Залежність проникності від пористості та розміру пор

Величина R визначає радіус пір ідеального пористого середовища з проникністю k та пористістю m (моделі породи з прямими трубками).

Для реальної пористої середовища величина R має умовний зміст, т.к. m враховує шарувату будову та звивистість пір. Ф.І. Котяхов запропонував формулу визначення середнього радіусу пір (R) реальних пористих середовищ:

(1.20)

де ?, ?

Структурний коефіцієнт для зернистих порід можна приблизно визначити за емпіричною формулою:

(1.21)

Розподіл пір за розмірами. Криві. Капілярний тиск - насиченість пір змочує фазою.

Основні методи визначення вмісту в пористій породі доби різного розміру (радіуса R):

метод вдавлювання ртуті у зразок;

метод напівпроникних перегородок;

Метод вдавлювання ртуті.

Відмитий від нафти сухий зразок породи поміщають камеру, заповнену ртуттю (після вакуумування). Ртуть вдавлюється у пори зразка спеціальним пресом при ступінчастому підвищенні тиску. Перешкоджає вдавлюванню ртуті її капілярний тиск у порах, який залежить від радіусу пір і властивостей ртуті, що змочують. "Радіус" пір, в які вдавлюється ртуть, визначається за формулою:

(1.22)

де РК – капілярний тиск, δ – поверхневий натяг (для ртуті δ=430 мН/м), θ – кут змочування (для ртуті приймається θ=140 0), R – радіус пір.

При підвищенні тиску від Р1 до Р2 в камері ртуть вдавлюється тільки в ті пори, в яких тиск подолав капілярний тиск менісків ртуті, тобто. ртуть входить у пори, радіус яких змінюється від R1=

до. Сумарний обсягцих пір з радіусами (R2≤R≤R1) дорівнює обсягу ртуті, вдавлений у зразок при підвищенні тиску від Р1 до Р2.

Тиск послідовно підвищують і реєструють обсяг ртуті, що вдавлюється при цьому, поки зразок не перестане приймати її. Таким чином визначають обсяг пір різного розміру.

Метод напівпроникних (малопроникних) перегородок.

Використовують установку (рис.9):

1 – зразок, насичений рідиною (водою або гасом);

2

- камера;

3 – напівпроникна перегородка (мембрана);

5 – градуйована пастка рідини;

6 – подача газу (азоту) під тиском.

Зразок та мембрана насичені рідиною.

Пори мембрани (керамічні, фарфорові та ін. плитки) повинні бути значно меншими за середні пори зразка.

:Рідина зі зразка витісняється азотом, тиск якого створюється всередині камери 2 і вимірюється манометром 4.

При підвищенні тиску азот спочатку у великі пори зразка і рідина йде з них через пори мембрани 3 градуированную пастку 5. Азот з камери 2 через мембрану 3 може прорватися тільки тоді, коли тиск в ньому перевищує капілярний тиск мінісків в порах мембрани () - це тиск великий через малі розміри пор в мембрані і обмежує верхній поріг випробуваних тисків в камері.

Підвищуючи ступенями тиск у камері 2 і реєструючи відповідні витіснені зі зразка об'єми рідини за формулою (1.22) визначають обсяг пор залежно від інтервалів їх радіусів (розмірів) (попередньо необхідно знайти значення δ і θ рідини).

Результати аналізу, як правило, зображують у вигляді диференціальних кривих розподілу пір за розмірами (рис.10). По осі абсцис при цьому відкладають радіуси порових каналів у мікрометрах, а поосі ординат -

- відносна зміна обсягу пір, що припадають на одиницю зміни їх радіусуR. Згідно з даними експериментальних досліджень колекторів, рух рідини відбувається по порах радіусом 5 - 30 мкм.

Заснований на обертанні керна насиченого рідиною в центрифузі. В результаті розвиваються відцентрові сили, що сприяють видаленню рідини з пір. При зростанні швидкості обертання рідина видаляється з пір меншого радіусу.

У досвіді реєструється об'єм рідини , що витік при даній швидкості обертання. За швидкістю обертання розраховують відцентрову силу та капілярний тиск, що утримує рідину у зразку. За значенням капілярного тиску визначають розмір пір, з яких витекла рідина при даній швидкості обертання, і будують криву диференціальну розподілу пір за розмірами.

Перевагою відцентрового методу є швидкість досліджень.

За даними всіх вказаних методів вимірювань, крім диференціальної кривої розподілу пір за розмірами, можна побудувати іншу криву – залежність капілярного тиску від водонасиченості пір (рис.11).

П

роникність порід:

Метод напівпроникних перегородок дозволяє отримати залежність Рк=f(SВ) найбільш близькі до пластових умов, т.к. можна використовувати воду і нафту як насичувальне і витісняє середовище.

Залежність Рк=f(SВ) широко використовують з оцінки залишкової водонасиченості колектора в перехідних зонах нафту-вода, вода-газ.

Лабораторні методи визначення проникності порід.

У зв'язку з тим, що проникність гірських порід залежить від багатьох факторів (гірського тиску, температури, взаємодія флюїдів з твердою фазою і т.д.) необхідні методи експериментального вивчення цих залежностей.Наприклад, встановлено:

проникність порід по газу завжди вища, ніж для рідини (через часткове прослизання газу вздовж поверхні каналів – ефект Клінкенберга та асорбції рідини на стінках колекторів, набухання глин тощо);

при збільшенні температури та тиску газопроникність порід зменшується (зменшення довжини вільного пробігу молекул та зростання сил тертя): при тиску 10 МПа у деяких порід газопроникність зменшується в 2 рази, порівняно з такою при атмосферному тиску (0.1 МПа); зі збільшенням температури з 20 0 З до 90 0 З проникність порід може зменшитися на 20 – 30%.

Калькулятор

Сервіс безкоштовної оцінки вартості роботи

1. Заповніть заявку. Фахівці розрахують вартість вашої роботи
2. Розрахунок вартості прийде на пошту та по СМС

Номер вашої заявки

Зараз на пошту прийде автоматичний лист-підтвердження з інформацією про заявку.

---