкостей заключается в образовании застойных зон, которые могут превращаться в целики неподвижной нефти [4, 5, 16, 65]. Для повышения эффективности разработки таких месторождений необходимы принципиально новые методы воздействия на продуктивные пласты. В этих условиях применение неньютоновских системы в качестве вытесняющих агентов может существенно повысить показатели разработки и величину коэффициента нефтеотдачи. [c.21]

При этом для полноты изучения, очевидно, необходимо рассматривать фильтрацию в этих условиях различных флюидов несжимаемой и сжимаемой жидкости и газа, а также неньютоновской жидкости по линейному (закон Дарси) и нелинейному законам фильтрации. Однако рамки учебника не позволяют обеспечить столь детальное рассмотрение, поэтому ограничимся изучением наиболее характерных случаев, указав, что методологический подход при этом остается единым. [c.90]

Выше были рассмотрены закономерности для ньютоновских жидкостей. Вискоза же относится к неньютоновским жидкостям так как является структурированным раствором, что четко проявляется в зависимости вязкости от напряжения сдвига. Поэтому необходимо знать, каким образом это обстоятельство может влиять на процесс фильтрации. [c.245]

Раздел 2 первой части тома посвящен механике сплошных сред. В нем рассмотрены вопросы течения газов, ньютоновских и неньютоновских жидкостей по каналам, включая фильтрацию в недеформируемых пористых средах, и вопросы обтекания различных тел. Здесь же помещена глава, посвященная механике зернистых сред. [c.3]

Рассматривается нестационарная фильтрация неньютоновской жидкости в горных породах. Решение задачи при классических начальных и граничных условиях показывает, что возмущением охватывается меньшая часть пласта, чем при фильтрации ньютоновской жидкости. Прн некотором значении параметров пласта и депрессий на пласт зона активного влияния галереи на пласт может исчезать. [c.119]

Во введении должны быть отражены задачи в области развития нефтяной и газовой промышленности, роль и значение знания закономерностей фильтрации неньютоновских жидкостей и гидродинамических расчетов для проектирования разработки и эксплуатации скважин на нефтяных месторождениях высоковязких нефтей. Введение должно отражать суть задачи, стоящей перед автором. Объем введения - до 2 с. [c.43]

Из рис. 45 следует, что реологические кривые в ряде случаев имеют более сложную геометрию, чем это принято при составлении обобщенного закона Дарси в форме (III.23). Поэтому предложены другие формы записи обобщенного закона Дарси, описывающего фильтрацию неньютоновских жидкостей. [c.111]

Нефти ряда месторождений Башкирии (Арланское, Манчаровское, Туймазинское и др.) в пластовых условиях являются неньютоновскими жидкостями, и их фильтрация происходит с отклонением от линейного закона Дарси. Это доказано экспериментальными лабораторными исследованиями [3]. [c.50]

Развитие методов воздействия на природные залежи с целью увеличения нефте- и газоконденсатоотдачи привело к значительному расширению ассортимента веществ, закачиваемых в продуктивные пластдл. Многие из этих веществ (высокомолекулярные соединения, полимеры) не обладают свойствами ньютоновских жидкостей. Поэтому рассмотрение особенностей фильтрации неньютоновских систем приобретает Самостоятельное значение. [c.335]

В дальнейшем начали появляться работы, в которых поднимался вопрос о необходимости учета при проектировании разработки нефтяных месторождений и при анализе их эксплуатации свойств нефти как неньютоновской жидкости. Однако аппаратура для исследовании пластовых нефтей не рассчитана на определение их специфических параметров, характеризующих неньютоновский характер фильтрации, не предусматривает определения начального градиента сдвига. В технической литературе почти полностью отсутствуют данные о вязкопластичных свойствах газонасыщенных нефтей конкретных месторождений при пластовых условиях. Косвенным показателем вязкопластичных свойств может служить температура насыщения нефти парафином. В настоящее время разработаны методы определения этого параметра. Специальная аппаратура для определения температуры насыщения нефти парафином при пластовых условиях выпускается промышленностью с 1971 г. Все известные нам данные [c.9]

В этой главе будем рассматривать нелинейные законы фильтрации, описывающие только безынерционные движения, при условии, что фильтрующиеся жидкости обладают неньютоновскими свойствами. [c.335]

