Питома поверхня гірських порід
Питома поверхня порід - це сумарна поверхня частинок або порових каналів, які містяться в одиниці об'єму породи. Її величина залежить від ступеня дисперсності частинок (подрібненості породи), з яких складається.
Завдяки невеликим розмірам окремих зерен (частинок породи) та великої їх кількості площа поверхні порового простору пласта може досягати значних розмірів (до десятка гектарів і більше на 1м3 породи), що значно ускладнює протікання процесів, які відбуваються в пласті та досягнення задовільної повноти нафтовилучення під час видобування нафти з пласта.
Від величини питомої поверхні породи залежать такі властивості породи, як пористість, проникність, вміст залишкової води, адсорбційна здатність, а звідси і молекулярно-поверхневі явища, які відбуваються на контактах рідина-порода при фільтрації.
Адсорбція - концентрування речовини (адсорбата) з об'єму фаз на поверхні розділу між ними - на поверхні мікропористого твердого тіла (адсорбента) або на поверхні рідини.
Як бачимо, питома поверхня - одна з важливих характеристик (властивостей) гірської породи .
Визначення величини питомої поверхні є складною справою. У фіктивному грунті, коли всі зерна (частинки породи) вважати кульками, то площа поверхні всіх частинок такої породи складала б:
(3.51) |
де - питома поверхня, м2/м3;
m- пористість, долі одиниці;
- діаметр частинок фіктивного грунту.
З іншого боку, питому поверхню можна виразити через гідравлічний радіус (δ):
. | (3.52) |
Якщо зазначити, що , тоді
. | (3.53) |
Підставляючи , отримаємо
. | (3.54) |
Це один з варіантів формули Козені - Кармана.
У загальному вигляді ця формула має вигляд:
. | (3.55) |
де k- проникність, м2 ;
Т - звивистість порових каналів, яка рівна статичній довжині каналів, поділеній на довжину керна (може досягати 6 і більше);
j - структурний коефіцієнт, що враховує форму порових каналів;
m - відкрита пористість, а точніше - динамічно корисна ємність.
Величину питомої поверхні можна визначати за гранулометричним складом, величинами пористості та проникності, а також фільтраційним, адсорбційним методами та методом мічених атомів. В цьому напрямку працювали такі вчені, як Котяхов, Кусаков, Дерюгін, Зінченко, Требін та ін.
За даними досліджень Ф.І.Котяхова питома поверхня порід-колекторів може змінюватись від 38·103 до 113·103 м2/м3. Для її визначення використовують фільтраційний (пропускання через породу зрідженого повітря) та адсорбційний (метод барвників, метод поверхневого обміру з допомогою радіоактивних індикаторів, метод мічених атомів) методи.
Контрольні запитання
1 Що таке проникність?
2 Назвіть види проникності та охарактеризуйте їх.
3 Лінійний закон фільтрації – закон Дарсі (формулювання та формула).
4Яка розмірність коефіцієнта проникності технічна та в системі СІ?
5 Поясність фізичний смисл проникності.
6 Що характеризує абсолютна проникність?
7 Запишіть формулу для визначення коефіцієнта водопроникності при лінійній фільтрації води та поясніть параметри, що входять в неї.
8 Запишіть формулу для визначення коефіцієнта газопроникності при лінійній фільтрації газу.
9 Чому існує відмінність в формулах по визначенню коефіцієнтів водо- та газопроникності?
10 Запишіть формулу дебіту видобувної нафтової свердловини, розміщеної в центрі кругового покладу, та поясніть його залежність від параметрів, що входять в формулу.
11 Запишіть формулу дебіту видобувної газової свердловини, розмішеної в центрі кругового покладу, та поясніть вплив на дебіт параметрів, що входять в неї.
12 Запишіть формули для визначення тріщинної проникності.
13 Чи існує зв'язок між тріщинною пористістю і проникністю?
14 Запишіть формулу Козені-Кармана.
15 Що характеризує фазова (ефективна) проникність?
16 Як впливає збільшення водонасиченості порового простору на фазові проникності вуглеводнів?
17 Що характеризує відносна проникність?
18 Як залежить відносна проникність колектора від насиченості (при наявності 2-х фаз)?
19 Нарисуйте графічну залежність відносної проникності від насиченості при наявності 3-х фаз і поясніть її..
20 Що таке питома поверхня породи?
21 Як пов’язані питома поверхня породи з коефіцієнтами пористості та проникності?
22 Як залежить питома поверхня породи від радіусу порових каналів?
Дата добавления: 2016-04-19; просмотров: 1582;