Cтраница 4
В частности, если начальное содержание связанной жидкости настолько велико, что все поровые каналы в начальном состоянии перекрыты, то движение прокачиваемой извне жидкости ( газа) начнется только после того, как слои связанной жидкости будут частично прорваны. Тем самым в этих условиях возможно появление предельного ( начального) градиента давления для фильтрации ньютоновской жидкости. В частности, это может наблюдаться при фильтрации газа в глинизированных породах, содержащих остаточную воду, поскольку вода образует с частицами глины коллоидный раствор, обладающий некоторой сдвиговой прочностью. Даже тогда, когда каналы в исходном состоянии не вполне перекрыты, нет истинного предельного градиента давления и движение газа происходит при каких угодно малых градиентах давления, нелинейность закона фильтрации может оказать существенное влияние на гидродинамику процесса, а закон фильтрации с предельным градиентом ( совершенно так же, как, например, для суспензий) может служить хорошим приближением при не очень малых и не слишком больших скоростях. [46]
Следует отметить, что состояние слоев связанной воды является неравновесным. Поэтому при фиксированных условиях может происходить перестройка их во времени, сопровождающаяся изменением сопротивления среды. Это указывает на необходимость экспериментального изучения изменения закона фильтрации во времени. Наряду с упругостью защемленного газа роль восстанавливающей силы при снятии перепада давления может играть капиллярность. Поэтому эффект нелинейности закона фильтрации с частичной обратимостью при прекращении движения может наблюдаться и для капельной жидкости, движущейся в глинизированной среде, содержащей остаточную воду. [47]
Проблема взаимодействия нагнетаемой воды с глинистыми фракциями пород-коллекторов нефти и газа возникла с самого начала освоения систем разработки нефтяных месторождений при искусственном заводнении. Глинистые минералы относятся к числу характерных компонентов гранулярных коллекторов и в значительной мере определяют их ФЕС. Поэтому они уже давно привлекают внимание нефтяников. Лабораторные и промысловые исследования показали, что с увеличением относительного количества глинистой фракции обычно связано ухудшение проницаемости коллекторов, а пространственная изменчивость глин в породе - одна из причин неоднородности продуктивных объектов по ФЕС / Хорошо известна повышенная сорбционная активность глин, а также способность некоторых к набуханию при опреснении пластовых вод, сопровождающемуся снижением проницаемости и пористости. Для сильноглинизированных коллекторов характерны нелинейность закона фильтрации, предельный градиент давления. [48]
Инерционные затраты связаны с неравномерностью истинных скоростей течения в разл. По определению, турбулентное течение в трубах возникает при определенных высоких скоростях течения и характеризуется наличием в потоке вихревых явлений. В поровых каналах турбулентное течение может возникать при больших скоростях течения в крупных по размерам каналах ( трещины и пр. Поэтому физически более правильно использовать термин инерционные потери как более общий, ибо нелинейность закона фильтрации может проявляться и при отсутствии явлений турбулентности. [49]
Иначе говоря, фильтрация происходит таким образом, что при градиентах давления, меньших по абсолютной величине, чем т0, движение практически отсутствует. Наличие начального градиента при фильтрации газа приводит к снижению как газо - и конденсатоотдачи, так и дебитов скважин вследствие образования застойных зон, иногда очень обширных, где газ неподвижен из-за недостаточного градиента давления. С ростом водонасыщенности начальный градиент давления при фильтрации газа через глинизированную породу значительно возрастает. Он отличен от нуля только при водонасыщенности больше некоторой предельной и увеличивается с ростом эффективного давления. Отмеченные зависимости необходимо учитывать при оценке влияния режима разработки на газоотдачу в связи с нелинейностью закона фильтрации и начальным градиентом. Разработка месторождений в режиме истощения происходит при больших градиентах, чем в случае внутриконтурного заводнения, в связи с чем часть застойных зон по мере снижения пластового давления и роста градиента начинает дренироваться. Однако, с другой стороны, при снижении пластового давления возрастает эффективное давление, действующее на пласт, что, как уже отмечалось, приводит к росту начального градиента в малопроницаемых прослоях. Рост начального градиента для газа в ходе разработки может привести к тому, что малопроницаемые прослои превратятся в непроницаемые и будет отрезана и перестанет дренироваться часть коллектора. [50]
Во всех рассмотренных случаях скорость фильтрации пропорциональна градиенту давления, т.е. она линейно зависит от градиента давления. Известны также нелинейные зависимости скорости фильтрации от градиента давления. Соответствующие законы фильтрации называют нелинейными законами фильтрации. Нелинейность законов фильтрации обычно связывают с тремя причинами: с проявлением инерционных сил при повышенных скоростях фильтрации, с деформацией горных пород и, как следствие, с линейным изменением проницаемости пород пласта от давления, а также с неньютоновскими свойствами движущихся в пласте веществ. При этом нелинейная связь скорости фильтрации и градиента давления свойственна только нелинейным законам, обусловленным действием инерционных сил и проявлением неньютоновских свойств насыщающих пласт веществ. Нелинейность закона фильтрации, вызванная деформацией горных пород, есть скорее проявление нелинейной зависимости проницаемости пород от давления. Вначале рассмотрим нелинейность закона фильтрации, связанную с проявлением инерционных сил. Экспериментально было обнаружено, что даже во время фильтрации однородной жидкости при повышенных числах Рейнольдса NRe vdnp / ii ( v - скорость фильтрации; р, ц - соответственно плотность и вязкость фильтрующего вещества; dn - характерный внутренний линейный размер пористой среды, например, средний диаметр пор) наблюдается отклонение от закона Дарси. Эксперименты показывают, что при числах Рейнольдса, больших, чем критические, градиент давления пропорционален квадрату скорости фильтрации. При числах же Рейнольдса меньше критических, когда справедлив закон Дарси, градиент давления линейно зависит от скорости фильтрации. Естественно, возникла мысль объединить закон Дарси и закон квадратичной зависимости градиента давления от скорости фильтрации. [51]
