A tározó kőzet tulajdonságok (1) - a gyakorlati munka, 4. oldal
1.5.4. Értékelése a tárolókőzet permeabilitását, amely több különböző permeabilitási produktív rétegek
Vegyük azt az esetet, lineáris-vízszintes szűrés folyadékok egy képződményben több különálló rétegből vagy rétegek a pórusos közeg (ábra. 1,17), elválasztva egy végtelenül vékony impermeábilis terelőlemezek különböző teljesítmény és a permeabilitás.
Ábra. 1.17. Lineáris szűrés egy formáció több különálló rétegek különböző teljesítmény és a permeabilitás
Az átlagos értéke a átbocsátási együttható kell mérni energia szerint termelő rétegek, mely átmegy a szűrési folyadékok:
ahol - az átlagos permeabilitás; Ki - a permeabilitása az i-edik varrat; hi - teljesítmény (magasság) i-edik varratot.
Vegyünk egy példát. Kiszámítjuk az átlagos átbocsátási együttható, amely egy néhány izolált közbenső rétegek számára feltételek:
Adott: szám uch-ka hi, m ki, md
Találja meg az átlagos átbocsátási együttható () kialakulásának?
Határozat. = (100 × 6 + 200 + 4,5 · 300 · 400 · 3 + 1,5) / (6 + 4,5 + 3 + 1,5) = 200 (MD).
Amikor a vízszintes lineáris szűrés folyadékok rétegen keresztül, amelynek több párhuzamos szomszédos izolált zónák különböző permeabilitási pórusos közeg (. Ábra 1.18), az átlagos arány a tárolókőzet permeabilitását számított távolság (hossz) szűrő folyadék az egyenlet:
ahol - az átlagos permeabilitás; Ki - a permeabilitása az i-edik varrat; Li - a hossza az i-edik varrat; Lobsch = ΣLi - a teljes hossza a tartály.
Ábra. 1.18. Lineáris szűrés rétegen keresztül, amelynek több egymást követő zónák különböző permeabilitási
Vegyünk egy példát. Számítsuk átlagos áteresztési együtthatója vízszintes lineáris folyadékok szűrésére, amelynek több egymás után elrendezett párhuzamos izolált zónák különböző áteresztőképesség az feltételeknek:
Találja meg az átlagos átbocsátási együttható () kialakulásának?
Határozat. = (75 + 75 + 150 + 300) / (75/25 + 75/50 +150/100 + 300/200) = 600 / 7,5 = 80 (Maryland).
Ha a radiális folyadékszűrő képződésén keresztül, amely több koncentrikus zónák különböző permeabilitási (. Ábra 1.19), az átlagos értéke a tárolókőzet permeabilitását hányados becslését, figyelembe véve a sugara a radiális kontúr szűrési folyadékot keresztül produktív rétegek a következő kifejezéssel:
ahol - az átlagos permeabilitás; Ki - permeabilitású zónák; ri - sugara az i-régiót; rc - sugara a fúrólyuk; rk - sugara a tápáramkör.
Ábra. 1,19 Radial rétegen átszűrve, amelynek több koncentrikus zónák különböző permeabilitási
Vegyünk egy példát. Számítsuk átlagos áteresztési együtthatója a radiális folyadék szűrő esetében feltételek szerint:
Találja meg az átlagos átbocsátási együttható () kialakulásának?
1.5.5. áteresztőképesség függés porozitás
Elméletileg, ha bebizonyosodik, hogy a jól rendezett, lekerekített, homogén anyag (például kvarchomok monomiktikus bemutatott 90% egy ásványi) permeabilitás nem függ a porozitás.
Az igazi gyűjtők általában porózus kőzetek jobban áteresztő.
A függőség áteresztőképessége a pórusok méretét, hogy kiszűrje a kapilláris pórusok ideális porózus közeg lehet becsülni a Poiseuille törvény kapcsolatok és Darcy.
Poiseuille egyenlet írja le a térfogati folyadék áramlását egy porózus közeg, amelyet a képviselt egyenes csövekként az azonos keresztmetszetű a rendszer hossza (L), megegyezik a hossza a porózus közeg:
ahol r - pórus sugara a csatorna;
L - esetére a pórus hosszában csatorna;
N - pórusok száma egységnyi szűrőfelület;
F - szűrőfelület;
R - nyomásesés.
A void aránya a közeg, amelyen keresztül a szűrő lehet az alábbi képlettel ábrázolható:
Mivel 1,26, 1,25 egyenlet átírható a következő:
és hasonlítsa össze az egyenlet Darcy ().
Egyenlővé a jobb oldalán egyenletek redukció után az ilyen tagok kapunk egy kifejezést a kapcsolat a áteresztőképesség, a porozitás és a pórusok sugara a csatorna:
Expression 1.28 használják végrehajtása során prediktív számítások és modellezés a permeabilitási együttható a maganyag mintákat ismert porozitás. Mérések azt mutatta, hogy a pórus sugara, amelyen elsősorban a mozgása folyadékok tartományban 5 és 30 mikron.
Egyenletből 1.28 következik, hogy a sugár (méret) póruscsatornáinak becsülhető:
Ha kifejezett permeabilitás a tartomány 2 mikron pórus csatorna (mikronban) szerint számítjuk ki:
1,28-1,30 egyenletek írják le a kapcsolat a porozitás, permeabilitás és a pórusok sugara a csatorna és csak akkor érvényesek, egy ideális porózus közeget, például kvarc.
