Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram

Филтриращи характеристики на порестата среда




Порестото пространство на седиментните скали е сложна система от взаимосвързани междузернисти кухини, в които е трудно да се разграничат отделните канали на порите. Още по-трудно е порестото пространство на карбонатните скали (варовик, доломит), което се характеризира с по-хетерогенна система от първични пори, както и наличието на пукнатини, канали и кухини, възникващи след образуването на самата скала. Освен това, структурата на петролните и газови находища се усложнява от значителната хетерогенност на скалите, наслояването на тяхната структура и наличието на тектонски смущения. Всички тези и други обективни фактори определят характеристиките на процеса на филтриране и неговите теоретични основи:

1. Филтрацията се осъществява при навиване и изключително малка в напречните размери на порите в много ниски скорости на флуидния поток; при филтриране, силите на триене са много високи поради вискозитета на течността и огромната област на контакт с течността с повърхността на порите.

2. Не е възможно да се изследва движението на флуид и газ в порести образувания чрез конвенционални хидродинамични методи, тъй като областта на движение на флуидите се определя не от един порен канал, а от целия набор от поресто пространство.

3. В теорията на филтрирането се извършва комбинация от различни линейни скали, които се различават с много порядъци:

размер на порите - единици и десетки микрометри;

диаметър на сондажа - десетки сантиметри;

разстояние между кладенците - стотици метри;

дължина на полето - десетки километри;

мащабът на хетерогенността на продуктивните слоеве по протежение на стачката може да има почти всяка стойност .

4. Ограничаването и неточността на информацията за структурата и свойствата на резервоарите и резервоарните флуиди не ни позволява да изградим еднозначен модел на резервоарния резервоар.

Всички тези характеристики определят различните модели на методи и изчислителни схеми, които определят, на първо място, количествената закономерност на филтрационните процеси, които не са много чувствителни към точността на първоначалните данни.

В теорията на филтрацията, както и в хидромеханиката, се приема, че порестата среда и течностите, които я насищат, образуват непрекъсната среда, т.е. да запълват непрекъснато всеки разпределен елементарен обем. Това налага определени ограничения върху концепцията за елементарния обем на порестото пространство.

Под елементарен обем се разбира обемът, в който са затворени голям брой пори и зърна, така че да е достатъчно голям в сравнение с размерите на порите и зърната на скалата.

За елементарния обем са въведени локални усреднени характеристики на флуидната система, проста среда. Когато се прилагат за по-малки обеми, заключенията от теорията на филтрацията стават несправедливи.

Една от най-важните характеристики на порестата среда, определяща нейната вместимост, е порьозността , измерена чрез коефициента на порьозност.


border=0


Коефициент на порьозност е отношението на обема на порите V p в някой елемент от порестата среда към целия обем V на този елемент:

(1.1)

В теорията на филтрацията, порьозността се разбира като активна порьозност, която отчита само обема на поресто пространство, през което течност или газ може да се филтрира.

Наред с порьозността понякога се използва концепцията за прозрачност на пореста среда, която се оценява чрез коефициента на прозрачност.

Коефициентът на прозрачност е съотношението на площта на пропуските wp в този участък на порестата среда към цялата площ на тази секция

(1.2)

В този случай естествено се взема предвид само просветлението, съответстващо на активните пори.

Може да се покаже, че средната стойност по дължината на стойността на резервоара на коефициента на прозрачност е равна на коефициента на порьозност , т.е.

(1.3)

Следователно средната стойност на зоната за освобождаване е

, (1.4)

Ако порестата среда е статистически хомогенна, тогава във всяка точка на нейния коефициент. прозрачността е равна на коефициентите. порьозност (п = m) и не зависи от избора на посоката на участъка.

Коефициент на порьозност същите за геометрично сходни среди; той обаче не характеризира размера на порите и структурата на порестото пространство. Следователно, за да се опише порестата среда, беше необходимо да се въведе някакъв характерен размер на порестото пространство. Първите теоретични изследвания на порестото пространство бяха извършени с идеализирани почвени модели, наречени идеални и фиктивни почви . Най-подходящата геометрична характеристика на порестата среда е т.нар. Ефективен диаметър d eff на почвените частици - това е диаметърът на топките, формиращи фиктивна почва, при която хидравличното съпротивление на филтрираната течност в реална и еквивалентна фиктивна почва е същото.



Ефективният диаметър d e се определя като резултат от механичен анализ на почвата чрез конструиране на крива на фракционния състав (фиг. 1). Съществуват няколко начина да се определи d e от кривата на фракционния състав (метод на A.Gazen, метод на Крюгер-Цункер и др.). По-специално, по кривата на фракционния състав, може да се намери ефективният диаметър d, използвайки формулата за теглото на средната частица.

Фиг.1

d u = , (1.5)

където d i е средният диаметър на i - фракцията;

n i - броят на частиците i фракция.

Ефективният диаметър d e е важен, но не изчерпателен, характерен за пореста среда, тъй като дава представа само за размерите на зърната, но не и за тяхната форма, шарка, грапавост и др. Като източник на допълнителна информация за микроструктурата на порестото пространство се използват криви на разпределение на порите по конвенционалните радиуси, които също са експериментално конструирани.

2. СКОРОСТ НА ФИЛТРАЦИЯТА; ЗАКОН ЗА ЛИНЕЙНА ФИЛТРИРАНЕ НА DARCY .

Разгледайте модел на пореста среда - резервоар с напречно сечение ; налягане в краищата на модела Р1 и Р2 (фиг. 2). Нека P 1 > P 2 .