Во всех рассмотренных случаях скорость фильтрации пропорциональна градиенту давления, т.е. она линейно зависит от градиента давления. Известны также нелинейные зависимости скорости фильтрации от градиента давления. Соответствующие законы фильтрации называют нелинейными законами фильтрации. Нелинейность законов фильтрации обычно связывают с тремя причинами: с проявлением инерционных сил при повышенных скоростях фильтрации, с деформацией горных пород и, как следствие, с линейным изменением проницаемости пород пласта от давления, а также с неньютоновскими свойствами движущихся в пласте веществ. При этом нелинейная связь скорости фильтрации и градиента давления свойственна только нелинейным законам, обусловленным действием инерционных сил и проявлением неньютоновских свойств насыщающих пласт веществ. Нелинейность закона фильтрации, вызванная деформацией горных пород, есть скорее проявление нелинейной зависимости проницаемости пород от давления. Вначале рассмотрим нелинейность закона фильтрации, связанную с проявлением инерционных сил. Экспериментально было обнаружено, что даже во время фильтрации однородной жидкости при повышенных числах Рейнольдса NRe udn ( / ii ( v - скорость фильтрации; р, ц - соответственно плотность и вязкость фильтрующего вещества; dn - характерный внутренний линейный размер пористой среды, например, средний диаметр пор) наблюдается отклонение от закона Дарси. Эксперименты показывают, что при числах Рейнольдса, больших, чем критические, градиент давления пропорционален квадрату скорости фильтрации. При числах же Рейнольдса меньше критических, когда справедлив закон Дарси, градиент давления линейно зависит от скорости фильтрации. Естественно, возникла мысль объединить закон Дарси и закон квадратичной зависимости градиента давления от скорости фильтрации. [52]
Во всех рассмотренных случаях скорость фильтрации пропорциональна градиенту давления, т.е. она линейно зависит от градиента давления. Известны также нелинейные зависимости скорости фильтрации от градиента давления. Соответствующие законы фильтрации называют нелинейными законами фильтрации. Нелинейность законов фильтрации обычно связывают с тремя причинами: с проявлением инерционных сил при повышенных скоростях фильтрации, с деформацией горных пород и, как следствие, с линейным изменением проницаемости пород пласта от давления, а также с неньютоновскими свойствами движущихся в пласте веществ. При этом нелинейная связь скорости фильтрации и градиента давления свойственна только нелинейным законам, обусловленным действием инерционных сил и проявлением неньютоновских свойств насыщающих пласт веществ. Нелинейность закона фильтрации, вызванная деформацией горных пород, есть скорее проявление нелинейной зависимости проницаемости пород от давления. Вначале рассмотрим нелинейность закона фильтрации, связанную с проявлением инерционных сил. Экспериментально было обнаружено, что даже во время фильтрации однородной жидкости при повышенных числах Рейнольдса NRe vdnp / ii ( v - скорость фильтрации; р, ц - соответственно плотность и вязкость фильтрующего вещества; dn - характерный внутренний линейный размер пористой среды, например, средний диаметр пор) наблюдается отклонение от закона Дарси. Эксперименты показывают, что при числах Рейнольдса, больших, чем критические, градиент давления пропорционален квадрату скорости фильтрации. При числах же Рейнольдса меньше критических, когда справедлив закон Дарси, градиент давления линейно зависит от скорости фильтрации. Естественно, возникла мысль объединить закон Дарси и закон квадратичной зависимости градиента давления от скорости фильтрации. [53]
Во всех рассмотренных случаях скорость фильтрации пропорциональна градиенту давления, т.е. она линейно зависит от градиента давления. Известны также нелинейные зависимости скорости фильтрации от градиента давления. Соответствующие законы фильтрации называют нелинейными законами фильтрации. Нелинейность законов фильтрации обычно связывают с тремя причинами: с проявлением инерционных сил при повышенных скоростях фильтрации, с деформацией горных пород и, как следствие, с линейным изменением проницаемости пород пласта от давления, а также с неньютоновскими свойствами движущихся в пласте веществ. При этом нелинейная связь скорости фильтрации и градиента давления свойственна только нелинейным законам, обусловленным действием инерционных сил и проявлением неньютоновских свойств насыщающих пласт веществ. Нелинейность закона фильтрации, вызванная деформацией горных пород, есть скорее проявление нелинейной зависимости проницаемости пород от давления. Вначале рассмотрим нелинейность закона фильтрации, связанную с проявлением инерционных сил. Экспериментально было обнаружено, что даже во время фильтрации однородной жидкости при повышенных числах Рейнольдса NRe udn ( / ii ( v - скорость фильтрации; р, ц - соответственно плотность и вязкость фильтрующего вещества; dn - характерный внутренний линейный размер пористой среды, например, средний диаметр пор) наблюдается отклонение от закона Дарси. Эксперименты показывают, что при числах Рейнольдса, больших, чем критические, градиент давления пропорционален квадрату скорости фильтрации. При числах же Рейнольдса меньше критических, когда справедлив закон Дарси, градиент давления линейно зависит от скорости фильтрации. Естественно, возникла мысль объединить закон Дарси и закон квадратичной зависимости градиента давления от скорости фильтрации. [54]