Авторами рассматривается широкий класс феноменологических моделей применительно к системам нефтедобычи, включая моделирование течений неньютоновских жидкостей, неравновесную двухфазную фильтрацию в неоднородных средах, течения газированной жидкости в условиях неравновесности, проявления релаксационных свойств флюидов и т.д. [c.5]

В гл. 1 в связи с исследованием нияснец, границы применимости закона Дарси (при очень малых числах Рейнольдса) было рассмотрено аномальное (неньютоновское) поведение флюидов в пластовых условиях, не проявляющих этих свойств вне контакта, с пористой средой. Это объяснялось тем, что при очень малых, скоростях фильтрации наряду с силами вязкого сопротивление становятся существенными силы сопротивления, не зависящие от скорости фильтрации и связанные физико-химическим взаимодействием фильтрующихся жидкостей с материком пористой среды. Учет этих сил приводит к нелинейным законам фйльт-рации. [c.335]

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

Таким образом, при малых скоростях течения природа нелинейности закона фильтрации иная, чем в области больших скоростей фильтрации (больших Ке). Она связана с проявлением неньютоновских свойств фильтрующихся флюидов, а также других физико-химических эффектов. Поэтому для качественного изучения вопроса и количественной оценки этих эффектов необходимо отказаться от модели вязкой однородной жидкости и заменить ее какой-либо другой реологической моделью пластового флюида. [c.25]

Как видно из уравнений (5)—(6), в отличие от фильтрации газированной ньютоновской жидкости, фазовые проницаемости для нефти п газа при учете ее неньютоновского характера, кроме насыщенности, так же зависят от То и вязкости. [c.160]

Значительное (в 3 раза) снижение добычи жидкости в 1992-1998 гг. могло бы стать причиной повышения и стабилизации Ш в эти годы. Однако нефть Арланского месторождения обладает неньютоновскими свойствами [249], поэтому снижение скорости фильтрации не может способствовать более эффективному вытеснению нефти. [c.69]

При формовании волокна из неньютоновских вязкотекучих растворов или расплавов полимеров наибольшее значение приобрел способ снижения их вязкости под действием механических усилий. Известно, что во время продавливания прядильного расплава или раствора через капиллярные отверстия фильеры коэффициент вязкости иногда уменьшается в 50—100 раз, что может существенно отразиться на формовании волокна. Некоторое снижение вязкости этих прядильных жидкостей наблюдается также при их перемешивании, транспортировке и фильтрации. [c.55]

Флюиды ачимовских отложений, включающие в себя в качестве составляющих длинные углеводородные цепочки, в плотных коллекторах будут вести себя как неньютоновские аномальные жидкости. Возможно ли вообще существование этих флюидов в состоянии однофазной изотропной ньютоновской жидкости, наиболее благоприятном для эффективной их добычи Если это невозможно, то нужно понять, какое многофазное состояние наиболее приемлемо в отношении обеспечения фильтрации флюида, т, е, обеспечения наиболее эффективного его извлечения из коллектора. [c.53]

Рассмотрим теперь задачу об условиях устойчивой работы фонтанных скважин, продуцирующих. неньютоновские нефти [2]. Пусть пластовая нефть ведет себя как псевдопластическая жидкость, так что ее эффективная вязкость н — монотонно убывающая функция градиента давления = X (Э/з/ Ъг ). Уравнение упругой фильтрации является при этом нелинейным уравнением параболического типа [c.206]

Ряд новых и важных проблем подземной гидродинамики, поставленных практикой (фильтрация неньютоновских жидкостей, термодинамика фильтрационного потока, физико-химическая подземная гидродинамика, законы фильтрации в анизотропных средах), излагается, в основном, по оригинальным статьям и монографиям с единых методических позиций, причем отобраны подходы и методы, прошедшие тщательную аппробацию в учебном процессе и практических приложениях. [c.8]

При фильтрации аномальной нефти в пористой среде линейный закон Дарси нарушается. Отклонение от линейного закона обусловлено аномалией вязкости структурированной нефти, т.е. тем, что эффективная вязкость нефти в порах породы оказывается переменной и зависящей от действующего фадиента давления. При низких фадиентах давления в породе фильфуется нефть с высокой вязкостью. Подвижность нефти при этом небольшая. С превышением фадиента давления некоторой критической величины подвижность нефти в породе многократно увеличивается из-за соответствующего снижения вязкости нефти. При выполнении экспериментов с неньютоновскими нефтями с использованием достаточно точной аппаратуры, большинство исследователей получают реологические линии (фафики зависимости скорости фильтрации от фадиента давления), соответствующие аномальным жидкостям. Эти линии обычно проводят через начало координат, что свидетельствует о фильтрации аномальных нефтей и при малых фадиентах давления (рис. 2.9). [c.20]