Под действието на разликата в налягането D = R 1 - Р 2 течността започва да се движи. Движението на флуида ще се случи през зоната на пролуките , която се нарича живата част на потока. Въз основа на теорията на статиката, за хомогенна пореста среда, площта на празнините wp във всяко сечение на модела на резервоара ще има същата стойност. Имайте предвид, че винаги wn <w.

Фиг. 2

Скорост на филтриране се нарича фиктивна скорост на флуида (флуид), дефинирана от съотношението на обемния дебит Q на флуида (флуид) към напречното сечение на резервоара w (нормално към посоката на флуидния поток).

, (1.6)

Както може да се види от (1.6), скоростта на филтриране u е скоростта, с която флуидът ще се движи, ако липсва порестата среда (m = 1). Очевидно е, че действителната (истинската) скорост на флуида ще се определя от съотношението на обемния дебит на течност Q към площта на междинните зр, т.е.

, (1.7)

като Ето защо ,

Установяваме връзка между V и V D. За да направите това, разгледайте две секции на разстояние dx един от друг (фиг. 2). По време на dt, течността се е преместила от една секция в друга. Тогава обемът на течността dV, отстранен от региона между тези две секции, може да се изчисли по два начина:

dV = Q * dt - продукт на потребление по време;

dV = w * dx * m е обемът на кухините в dx елемента;

От тук Q * dt = wdxm

или

но

Следователно, V = mV d . (1.8)

Отбележете, че от (1.8), вземайки предвид изрази (1.6) и (1.7), получаваме

Един от основните закони на теорията на филтрацията е закон Дарси (1856), който установява линейна зависимост между загубата на глава DH = H 1 - H 2 и обемния поток Q на течност в ток с напречно сечение w (фиг. 3).


Фиг. 3

Дарси експериментално установи, че протичането на течност през тръба с пореста среда е право пропорционално на загубата на налягане и площта на напречното сечение на тръбата (модел на формиране) и обратно пропорционална на дължината на тръбата (формация), т.е.

(1.9)

където С е коефициентът на филтрация, който зависи както от свойствата на порестата среда, така и от свойствата на филтрираната течност;

H1 и Н2 са пълни глави в началната и крайната секции на проба от пореста среда (модел на образуване).

Обикновено, скоростта на главата V 2 / 2g се пренебрегва с оглед на нейната малка плътност. Следователно, H = Z + P / g, където Z е височината на позицията, P / g = P / rg е пиезометричната глава.

Като се има предвид това - следователно хидравлично отклонение

, (1.10)

или

(1.11)

Тъй като i е безразмерно количество, затова коефициентът на филтрация има размер на скоростта, тъй като [c] = m / s

В теорията на филтрацията на нефт и газ законът Дарси е написан по различен начин (ефектите на проста среда и течност са разделени):

или , (1.12)

където k е коефициентът на пропускливост, характеризиращ порестата среда;

- коефициент на абсолютен вискозитет на филтрираната течност;

g = rg е обемното тегло на течността;

Р = gН - понижено налягане (към референтната равнина на налягането);

явно съвпада с истината, когато Z = 0

Сравнявайки (1.9) и (1.12), намираме връзката между коефициентите на филтъра C и пропускливостта k:

C = (1.13)

Законът на Дарси може да бъде написан и в диференциална форма. За да направите това, вземете тръба с ток с променливо напречно сечение и изберете две напречни сечения на разстояние dS един от друг (фиг. 4).

Фиг. 4

За стационарно (стационарно) движение H = H (S). Следователно можем да напишем: H1 = H (S); Н2 = Н (S + dS) = Н (S) + Тогава основният закон Дарси (1.9), представен чрез скоростта на филтриране, приема формата:

(1.14)

или като се вземе предвид (23)

, (1.15)

Знакът минус, който се появява във формула (1.15), показва, че намаленото налягане (или налягането) намалява в посоката S (t) на движението на течността.

Отбележете, че производната dP / dS (в посока S) съвпада с деривата dP / dn (нормално към напречното сечение w (S)), следователно dP / dS = dP / dn = grad P е градиентът на налягането P.

Следователно, закон Дарси (1.15) може да бъде написан във векторна форма

` , (1.16)

където grad P е векторна стойност.

В случай на нестационарно филтриране, когато H = H (S, t), изрази (1.14) и (1.15) са записани в частични производни:

и (1.17)

тук /H / andS и /Р / ¶S обикновено се наричат ​​градиент на налягането и градиент на налягането.

Определете коефициентите на измерение. пропускливост k.

От формулата (1.13), използвайки физическата система от единици, получаваме:

В техническата система на единиците и в системата SI [k] = m 2 .

В смесена система от единици, която се използва в практиката на нефтени находища, пропускливостта се измерва в единици - Дарси . За да направите това, трябва да вземете формулите за изчисление: [Q] = cm3 / s, [m] = spz; [Р] = kg / cm3; [ ] = cm; [w] = cm2; след това [k] = darcy.

За единица пропускливост 1 дарси (D) се взема проницаемостта на такава пореста среда, когато се филтрира през проба, която има площ на напречното сечение от 1 cm2, дължина 1 cm и спад на налягането от 1 kg / cm 3, дебитът на вискозитета 1 cm е 1 cm3 / s.

От Закона на Дарси (1.12) откриваме, че:

k = 1 darcy = 1.02 * 10 -12 m 2





; Дата на добавяне: 2017-12-14 ; ; Видян: 968 ; Публикуваните материали нарушават ли авторските права? | | Защита на личните данни | РАБОТА НА ПОРЪЧКА


Не намерихте това, което търсите? Използвайте търсенето:

Най-добрите думи: ще се завлечете от момичето, опашките ще растат, ще се занимавате с проучване, роговете ще растат 8686 - | 6842 - или прочетете всички ...

2019 @ ailback.ru

Генериране на страницата над: 0.009 сек.