Az igazi gyűjtők pórussugarát csatorna becslési készül, tekintettel a szerkezeti jellemzői a pórusterének kőzetek. A általánosított kifejezéssel erre a célra az empirikus egyenlet FI Kotyahova:
ahol r - pórussugár;
- strukturális tényező figyelembe véve a tekervényességének a pórusok.
Érték becsült média modell mérésével elektromos ellenállás fajták. A kerámia, porózus közeg változó porozitású 0,39-0,28, a kísérleti adatok, változik 1,7-2,6. A strukturális tényező granulátum fajok megbecsülhető tapasztalati képlete:
Kapcsolat értékelésére a permeabilitási együttható a pórus csatorna méretét, csak akkor, ha egy folyadékot szűrés csatornákon keresztül, kapillárisok (pórusai kör keresztmetszetű) használnak Poiseuille korrelációs egyenletek és Darcy:
Ezenfelül a porózus közeg egy rendszer csövek. A pórusok teljes területet, amelyen keresztül folyadékot szűrjük, a becslések szerint:
F = p · r 2. A p értékét lehet reprezentálni p → = F / r 2. Behelyettesítve ezt az értéket az egyenletben a Poiseuille (1,33, expressziós balra), és csökkenti az azonos paraméterek a kifejezéseket (1,33, balra és jobbra), megkapjuk a kapcsolat a korrelációs együttható permeabilitása kőzet pórus csatorna sugara:
Ha R mérjük [cm], és & a permeabilitási együttható a [H] (1D ≈ 1,02 · 10 -8 cm 2 vagy = 1,01327), a megfelelő konverziós faktor vezetünk 9,869 × 10 -9. Ezután, átbocsátási együtthatója a filtrációs a folyadékot a kapilláris mérjük empirikusan a következő kifejezéssel:
Selejtező kapcsolat permeációs koefficienst a magassága a pórus folyadékszűrő repedés amikor csak egy törött pórusokat értékeltük a kapcsolatok a egyenletek és Darcy Buckingham.
A nyomásveszteség során a folyadék áramlását a különbség nagyon kicsi magassága mért Buckingham egyenlet:
ahol h - magassága a repedés;
v - folyadék szűrő lineáris sebessége.
Kifejezése a Darcy egyenlete a nyomáskülönbség értékét (AP = v · m · L / katt.), Egyenlővé a jobb oldalán, hogy 1,36 és csökkentve a ugyanazokat a beállításokat megkapjuk a kifejezést:
Tekintettel arra, hogy h mérjük [cm], és & a permeabilitási együttható a [H] a bemeneti a megfelelő konverziós tényező = 9,869 × 10 -9. Ezután, a permeabilitási együttható a folyadék szűrés a résen át értékelik:
Egyenletek 1,35 és 1,38 használják az elméleti becslést permeabilitási koefficiensek egy adott napon.
Vegyünk egy példát. Miután kőzet kocka mérési 10 x 10 x 10 cm-es, egy permeabilitása 10 mD szűrt folyadék lineáris üzemmódban 1 cP viszkozitású, nyomásgradiens (? P / AL), egyenlő 0,25 bar / m (0,0025 atm / cm) . Határozza meg az áramlási sebesség?
Határozat. Ez az eset - subkapillyarnoy szűrés, azaz szűrés egyenletes és gyakorlatilag kiterjed a teljes területe a minta, amelynek subkapillyarnuyu porozitású. Áramlási sebesség (Q1) lesz:
= 100 · 0,01 · (0,0025 / 1) = 0,0025 cm 3 / sec.
Ha ez a kocka lesz az egyik csatorna egy 0,2 mm átmérőjű ugyanolyan hosszúságú, mint egy kocka, majd ugyanazon a nyomáson gradiens áramlási sebességgel szűrt folyadék ezen a csatornán keresztül a következő lesz:
= 12,5 x 10 6 x (0,02 / 2) 2 · p · (0,02 / 2) 2 · 0,00025 = 0, és 001 cm 3 / sec
.. Következésképpen, ha egy csatorna a kocka és subkapillyarnoy porozitás, vagyis jelenlétében egy nem egyenletes szűrés a teljes térfogatáram (Q3) szűrt folyadék:
A teljes áramlási sebességet (Q3) értéke 40% -kal nagyobb, mint subkapillyarnoy szűréssel (Q1).
Ha a csatorna egy kocka helyett egy repedés a 0,2 mm és a szélessége 10 cm, annak hatása van a teljes áramlási sebessége a folyadék, szűrhető át a szikla, hogy elengedhetetlen:
= (84,4 × 10 5 × (0,02) 2 × 0,02 × 10 × 0,0025) / 1 = 1.688 cm 3 / sec.
A teljes áramlási sebességet (Q5), figyelembe véve subkapillyarnoy szűrő (Q1) lesz:
Összehasonlítva az első esetben az áramlási sebesség növekedni fog 675 alkalommal.
Egy példa azt mutatja, a nagy hatással a csatornák jelenléte és különösen repedések a kőzet az térfogatú szűrt folyadék.
A gyakorlatban, a permeabilitás a kőzet határozzuk meg a laboratóriumban maganyagra (lásd. Laboratóriumi gyakorlat).