Об одном приближенном решении задачи нестационарной фильтрации неньютоновской жидкости. Ширгазия Р. Г., Халиков Г. А., Шагиев Р. Г. Сб. Физикохимия и разработка нефтяных и газовых пластов . Уфа, 1977, стр. 109—112. [c.119]

Выпадение кристаллов парафина в ПЗП и стволе добывающих скважин обусловлено изменением термодинамического равновесия в результате эксплуатации скважин с забойными давлениями ниже давления насыщения, обводненности скважин, охлаждения ПЗП в процессе бурения, перфорации, проведения капитальных ремонтов и т.д. Так, уменьщение газосодер-жания нефти при снижении давления ниже давления насыщения в процессе разработки залежи вызывает увеличение температуры насыщения нефти парафином, вьвделение из нефти кристаллов парафина, что существенно ухудщает условия фильтрации [62]. Кристаллы парафина могут образовывать в поровых каналах скопления (агрегаты), вызьшая дополнительные увеличения фильтрационных сопротивлений для нефти [41]. Исследованиями авторов [12, 43, 53] установлено, что парафинистые нефти при температурах, близких к температуре насыщения нефти парафином или ниже ее, ведут себя как неньютоновские жидкости - возрастает предельное напряжение сдвига и начальный градиент давления сдвига. Таким образом, снижение температуры пласта из-за закачки холодной воды и нарущения термодинамического равновесия пластовой системы приводит к выпадению кристаллов парафина в пористой среде и как следствие к снижению продуктивности добывающих и приемистости нагнетательных скважин, уменьщению коэффициента охвата пласта заводнением по толщине и в некоторых случаях может вызвать полное отключение некоторых пропластков из активной выработки [41]. [c.106]

Е Нефти, содержащие асфальтено-смолистые компоненты, в плас товых условиях обладающие аномалией вязкости,"являются неньютоновскими жидкостями. Закономерности фильтрации таких неф-тей хорошо изучены в макрооднородных пористых средах. [c.60]

Различная плотность расположения частиц в осадках отражается не только на объемах, но и на механических и фильтрационных их свойствах. Сопротивление деформации плотногс) осадка устойчивой суспензии ниже, чем рыхлого осадка коагу- лированной суспензии. В некоторых случаях первые осадки текут как вязкие ньютоновские жидкости, в то время как вторые ведут себя как неньютоновские жидкости и упруго-вязкие тела (йодробнее см. главу IX), Скорость фильтрации через коагули рованные осадки значительно выше, чем через устойчивые. Этим пользуются в технике и сельском хозяйстве, а также в практике аналитических лабораторий. Кроме того, определяя скоро<Йг фильтрации, можно исследовать структуры осадков. [c.187]

Нагрев прядильного раствора во время его получения и смешения, а также во время транспортировки или перед фильтрацией и обезвоздушивапием существенно ускоряет и облегчает процессы переработки, так как при этом снижается вязкость, главным образом структурная ri Tp (см. гл. 2). Однако при нагревании высоковязких прядильных растворов встречаются технические затруднения из-за резкого снижения коэффициента теплопередачи К сростом вязкости обогреваемой жидкости. Например, для воды и других низковязких жидкостей /С = 300—400 ккал](м ч град), для вискозы в тех же условиях коэффициент теплопередачи снижается до 100, а для высоковязких прядильных растворов (rj = 400— 600 пз)—до 50 ккал м -ч-град.). Такое уменьшение величины коэффициента теплопередачи объясняется образованием на теплопередающей поверхности неподвижного слоя жидкости, затрудняющего переход теплоты. Толщина этого слоя тем больше, чем. выше вязкость прядильного раствора. Поэтому для ускорения на- гревания прядильных растворов предложен так называемый рео-логичёский теплообменник — аппарат, в котором теплообмен осуществляется с использованием реологических особенностей прядильных растворов. Так же как в аппаратах для растворения, осно-" ванных на реологических особенностях неньютоновских жидкостей, реологические теплообменники работают при больших градиентах скоростей и напряжениях сдвига. [c.133]

