39. Фильтрация не Ньютоновских жидкостей.

Развитие методов воздействия на нефтяные залежи с целью увеличения нефтеотдачи привело к значительному расширению ассортимента веществ, закачиваемых в нефтяные пласты. Многие из жидких веществ, применяемых для закачки в скважины, не обладают свойствами ньютоновских жидкостей.

В настоящее время известны факты из практики разработки нефтяных месторождений, которые могут быть объяснены проявлением неньютоновских свойств жидкостей при их фильтрации. Проявление этих свойств приводит к возникновению нелинейного закона фильтрации, в частности закона фильтрации с начальным градиентом давления. Фильтрация начинается не при нулевом значении величины grad p, а при grad p, равном некоторой величине начального градиента давления, зависящего от предельного напряжения сдвига жидкости и среднего диаметра пор и физико-химического взаимодействия фильтрующихся жидкостей с материалом пористой среды.

Движение нефти в пластах по закону неньютоновских жидкостей приводит к существенным особенностям разработки этих пластов, не встречающимся в случае фильтрации по закону Дарси. Волна понижения давления «пробивает» не весь пласт, т. е. во всем пласте не будет происходить фильтрация. Наличие предельного градиента давления в пласте ведет к уменьшению дебита скважины при тех же условиях по сравнению с фильтрацией по закону Дарси.

40. Влияние литологии на коллекторские св-ва.

Жидкости и газы, заключенные в порах коллектора, находятся под определенным давлением, которое называют пластовым. Оно характеризует то давление, которое существует в пласте в равновесных условиях перед началом эксплуатации или после устано¬вления ее режима. Пластовое давление повышается почти линейно с увеличением глубины залегания пласта.

В ряде случаев еще до вскрытия залежей их пластовое давление (в МПа) приблизительно можно подсчитать путем умножения глубины залегания на 0,01. Однако встречается много исключений из этого правила, особенно на глубинах более 2100 м, что связывают с пластической деформацией части горных пород.

Нефть и газ, образующие залежи, обычно находятся под высоким давлением, которое создается напором краевых или подошвенных вод, а также давлением вышележащих горных пород.

Давление, оказываемое весом породы (при средней плотности осадочныхх пород 2,3 Мг/м3), составляет примерно 23 кПа/м. Такое давление называют геостатическим. Оно передается породами, а внутри породы — слагающими их зернами (скелетом). Давление, возникающее как следствие деформации пород, называют геодинамическим давлением (тектоническим, геотектоническим).

При горизонтальной пьезометрической поверхности движения воды в пласте не наблюдается, и преобладают гидростатические условия. Наличие наклонной поверхности указывает на существование гидродинамического градиента давления, обеспечивающего движение воды из области с большим напором в область с меньшим напором. Гидродинамический градиент выражается в метрах падения напора на 1 км. При отборе жидкости из скважины вокруг нее происходит падение пластового давления, создается местный градиент гидродинамического давления по направлению к скважине. Подобное явление происходит и вокруг других скважин. Депрессионные воронки, образовавшиеся вокруг скважин, смыкаются друг с другом до момента, когда давление на всей площади залежи становится меньше, чем начальное пластовое давление. Падение пласто¬вого давления при отборе нефти и газа распространяется по залежи с различной скоростью и на различные расстояния в зависимости от проницаемости пород-коллекторов и условий их залегания в пласте.

Давление газа в газовых залежах обусловливается в боль¬шинстве случаев напором краевых вод. Если известна абсолютная отметка контакта газ-вода и напор контурных вод, то можно с большей степенью точности определить давление газовой залежи, применив для этого формулу

Рпл = Нγ / 10,

где Рпл —давление в водоносном пласте; Н — высота подъема воды над контактом газ-вода; у — плотность воды в скважине.

Высота столба воды в скважине над контактом газ-вода, которая определяет напор воды, равна отметке статического уровня воды над уровнем моря минус отметка контакта газ-вода. Если, как часто бывает, статический уровень пластовых вод выше уровня моря, а контакт газ-вода ниже уровня моря, то абсолютные значения отметок складываются.

Точные замеры пластового давления воды, нефти и газа позволяют решить задачу оконтуривания продуктивных залежей. Эти замеры могут быть использованы для определения высоты положения газо-водяного, водонефтяного и газо-водонефтяного контактов, если последние либо не вскрыты сква¬жинами, либо вскрыты, но по данным электрометрии или испытания скважин не могут быть достоверно установлены.

Различают два случая равновесного состояния газа, нефти и воды в пласте: пластовая вода не движется или находится в движении. В первом случае напор воды продуктивного пласта этой залежи одинаков, при этом газо-водяной контакт будет горизонтальным.