40. Теоретические основы процесса фильтрации. Основные параметры пористой среды водоносного пласта. Законы процесса фильтрации в пористой среде.

Под влиянием внешних сил (например, закачки или отбора газа через скважины) газовая полость и окружающая ее водонапорная система пласта выводится из равновесного состояния, и в пласте начинается процесс фильтрации. Под фильтрацией в данном случае понимают движение (просачивание) жидкости или газа или газожидкостной среды через твердое тело (пористую среду, которую представляет собой пласт), имеющее пустоты, одни из которых называют порами, другие трещинами.

Пористостью называется отношение объема пор Vп ко всему данному объему пористой среды Vcp:

Проницаемость – есть свойство пористой среды пропускать через себя жидкость, газ или газожидкостную смесь под воздействием приложенного перепада давления. К-нт проницаемости пористой среды k является динамической хар-кой пористой среды и не зависит от св-в жидкости. За единицу проницаемости пористой среды принимается 1 [дарси].

Насыщенность пористой среды флюидом – это отношение объема этого флюида к объему ее пор.Пористая среда ПХГ в водоносных пластах насыщена частично газом и водой, поэтому ,где и – насыщенность пористой среды газом и водой соответственно.

Закон Дарси. В основу вывода дифф-ных уравнений фильтрации жидкости и газа положены следующие 3 выражения:

1) динамическое уравнение движения жидкости и газа, которое выражает связь между скоростью фильтрации жидкости и газа и движущими силами фильтрации;

2) общее уравнение неразрывности движения, выражающее закон сохранения массы флюида;

3) уравнение состояния флюида, дающее связь между плотностью или удельным весом флюида и давлением.

Основным законом фильтрации является линейный закон фильтрации или закон Дарси: скорость фильтрации флюида независимо от того, жидкость это или газ, пропорциональна градиенту давления. В правой части уравнения находится знак «минус» в следствие того, что приведенное давление падает по движению жидкости. Данное ур-ние справедливо только для изотропной среды, для которой характерно постоянство проницаемости k по всем направлениям в окрестности рассматриваемой точки.

Уравнение неразрывности фильтрационного потока представляет собой уравнение баланса массы в элементарном объеме пористой среды. Для несжимаемой жидкости (ρ=const) данное уравнение запишется При установившейся ф-ции величины плотности жидкости, скорости ф-ции и пористости породы в каждой данной точке пористой среды явл-ся неизменными и => не зависят от времени => при установившейся ф-ции несжимаемой ж идкости в недеформируемом пласте ур-ние неразрывности примет вид:

41. Подземное хранение газа в истощенных или частично выработанных газовых и газоконденсатных месторождениях.

Истощенные газовые месторождения во многих случаях оказываются наилучшими объектами для создания в них ПХГ, так как месторождение полностью разведано, известны размеры и форма газонасыщенного пласта, объем порового пространства залежи, коэффициенты пористости и проницаемости, пластовые давление и температура, состав газа, размещение нагнетательных скважин на площади газоносности, коэффициенты фильтрационных сопротивлений, изменение расхода закачиваемого в хранилище газа во времени, режим разработки месторождения, технологический режим эксплуатации, герметичность покрышки.

На месторождении имеется определенный фонд добывающих, нагнетательных и наблюдательных скважин, промысловые сооружения для получения товарного газа.

При проектировании строительства подземного хранилища в истощенном газовом месторождении определяют:

1) максимально допустимое давление;

2) минимально необходимое давление в конце периода отбора;

3) объемы активного и буферного газов;

4) число нагнетательно-эксплуатационных скважин;

5) диаметр и толщину стенок промысловых и соединительного газопроводов;

6) тип компрессорного агрегата для КС;

7) общую мощность КС;

8) тип и размер оборудования подземного хранилища для очистки газа от твердых взвесей при закачке его в пласт и осушки при отборе;

9) объем дополнительных капитальных вложений, себестоимость хранения газа, срок окупаемости дополнительных капитальных вложений.

После этого проводят ревизию технологического состояния скважин, оборудования устья, промысловых газопроводов, сепараторов, компрессоров, определяют виды ремонта, замены, а также необходимость строительства новых сооружений. Особое внимание уделяют определению герметичности скважин, скорости и интенсивности процессов коррозии металлического промыслового оборудования и разработке мероприятий по борьбе с ней, комплексной автоматизации работы всех элементов оборудования подземного хранилища, повышению производительности труда, охране окружающей среды, источникам питьевой воды в верхних горизонтах.