3.2. . Поверхностные явления при фильтрации пластовых жидкостей.

На фильтрацию жидкостей и газов в пористой среде влияют не только граница раздела между нефтью, газом и водой, но также и поверхностные явления, происходящие на границах твердое тело – жидкость. Например, при фильтрации через кварцевый песок углеводородных жидкостей с добавками ПАВ со временем скорость фильтрации затухает. На понижение скорости фильтрации влияет:

1. Химической фиксацией адсорбционных слоев ПАВ нефти, например кислотного типа на активных местах поверхности минеральных зерен.

2. Повышение содержания в нефти ПАВ за счет накопления в текущей нефти кальциевых и магниевых мыл.

В таких случаях наблюдается непрерывное замедление фильтрации со временем полной закупорки поровых каналов. А также, эффект затухания фильтрации нефти исчезает с увеличением перепадов давлений и повышение температуры до 65 С. С повышением депрессии до некоторого предела происходит размыв образованных ранее слоев. Это одна из причин нарушения закона Дарси (нелинейный характер зависимости расхода от депрессии) при изменении режима фильтрации углеводородных жидкостей в пористой среде. Аналогичные явления наблюдаются в промысловой практике – дебиты скважин уменьшаются вследствие образования в пласте парафиновых отложений. Чтобы улучшить, прогревают призабойную зону или обрабатывают кислотами. Следует отметить, что явление затухания фильтрации со временем не свойственны большинству пластов и скважины эксплуатируются многие годы.

3.3. Дроссельный эффект при движении жидкостей и газов в пористой среде

Дросселирование — эффект уменьшения давления га­зового потока при его движении через сужения в каналах. Дроссельным называется термодинамический процесс, характеризующийся постоянством энтальпии.

Вследствие адиабатического расширения жидкостей и газов при прохождении через пористые среды и влияния дроссельного процесса наблюдаются термические эффекты. Адиабатическое расширение жидкостей и газов, сопровождающееся понижением температуры, незначительно влияет на температурные измене­ния внутри пласта и забоев действующих скважин вследствие большой теплоемкости С_Р горных пород. Заметные изменения температуры на забоях скважин происходят вследствие дрос­сельного процесса. При этом интенсивность изменения темпера­туры характеризуется коэффициентом Джоуля—Томсона, который представляет собой частную производную от температуры Т по давлению р при постоянной энтальпии H.

Температурные изменения при фильтрации через пористую среду жидкостей и газов зависят от перепада давлений между пластом (рп) и забоем (рз) и определяются форму­лой

где — интегральный коэффициент Джоуля—Томсона.

Из формулы следует, что коэффициент Джоуля— Томсона можно представить состоящим из двух членов — пер­вый из них определяет нагревание вещества при фильтрации за счет работы сил трения, второй — охлаждение за счет адиабатического расширения.

Дроссельный эффект используется в промысловой практике для установления зон притока нефти, воды и газа. При поступ­лении нефти и воды наблюдается разогрев работающего интер­вала, а при поступлении газа — охлаждение. Различие в значениях  для воды, нефти и газа позволяет по температурным изме­нениям призабойной зоны отбить в пласте также и границы пе­рехода нефть—вода, нефть—газ, вода—газ.