Залежність параметрів рідини, газу та пористого середовища від тиску

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Виведені диференціальні рівняння (1.2, 1.4) містять параметри, які характеризують рідина або газ: щільність r. в'язкість m. а також параметри пористої середовища - коефіцієнти пористості m і проникності k. Для подальших розрахунків треба знати залежність цих коефіцієнтів від тиску.

Щільність крапельної рідини. При сталій фільтрації крапельної рідини можна вважати її щільність, що не залежить від тиску, тобто розглядати рідину як нестисливої: r = const.

У невстановлених процесах необхідно враховувати стисливості рідини, яка характеризується коефіцієнтом об'ємного стиснення рідини bж. Цей коефіцієнт зазвичай вважають постійним:

Для нафт різних родовищ коефіцієнти об'ємного стиснення складають (7 - 30) 10 -10 Па -1. для пластових вод (2,7 - 5) 10 -10 Па -1.

В останній формулі перейдемо від обсягів до щільності і отримаємо:

Природні гази можна вважати ідеальними (досконалими), якщо пластові тиску газових родовищ невеликі (до 6 - 9 МПа) і газ відбирається при депресії до 1 МПа. В даний час в практиці все частіше зустрічаються газові родовища з високими пластовими тисками (до 40 - 60 МПа), які іноді експлуатуються з великими депресіями (близько 15 - 30 МПа). У цих умовах слід використовувати рівняння стану реального газу

де z - коефіцієнт, що характеризує ступінь відхилення стану реального газу від закону ідеальних газів (коефіцієнт сверхсжімаемості) і залежить для даного газу від тиску і температури z = z (p, Т). Значення коефіцієнта сверхсжімаемості z визначаються за графіками Д. Брауна.

В'язкість нафти. Експерименти показують, що коефіцієнти в'язкості нафти (при тисках вище тиску насичення) і газу збільшуються з підвищенням тиску. При значних змінах тиску (до 100 МПа) залежність в'язкості пластових нафт і природних газів від тиску можна прийняти експоненційної:

При малих змінах тиску ця залежність має лінійний характер.

Тут m0 - в'язкість при фіксованому тиску p0; # 946; m - коефіцієнт, який визначається експериментально і залежить від складу нафти або газу.

Пористість пласта. Щоб з'ясувати, як залежить від тиску коефіцієнт пористості, розглянемо питання про напруги, що діють в пористої середовищі, заповненої рідиною. При зменшенні тиску в рідині збільшується сили на скелет пористого середовища, тому пористість зменшується.

Внаслідок малої деформації твердої фази вважають зазвичай, що зміна пористості залежить від зміни тиску лінійно. Закон стисливості породи записують наступним чином, вводячи коефіцієнт об'ємної пружності пласта bс: