1.Особенности движения флюидов в природных пластах
Движение флюидов сквозь пористые породы контролируется проницаемостью последних и перепадом давления. Давление обусловлено гидравлическим напором, гравитацией, капиллярными явлениями, расширением газа или комбинацией этих факторов. Движение флюида, обусловленное неравновесным в гравитационном поле распределением плотности, называется конвекцией. Движение флюидов в таком резервуаре ограничено малыми размерами самого резервуара.
Довольно часто движение флюидов не подчиняется данному закону, н.п. при трогании пластовой нефти требуется некоторое, отличное от нулевого, напряжение, чтобы разорвать образованные пластовой водой коллоидные структуры. Такие среды называются неньютоновскими, а модель - моделью неньютоновского течения. Характерные особенности движения флюидов в природных пластах обусловлены как спецификой строения коллекторов, так и методами разработки месторождений углеводородного сырья. На характер движения флюидов в такой системе большое влияние оказывают тип и размер пустот. Характерные особенности движения флюидов в природных пластах обусловлены как спецификой строения коллекторов, так и методами разработки месторождений углеводородного сырья.
Исследования путей движения флюидов в затрубном пространстве скважины позволили определить следующие каналы: 1) трещины и перемятости пород; 2) участки, заполненные невытесненной промывочной жидкостью; 3) участки стенок скважины с глинистой коркой; 4) зазоры, возникшие на границах обсадная колонна - тампонажный камень и тампонажный камень - стенка скважины в результате выделившейся из - тампонажного раствора воды; 5) щель, заполненная водой на границе между глинистой коркой ( промывочной жидкостью) и тампонажным раствором ( камнем), возникшая в результате их синерезиса; 6) каналы, образованные поднимающимся по тампонажному раствору газом; 7) капилляры, пронизывающие схватившийся, но еще не затвердевший тампонажный раствор, образованные в результате наличия в растворе избыточной воды ( по сравнению с необходимым ее количеством для химического процесса соединения цемента с водой); 8) каналы, образовавшиеся в цементном растворе в результате водоотделения на контакте с другими поверхностями; 9) трещины в цементном камне после его перфорации.
2. Явление фильтрации
Фильтрация представляет собой движение жидкости в пористой среде под действием перепада давления. Основной характеристикой фильтрационного движения является вектор скорости фильтрации u определяемый следующим образом. Выберем точку М пористой среды и проведем через нее элементарную площадку S. Через выделенную площадку в единицу времени протекает масса жидкости Q. Тогда проекция вектора u на нормаль к выделенной площадке равна lim ? Q/(( S), где p – плотность жидкости. масса жидкости делится на полную площадь S, а не на ее часть, занятую порами. Основное соотношение теории фильтрации - закон фильтрации - устанавливает связь между вектором скорости фильтрации и тем полем давления, которое вызывает фильтрационное движение. Некоторые сведения о законе фильтрации можно получить, исходя из самых общих представлений.
3. Геометрические характеристики пористых сред
Будучи геометрическими характеристиками, пористость и проницаемость изменяются при деформации пористой среды.
Под проницаемостью пористой среды понимается свойство пористой среды пропускать сквозь себя жидкости и газы. Следует подчеркнуть, что проницаемость ( проводимость) пористой среды есть ее динамическое свойство, проявляющееся лишь при фильтрации жидкостей или газов. Под проницаемостью пористой среды понимается свойство пропускать через себя жидкость или газ под действием приложенного градиента давления, т.е. это проводимость пористой среды по отношению к жидкости или газу. Под проницаемостью пористой среды подразумевается способность ее пропускать жидкость или газ при наличии в ней перепада давления. Проницаемость определяется размерами пор. Почти все без исключения осадочные породы: пески, песчаники, известняки, доломиты и даже глины, обладают лроницаемостыо. Однако такие породы, как глины, доломиты и некоторые известняки, несмотря на довольно значительную пористость, обладают заметной проницаемостью только для газа, которая может быть обнаружена при весьма значительных градиентах давления. Это объясняется тем, что указанные породы состоят из весьма узких капиллярных пор, оказывающих большое сопротивление при протекании жидкости и даже газа.
По́ристость (устар. скважность[1]) — характеристика материала, совокупная мера размеров и количества пор в твёрдом теле[2].Является безразмерной величиной от 0 до 1 (или от 0 до 100 %). 0 соответствует материалу без пор; 100 %-я пористость недостижима, но возможны приближения к ней (пена, аэрогель и т. п.). Дополнительно может указываться характер пористости в зависимости от величины пор: мелкопористость, крупнопористость и т. п. Характер пористости является словесной характеристикой материала и его определение зависит от отрасли. Поры, как правило, заполнены вакуумом или газом с плотностью, значительно меньшей, чем истинная плотность материала образца. В этом случае величина пористости не зависит от истинной плотности материала, а зависит только от геометрии пор.
Основной характеристикой пористой среды является пористость, определяемая как отношение объема пор Vp к объему породы V
