Законы фильтрации. Коэффициент фильтрации горных пород

Таблица к Задаче № 6. Определить коэффициент фильтрации.

Ламинарное движение жидкости в пласте подчиняется закону фильтрации Дарси:

где Q – расход жидкости фильтрующейся в единицу времени, см3/с;

Кф – коэффициент фильтрации, см/с;

I = Δ Н/L – гидравлический уклон или гидравлический (напорный) градиент, доли единиц;

F – площадь поперечного сечения потока жидкости, см2;

Δ Н – разность напоров, см;

L – длина пути фильтрации, см.

 

Дарси установил, что количество жидкости, просачивающееся в единицу времени, пропорционально коэффициенту фильтрации, зависящему от физических свойств породы и фильтрующейся жидкости, падению напора, площади поперечного сечения породы и обратно пропорционально пути фильтрации (L), измеренного по направлению движения воды.

Скорость фильтрации (V) можно выразить зависимостью:

где V –скорость фильтрации, см/с;

Q – количество жидкости протекающее с определенной скоростью через площадь поперечного сечения образца породы (F, см2), см3/с;

F – площадь поперечного сечения потока, см2.

 

Преобразуем коэффициент фильтрации и получим формулу:

где Q – расход жидкости, см3/с;

L – путь фильтрации, см;

 

Δ Р – перепад давлений, 105 Па, (1 атм = 1 кгс/см2 = 105 Па ≈ 0, 1 МПа) численно

равный произведению мощности (Н) насыщенного жидкостью горизонта и его плотности (pж);

F – площадь фильтрации, см2.

Ответ: Кф = 0, 0000145 м/с = 12, 5 м/сут.

При фильтрации вод различной температуры, рассолов, нефти, газа через одни и те же породы значение коэффициента фильтрации меняется, что создает неудобство при расчетах. Поэтому вводится понятие проницаемость, означающее способность горных пород пропускать через себя различные жидкости или газы при наличии градиента давления. Численно она характеризуется величиной коэффициента проницаемости (Кп). Он зависит только от величины и структуры порового пространства.

Коэффициента проницаемости (Кп) и коэффициента фильтрации (Кф) находятся в следующей зависимости:

где Кф – коэффициент фильтрации, см/с, м/с;

Кп – коэффициент проницаемости, см2, м2;

ρ ж – плотность пластовой жидкости, г/см3, т/м3;

μ – динамическая вязкость жидкости, 10-3 Па∙ с, 1 Па∙ с.

Физический смысл размерности коэффициента проницаемости – это величина площади сечения каналов пористой среды горной породы, по которым происходит фильтрация флюидов. Приведённые выше уравнения справедливы для условий движения слабосжимаемой жидкости при линейно-направленном потоке.

Заключение.

При рассмотрении движения жидкостей и газов в пластах, представляющих собой проницаемую среду, необходимо знать характер изменения давления в точках пласта и на его границах, а особенно на стенках скважины, а также расход пластовых флюидов через какие-либо ограничивающие поверхности. При бурении это представляет интерес с позиции оценки процессов газонефтеводопроявлений, поглощений, проникновения бурового раствора в продуктивные пласты, ухудшения проницаемости призабойной зоны и др.

Приток жидкости в реальную скважину отличается от притока в гидродинамический совершенную скважину тем, что в при скважинной зоне пласта и в самой скважине против продуктивного горизонта возникают дополнительные фильтрационные сопротивления из-за искривления и загустения линий тока пластовых флюидов. Гидродинамический совершенной считается скважина, размещенная в центре кругового пласта радиусом Rк, свойства которого изотропны во всех направлениях.

Гидродинамическое несовершенство скважины проявляется в том, что в при забойной зоне пласта с конечной мощностью отсутствует радиальность потока по причине, обусловленной конструкцией забоя или фильтра.

Несовершенная скважина по степени вскрытия изучалась В.И. Щуровым путём электролитического моделирования, который построил опытные диаграммы зависимости С от параметра a=h/D ( h - мощность пласта, D- диаметр скважины), относительного вскрытия пласта h=hвс/h ( hвс - толщина вскрытия ). Дарси установил, что количество жидкости, просачивающееся в единицу времени, пропорционально коэффициенту фильтрации, зависящему от физических свойств породы и фильтрующейся жидкости, падению напора, площади поперечного сечения породы и обратно пропорционально пути фильтрации (L), измеренного по направлению движения воды.

Список использованной литературы.

1) Басниев В.С. и др. Подземная гидравлика. - М.: Недра, 1986.-300с.

2) Пыхачев Г.Б., Исаев Р.Г. Подземная гидравлика. - М.: Недра, 1973.- 359с.

3)Чарный И.А. Подземная гидрогазодинамика. - М.: Издательство нефтяной и горно-топливной литературы, 1963. - 396с.

4)Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. - М.: Недра, 1984.- 211с.

5) Евдокимова В.А., Кочина И.Н. Сборник задач по подземной гидравлике.

- М.: Недра, 1973.- 166 с.

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: