3.5. Пьезопроводность

В связи с тем, что водоносные и нефтеносные пласты обладают определенной упругостью, изменение давления по пласту передается не сразу, а за определенное время. Происходит перераспределение давления. Скорость распространения изменения давления по пласту характеризуется коэффициентом пьезопроводности.

1) Для нефтяных пластов :

a = К_п/µ(n·β_ж+β_п),

где a – коэффициент пьезопроводности, см²/с,

К_п – коэффициент проницаемости, дарси,

µ - вязкость жидкости, спз.

n – коэффициент пористости

β_ж – коэффициент сжимаемости жидкости, 1/атм.

β_п – коэффициент сжимаемости породы, 1/атм.

Если заменить (n·β_ж+β_п), на β*, тогда

a = К_п/µ β*

β* - коэффициент упругости пласта.

2)Для водоносных горизонтов (µ = 1)

a=K/n·β_в+β_п = K/ β*

K – коэффициент фильтрации, м/сутки,

β* - коэффициент упругости водоносного горизонта.

Коэффициент сжимаемости нефти в зависимости от состава, давления, температуры, газонасыщения изменяется в широких пределах: β_п = (7÷150)·10^-5 1/атм.

Коэффициент сжимаемости воды возрастает с увеличением содержания в ней газа, уменьшается с повышением минерализации.

Коэффициент сжимаемости пород β_в = (2,7÷5) 10^-5 1/атм.

β_п = (0,3÷1,7)·10^-5 1/атм.

Если бы не было сжимаемости, то β = 0 и передача давления происходила бы мгновенно; на самом деле этот процесс длительный (иногда месяцы).

3.6. Уровнепроводность

Применяется для безнапорных водоносных горизонтов

a_у = K·h_ср./µ_в

a_у – коэффициент уровнепроводности;

h_ср – средняя мощность водоносных горизонтов в пределах зоны влияния откачки в данный момент времен, М

µ_в – коэффициент водоотдачи, доли единицы. Чем лучше фильтрация, чем больше мощности, чем меньше водоотдача, тем быстрее будет перераспределение уровней. Эти коэффициенты широко используются при разработке нефтяных месторождений, эксплуатации подземных вод, осушении месторождений и др.

3.7. Влажность

Любая порода всегда имеет определенное количество воды, сумма которой называется влажностью. (рассматривается в курсе грунтоведения). Различают весовую и объемную влажность.

Весовая влажность – отношение веса воды к весу сухой породы, %.

W_в =q_в-q_с/q_с·100

q_в – вес породы, с естественной влажностью.

q_с – вес породы, высушенной при 105-106⁰С.

Объемная влажность – объем воды в 1см³ влажной породы, %

W_о = W_в·δ

δ – объемный вес сухой породы, г/см³.

Кроме этого определяется относительная влажность (коэффициент насыщения породы) и дефицит насыщения водой.

Коэффициент насыщения

К_W = W_в·δ/n = W_о/n

n = коэффициент пористости

При абсолютно сухой породе К_W = 0.

В зависимости от величины К_W песчаные породы разделяются на 3 типа:

1) сухие пески (0< К_W<1/3);

2) влажные (1/3< К_W<2/3);

3) мокрые до насыщения (2/3< К_W<1);

Дефицит насыщения – разность между полной и естественной влажностью.

d_n=W_п.в.-W_в, в %

3.8 Влагоемкость

Влагоемкость – способность горных пород принимать, вмещать и удерживать в себе определенное количество воды. Выражается она коэффициентом влагоемкости в весовых или объемных %%.

В весовых – отношение веса воды к весу сухой породы; в объемных %% -объема воды к объему образца.

Их взаимосвязь выражается следующей формулой:

W_о.в.=Wв.в.·δ

W_о.в – коэффициент объемной влагоемкости, %

Wв.в. – коэффициент весовой влагоемкости, %

δ – объемный вес сухой породы, г/см³.

В зависимости от типа воды в горных породах различают влагоемкость: гигроскопическую, молекулярную, капиллярную и полную.

Все это более подробно излагается в курсе «Грунтоведение».