Упругие колебания и акустические параметры пласта.

Упругие колебания – это процесс распространения в пласте знакопеременных деформаций отдельных частей пласта.

.

Сейсмические волны – низкочастотные.

Воздействие: от 0,5 Гц до 20 МГц.

20 МГц - разрушает структуру на небольшем расстоянии от скважины.

Волновые свойства:

1. Скорость распространения волн.

2. Скорость продольных волн

Скорость поперечных волн , где

 -коэффициент Пуассона, G – модуль сдвига, Е – модуль юнга,  - коэффициент сжимаемости.

Эти соотношения справедливы для классических сред, для которых

,

,

Коэффициент Пуассона ,

 - коэффициент поглощения упругих колебаний, x – смещение.

 - зависит от частоты.

Зависимость _г от w для:

:

Чем больше глинистая фракция, тем больше .

Чем больше пористость, тем больше К_п.

Высокочастотные колебания эффективны на небольших расстояниях, а низкочастотные – на больших.

Скорость распространения || всегда выше скорости .

.

К_отраж= .

Деформация горных пород при циклическом взаимодействии.

Технология воздействия на призабойную зону создания депрессии – репрессии.

.

В зависимости от f(t) различают разные типы циклов:

1) симметричный цикл:

2) асимметричный цикл:

пульсирующий цикл

, где - коэффициент асимметрии цикла.

Для 1) =1

Для 3) =0

И зменяются: предел прочности:

Меняется модуль упругости в зависимости от числа циклов:

Явление циклического разрушения пласта – изменение прочностных свойств.

К оэффициент Пуассона: при циклическом воздействии происходит изменение пластических деформаций, а так же приводит к локальному повышению температуры породы:

Тепловые процессы в нефтегазовых пластах.

Уравнение неразрывности теплового потока .

.

Закон Фурье: , где - коэффициент теплопроводности.

Линейный закон теплопроводности

.

Физический смысл уравнения теплопроводности:

Изменение количества тепла в единице объема породы за единицу времени вызванная пространственным переносом тепла.

С ростом Т коэффициент теплопроводности растет:

Нелинейное уравнение теплопроводности

Закон Фика: .

С – теплоемкость= .

Теплоемкость:

• массовая

• объемная

• молярная

Удельная массовая – необходимая для изменения температуры ед-цы массы образца на 1 градус температуры при фиксированных Р, Т.

Удельная массовая теплоемкость

Удельная объемная теплоемкость

, m – относительная молекулярная масса.

- диффер. адиаб. коэфф-т Для газа .

Состав и физические свойства природных нефтей и газов.

Газовые, газоконденсатные, газонефтяные, газовые нефти с нефтяной оторочкой, нефтяные с газовой шапкой, нефтяные месторождения, в которых газ находится в растворенном состоянии.

Газоконденсатный фактор – это количество газа в м³, приходящееся на 1 м³ жидкой продукции.

К газоконденсатным относятся залежи с слабоокрашенной жидкостью с плотностью 740 – 780 кг/м³.

Кроме того, в газоконденсатных месторождениях может содержаться некоторое количество остаточной реликтовой нефти.

Состав и классификация нефтей.

Нефть – жидкая смесь жидких углеводородов и неуглеводородных компонентов.

3 основных класса:

метановый С_n H_2n+2

алкановый C_nH_2n

циклоалкановый C_nH_2n .

Меркоптаны - R – SH – аналогичные спиртам.

Асфальтены – близки к смолам. Представляют собой полициклические соединения, содержащие серу и бензин.

Нефти делятся на классы и подклассы.

По количествы серы – 3 класса.

1. Малосернистые, <0.5%

2. Сернистые, 0,5 – 2%

3. Высокосернистые, >2%

По содержанию смол:

1. Малосмолистые, <18%

2. Смолистые, 18 – 35%

3. Высокосмолистые, >35%

По содержанию парафина:

1. Малопарафинистые, <1,5%

2. Парафинистые, 1,5 – 5%

3. Высокопарафинистые, >6%

Есть нефти с содержанием парафина >35%.

Очищенный парафин – бесцветная кристаллическая масса, не растворимая в воде, но растворимая в эфире, бензине. Плотность 915 кг/м³. Температура плавления

40 – 60 С. Состоит из смеси двух твердых углеводородов. Формула: С₁₇ – С₃₅.

Церезин – С₃₆ – С₅₅.

Состав природных газов.

Природные газы – это смесь газообразных углеводородов и неуглеводородных компонентов.

N₂, CO₂, H₂S, RSH, He, Ar, Kr, Xe.

Метан, этан, этилен (С₂Н₄) – газы при обычных условиях.

Пропан, н.бутан, изобутан – при нормальных условиях – парообразные, при повышении давления – жидкости.

Углеводороды, начиная с С₅Н_12, – входят в бензиновую фракцию газов.

Сухой газ – метан, этан, этилен.

Жидкий газ – пропан, пропилен, изобутан, бутилен.

Бензин газовый – это изопентан, нормальный пентан, гексан и т.д.

ПРИМЕР. Газы подразделяются на три группы:

1. добываемые из газовых месторождений – сухой газ.

2. добываемые вместе с нефтью – физические смеси, сухой газ,

жидкий газ, газовый бензин.

3) добываемые из газоконденсатных месторождений – смеси сухого газа и жидкого углеводородного конденсата. Конденсат состоит из большего числа углеводородов.

.

,

где J₁ и J_n – моларные компоненты.

, где g – массовые доли компонентов в процентах. Плотность смеси определяетси по формуле

.

Так характеризуется состав газовой смеси. Но надо знать состав углеводородов.

Состав тяжелых углеводородов: G_i=10g_i, _см=10J_i_i, где g – массовая доля данного тяжелого углеводорода, _см – средняя плотность, _i, g_i – молярная плотность.

Смеси идеальных газов характеризуются свойством аддитивности парциальных объемов и парциальных давлений.

Парциальное давление газовой смеси – это давление, которое газ оказывает при удалении из объема всех остальных компонентов без изменения параметров.

Парциальный объем – это объем, который занимал бы газ при переменных Р и Т. Для этих понятий существуют законы:

1) закон Дальтона: общее давление смеси (Р_i – парциальное давление).

.

2) Для объемных давлений существует закон Амага:

Общий объем смеси идеальных газов =сумме парциальных объемов V_i=J_iV.

Объем пара после испарения жидкости.