Градиент - капиллярное давление
Cтраница 4
 |
Установка для измерения поверхностного натяжения методом наибольшего давления пузырьков. [46] |
Следствием существования свободной поверхностной энергии является факт появления разности давлений по обе стороны от поверхности жидкости при ее искривлении. Эта разность давлений носит название капиллярного давления. Градиент капиллярного давления всегда направлен к центру кривизны Поверхности. Поэтому для жидкости с вогнутой поверхностью капиллярное давление уменьшает внутреннее давление, а для жидкости с выпуклой поверхностью увеличивает. [47]
При движении смеси двух фаз возникает капиллярный эффект. Для одной и той же точки фильтрующей среды давления воды и нефти не равны друг другу. Маскету, величина градиента капиллярного давления мала по сравнению с градиентом среднего давления. Будем считать, что капиллярный эффект учитывается кривыми фазовых проницаемостей - см. рис. 20; при этом условии рассмотрим процесс вытеснения нефти водой. [48]
На движение в целом в процессе заводнения сравнительно однородных пластов капиллярные силы обычно большого влияния оказать не могут. Действительно, капиллярное давление при прони-цаемостях приблизительно 0 1 - 1 дарси имеет порядок нескольких десятых долей атмосферы, что значительно меньше давлений, применяемых при закачке воды. Но, как указывалось выше, капиллярное давление есть функция насыщенности, следовательно, градиент капиллярного давления определяется насыщенностью и ее градиентом. [49]
Как хорошо известно, при взаимном вытеснении несмешивающихся жидкостей из пористой среды на границе их контакта возникают капиллярные силы. Вследствие неоднородности пласта эти капиллярные силы распределены неравномерно и оказывают определяющее влияние на фронтообразование. Причиной этого является то, что капиллярные силы действуют на расстояниях сопоставимых с размерами пор и градиенты капиллярных давлений могут существенно превысить градиенты гидродинамического давления. Ниже приведены обзор и уточнение механизма замещения жидкости газом в неоднородных пористых средах с учетом капиллярных сил. [50]
При взаимном замещении несмешивающихся жидкостей из пористой среды на границе их контакта возникают капиллярные силы. Вследствие неоднородности пласта эти капиллярные силы распределены неравномерно и оказывают определяющее влияние на конфигурацию фронта. Причиной этого является то, что капиллярные силы действуют на расстояниях, сопоставимых с размерами пор, и градиенты капиллярных давлений могут существенно превысить градиенты гидродинамического давления. [51]
В течение начальной, или фронтальной, фазы вытеснения нефти можно принять, что сопротивление, оказываемое пористой средой движению газа, мало по сравнению с сопротивлением движению нефти вследствие того, что вязкость нефти выше вязкости газа. Изменение расхода газа не влияет на величину остаточной нефти в начальной фазе разработки пласта, поскольку он залегает горизонтально, а градиент капиллярного давления на фронте является пренебрежимо малым. [52]
В практических задачах вопрос единиц измерения приобретает большую важность. В знаменателе уравнений имеются только отношения проницаемостей и вязкостей; поэтому размерность единиц в знаменателе не имеет значения - нужно лишь, чтобы эта размерность была одинаковой. Однако величины, входящие в числитель, должны иметь определенную размерность; так, фазовые проницаемости для нефти, воды и газа должны быть выражены в дарси, вязкость - в сантипуазах, а расход - в кубических сантиметрах на квадратный сантиметр площади поперечного сечения. Градиент капиллярного давления должен быть выражен в атмосферах на сантиметр, гравитационный фактор gAgsina - также в атмосферах на сантиметр. [53]
Очевидно, форма кривых фазовой проницаемости зависит от того, как распределены фазы в порах. При медленном движении это распределение полностью определяется капиллярными силами. Дело в том, что градиент капиллярного давления в масштабе размера пор очень велик, так как на расстоянии характерного размера пор, имеющего порядок fk, кривизна мениска меняется от нуля до величины того же порядка, что и радиус пор. [54]
Есть микронеоднородность, мезонеоднородность и макронеоднородность по проницаемости. И на уровне микронеоднородности действуют силы, которые уже не действуют на уровне макронеоднородности, их действие завершилось на уровне микронеоднородности. Такими господствующими силами являются капиллярные силы, капиллярные давления и гигантские градиенты капиллярного давления, которые действуют на короткие расстояния и на этих расстояниях во много-много раз превосходят гидродинамические градиенты давления, создаваемые за счет разности забойных давлений нагнетательных и добывающих скважин. Капиллярные силы возникают, потому что нефть и вытесняющая вода взаимонерастворимы, на контакте нефти и воды действуют силы смачивания; капиллярные силы обратно пропорциональны радиусу поровых каналов, в мельчайших поровых каналах достигают значительной величины; в условиях микронеоднородности пористой породы гигантские градиенты капиллярного давления создают гипернестационарный скоротечный локальный фильтрационный процесс, в результате которого вытесняющая вода захороняет остаточную нефть. Поэтому в лабораторных условиях на образцах породы при достаточно большом числе образцов и достаточно большой прокачке вытесняющей воды можно определить коэффициент вытеснения нефти водой в целом для всего нефтяного пласта, содержащего много участков и много скважин. [55]
Влияние защемления водяной фазы у забоя скважин на изменение их продуктивности особенно значительно при низких пластовых давлениях. Этим фактором, по всей видимости, объясняется снижение продуктивности скважин после проведения ремонтных работ на поздних стадиях эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений. Причины зависимости размеров и состояния зоны поражения от пластового давления объясняются достаточно просто. Защемленная фаза удерживается в пористой среде капиллярными силами, и для ее извлечения необходимо создать определенный градиент гидродинамического давления для преодоления градиента капиллярного давления. [56]
Есть микронеоднородность, мезонеоднородность и макронеоднородность по проницаемости. И на уровне микронеоднородности действуют силы, которые уже не действуют на уровне макронеоднородности, их действие завершилось на уровне микронеоднородности. Такими господствующими силами являются капиллярные силы, капиллярные давления и гигантские градиенты капиллярного давления, которые действуют на короткие расстояния и на этих расстояниях во много-много раз превосходят гидродинамические градиенты давления, создаваемые за счет разности забойных давлений нагнетательных и добывающих скважин. Капиллярные силы возникают, потому что нефть и вытесняющая вода взаимонерастворимы, на контакте нефти и воды действуют силы смачивания; капиллярные силы обратно пропорциональны радиусу поровых каналов, в мельчайших поровых каналах достигают значительной величины; в условиях микронеоднородности пористой породы гигантские градиенты капиллярного давления создают гипернестационарный скоротечный локальный фильтрационный процесс, в результате которого вытесняющая вода захороняет остаточную нефть. Поэтому в лабораторных условиях на образцах породы при достаточно большом числе образцов и достаточно большой прокачке вытесняющей воды можно определить коэффициент вытеснения нефти водой в целом для всего нефтяного пласта, содержащего много участков и много скважин. [57]
Таким образом, при ky со вытеснение в двухслойном пласте описывается решением Бакли - Леверетта. Если среда гидрофильна и мощность слоев невелика, то капиллярная пропитка будет происходить очень быстро и приводить к тому, что в каждый момент состояние будет близко к капиллярному равновесию. Если, кроме того, kz / ki мало, то суммарный переток пренебрежимо мал. Разность капиллярных давлений в слоях не зависит от мощности слоев. Если эти мощности малы, то составляющая градиента капиллярного давления, перпендикулярная к потоку, может быть очень велика. [58]
Страницы: 1 2 3 4