1. Вязкопластическая жидкость.

Закон фильтрации с начальным градиентом может быть записан следующим образом:

1. w=k/grаd(р)(1 – G/grаd(р) при Ggrаd(р)

2. w=0 при Ggrаd(р)

Такая жидкость характеризует случай, когда движения нет, а сдвиг есть.

w

i₀ р/х

i₀grаd(р)

Экспл. Нагн.

Когда i₀>grаd(р) возникает т.н. застойная зона и фильтрация не идёт, запасы не добываются.

Явление начального градиента давления свойственно и газу. Если газ взаимодействует с глинистой компонентой, то возникает начальный градиент. Глина обладает высокой молекулярной поверхностью и может легко удерживать молекулы газа.

Рассмотрим следующий тип неньютоновской жидкости.

2. Степенная жидкость.

Для степенной жидкости аномальный закон фильтрации записывается следующим образом:

grаd(р)=-сw^-1w,

где с – коэффициент фильтрации. с=k/.

Для степенной жидкости характерен степенной закон фильтрации.

3. Вязкоупругая жидкость.

Вязкость обоснована сопротивлением движению жидкости в пласте.

При повышении скорости фильтрации начинают проявляться эффекты упругости, т.к. жидкость не успевает срелаксировать.

При малых скоростях проявляются пластические свойства.

Сопротивление начинает значительно возрастать с ростом скорости, а эффективная вязкость при этом падает.

Увеличение относительного сопротивления приводит к появлению такого множителя как: (1+А(/d)²), где  - время релаксации, А10.

Для вязкоупругой жидкости может быть записан закон фильтрации:

grаd(р)=-k/w(1+А(/d)²)

Рассмотрим случай, довольно распространённый в нефтегазовой промышленности:

Если через образец прокачивать нефть, то постепенно проницаемость k_пр упадёт. Если прокачивать сырой газ произойдёт аналогичный эффект. Это связано с тем, что порода адсорбирует различные компоненты нефти и газа и тем самым забивается.

Описание явления адсорбции пористой среды:

с/t=(с - с_)/, (*)

где с=k/ - коэффициент фильтрации.

Когда величина равновесна:

w_=с_grаd(р)

Решая совместно уравнения (*) и неразрывности, получаем запись изменения во времени:

/х(ср/х)=0  с=с_+(с₀ - с_)е^-t/

Для скорости фильтрации запись выглядит следующим образом:

w=w_+(w₀ - w_)е^-t/

Это явление называется явлением затухания фильтрации.

Если через образец фильтровать сырую нефть, скорость фильтрации будет затухать.

Рассмотрим существующие механизмы, приводящие затухания:

1. адсорбция компонентов;

2. закупорка твёрдыми частицами и молекулами;

3. выпадение солей;

4. выпадение конденсатов и др.

От подобного разнообразия возможных процессов возникает необходимость их описания.

Лекция №16.

Пластовые воды и их физические свойства.

Объёма воды в области значительно больше, чем объёма нефти.

Выделяют упруговодонапорный режим, который имеет огромное значение при разработке пласта.

Воды в настоящее время составляют основной объём добычи. На 100 т добываемой жидкости приходится лишь 15 т нефти.

Пластовые воды классифицируются на следующие виды:

Формирование нефтяной залежи происходило следующим образом: в первоначально насыщенную водой залежь мигрировала нефть, вытесняя воду. Оставшаяся вода получила название остаточной.

Пластовыми водами занимаются гидрогеологи, но они рассматривают очень узкий круг вопросов, связанных с геохимией.

А наличие воды нельзя недооценивать. Разработчику необходимо знание о её количестве, физических свойствах, ведь на месторождении много воды внутриконтурной, контурной, закачиваемой, остаточной, в виде недоформированной залежи (особенно в Сибири).

Для примера рассмотрим классическую схему обводнения.

I – зависимость при

неподвижной воде;

II – зависимость для

недоформированной залежи.

В недоформированной залежи вода идёт сразу.

В пласте имеется и остаточная вода, исторически оставшаяся после образования залежи нефти.

Остаточная вода может находиться в различных состояниях:

• химически связанная с породой;

• физически связанная с породой;

• в виде маленьких линз.

Остаточная вода влияет на:

а) фазовую проницаемость; б) функцию капиллярного давления;

в) ёмкостные свойства;

г) эффективную пористость;

Характеристика распространения остаточной воды зависит от коэффициента смачиваемости. Порода может быть гидрофильной или гидрофобной.

В гидрофильных породах

вода сосредоточена в мелких порах,

а нефть расположена

в центрах крупных пор.

В гидрофобных наоборот:

Остаточная (погребённая вода) подразделяется на виды:

1. Капиллярно связанные воды (содержащиеся в узких капиллярных каналах, в местах сужения и пережимах пор и удерживаемые капиллярными силами);