Лекция № 5
Однако, полагаться всегда на такую закономерность, что с увеличением m k увеличивается, НЕЛЬЗЯ.
Например, глины имеют высокие значения пористости, но обладают очень малой проницаемостью.
Трещиноватые породы, имеют малую пористость, но обладают значительной проницаемостью.
Из уравнения (7) можно радиус порового канала
(8)
Котяхов, путем обработки множества экспериментальных данных на естественных образцах гранулярного типа уточнил эту формулу, приблизив ее к реальным породам, введя безразмерный коэф-нт φ:
rср
=
(9)
φ - структурный коэф-нт, хар-щий форму, размеры, площадь сечения, извилистость поровых каналов, их неоднородность и т.д.
Котыхов предложил ф-лу для опр-ия коэф-та φ:
(10)
На практике, как соотношение м/у коэф-ом проницаемости и пористости часто используют ф-лу Козени-Кармана:
k = m3 / 5 · Sуд · (1-m2) (11)
k – коэф-нт проницаемости
m – коэф-нт открытой пористости
Sуд – удельная поверхность г.п. [м2 /м3]
Определяя зависимость коэф-та проницаемости от размеров поровых каналов, нельзя не подчеркнуть его зависимость и от др факторов.
Коэф-нт проницаемости зависит от :
давления: в пластах г.п.; находятся под действием высоких давлений вышележащих г.п. При извлечении их на поверхность происходит упругое расширение пород во всех направлениях и проницаемость породы возрастает. Это возрастание мжет доходить до 60%. В связи с этим определение коэф-та проницаемости в лаб. Условиях необходимо вести путем моделирования условий всестороннего сжатия на образец породы.
взаимодействия жидкостей с породой; жидкости, реагирующие с породой изменяют внутр. геометрию порового пространства. Так разбухание глин в присутствии воды может существенно снижать проницаемость породы вплоть до затухания фильтрации.
температуры; изменение температуры самой породы оказывает не столь существенное влияние на проницаемость породы по сравнению с изменением вязкости фильтрующихся жидкостей, а известно, что с увеличением температуры вязкость жидкостей уменьшается, улучшаются их фильтрационные хар-ки, повышающие фазовые проницаемости для этих жидкостей.
Измерение проницаемости г.П.:
Для любого определения проницаемости обычно используют образец пористой среды правильной геометрической формы (чаще всего цилиндр). Перед проведением эксперимента образец экстрагируется, очищается от воды, нефтепродуктов и мех. примесей, промывается дистиллированной водой от содержания солей, высушивается при температуре 1050 – 1070 С и доводится до постоянного веса и затем определяется его проницаемость.
Конструкций, приборов и установок достаточно много и они классифицируются по группам следующим образом:
по давлению в системе установок:
а) приборы работающие при высоком давлении Р → 30...60 МПа
ИПК – 1М, УИПК – 1У
б) приборы для определения коэф-та проницаемости при низких
давлениях Р → 0,2...0,3 МПа
ГК – 5
в) приборы, работающие при вакууме. Прибор Товарова
по используемому рабочему агенту:
а) на установки, где рабочим агентом является воздух или газ (озон)
б) установки с использованием многофазной ж-ти (систем)
в) установки однофазной жидкости
Не смотря на большое разнообразие установок по определению коэф-та проницаемости все они обязательно содержат:
кернодержатель
устройство для питания установки раб. агентом (емкости, болоны, компрессоры)
приборы для измерения давления (манометры, пьезометры, барометры)
устройство для измерения расхода жидкости или газа (газовые расходомеры, счетчики, устройство поддерживающее постоянные расходы )
приспособления для регулирования расхода и контроля расхода раб. агента и перепада давления.
устройство для измерения температуры.
осушающий агент при исп-ии устройства газа.
Приведем принципиальную схему простейшей установки для определения коэф-та проницаемости:
1 – компрессор для сжатия и негнетания газа ч/з эту установку
2 – манометры, изм. давления
3 – фильтр, очищающий газ от капель воды и мех. примесей
4 – осушитель газа
5 – редуктор для регулирования перепада давления на установке
6 – кернодержатель с исследуемой поверхностной средой
7 – расходомер (опр. V газа за ед. времени)