Данная глава посвящена созданию и исследованию модели релаксационной фильтрации дисперсных систем, имеющих сложные реологические свойства. Рассмотрены некоторые феноменологические модели релаксационной фильтрации неньютоновских сред, учитывающие запаздывание в соотношениях между скоростью фильтрации и градиентом давления. Решена задача вытеснения жидкости с релаксационными свойствами в пористой среде с целью оценки влияния инерционных членов в законе фильтрации. Рассматривается математическая модель процесса вытеснения нефти водой из пористой среды, учитывающая микроэмульсионное состояние флюидов и неравновесные эффекты, связанные с изменением реологических свойств в микроэмульгированных системах. [c.130]

Вначале такая аппроксимация использовалась для опи( ання закона фильтрационного сопротивления в переходной области между линейным и квадратичным законом сопротивления при этом а <С 0. Впоследствии, однако, такая аппроксимация почти везде уступила место двучленной аппроксимации, рассмотренной выше. В последнее же время степенной закон фильтрации вновь приобретает самостоятельное значение, поскольку он хорошо описывает движение ряда неньютоновских жидкостей, в том числе растворов и расплавов по.ли-меров, в пористой среде. Для таких жидкостей характерно псевдо-пластичоское поведение, когда эффективная вязкость жидкости падает по мере увеличения скорости деформации и показатель а. положителен. [c.224]

Для описания движения неньютоновских жидкостей в пористых средах предложены различные модификации и обобщения закона Дарси, причем большинство работ посвящено фильтрации на начальном участке кривой V — Др. Часто этот участок моделируют зависимостью v = =. G = I grad p . [c.20]

Приведенные факты показывают, что многие жидкости (нефти, пластовая вода), не проявляющие аномальных свойств вне контакта с пористой средой, при малых скоростях фильтрации могут образовывать неньютоновские системы, взаимодействуя с пористой породой. Наличие начального градиента давления у, при достижении которого начинается фильтрация, было обнаружено и при движении флюидов в газоводонасыщенных пористых средах (А. X. Мирзаджанзаде и др.). При этом было установлено, что величина у изменяется в щироких пределах и в больщинстве случаев тем выще, чем больще глинистого материала содержится в пористой среде и чем выше остаточная водонасыщенность газоводяной зоны. [c.25]

Для скважин, продуцирующих кеньютоновские нефти (предельным случаем неньютоновских нефтей является модель с начальным градиентом давления), наблюдается нарушение пропорциональности между расходом и перепадом давления и движение жидкости начинается после превышения некоторого предельного значения давления. При фильтрации этих нефтей в предельном случае имеет место начальный градиент давления. Для этого случая был предложен новый метод определения проявления неньютоновских свойств нефти в пластовых условиях [П. [c.54]

Отклонения от линейного закона фильтрации были обнаружены еще в конце 19-го века (Ф. Кинг) при исследовании водопроницаемости грунтов. Фильтрационные аномалии воды и других низкомолекулярных жидкостей связывались с действием капиллярного давления (Т.Н. Пузыревская, С.А. Роза), проявлением неньютоновских свойств жидкости (В.А. Флорин, Н.В.Чураев) или возникновением адсорбционных слоев жидкости на поверхности поровых каналов (Д.Макхафик и Л. Лернер, В. Харди, Б.В.Дерягин), уменьшающих эффективное сечение последних. Во второй половине прошлого века по мере усовершенствования техники измерений были исследованы параметры адсорбционных слоев воды и их влияние на характер течения в отдельных капиллярах [c.6]

Интенсивное исследование реологических и фильтрационных свойств пластовых флюидов началось при промышленном освоении месторождений нефти, и на начальной стадии, как и в случае более простых жидкостей, преобладали односторонние оценки изучаемых явлений. Нелинейность течения нефти в капиллярах и пористой среде, затухание фильтрации объяснялось либо сугубо объемными неньютоновскими свойствами (Д. Фенчер, Д. Льюис, К. Бернс, В.В. Девликамов, [c.6]

Как было показано в работах Нерпина и Бондаренко с сотр. [5—9], ))еологическое поведение воды хорошо удовлетворяет модели вязко-пластической жидкости с весьма низким п )едельным напряжением сдвига О порядка 10 дин см . По этой причине неньютоновские свойства воды обнаруживаются лишь при течении в очень тонких порах. Решения, полученные для описания процессов фильтрации вязко-пластической воды в тонкопористых телах [5—7, 10], в том числе и с учетом распределения пор по размерам [И], находятся в удовлетворительном согласии с экспериментом. [c.165]