Задача 7.1

Визначити коефіцієнт абсолютної проникності зразка гірської породи (відповідь в дарсі та м²) при таких вихідних даних:

в’язкість повітря, яке фільтрується крізь зразок =18 мкПа×с (18×10^-6 Па×с);

дебіт (об’єм) газу при тиску =0,1МПа на виході та температурі =20ºС складає 1000 см³ за 60 с;

площа поперечного перерізу зразка ;

довжина зразка ;

тиск на вході в зразок ;

З hB адача 7.2

З

h_Ф

найти висоту стовпа води над фільтром h_B для очищення об’єму води за годину при таких вихідних даних (Рис. 5):

Рис.5 Схема вертикального потоку через фільтр висотою h_Ф під дією стовпа рідини постійної висоти h_B

фільтрація іде у напрямку зверху до низу;

тверда фаза, яка вилучається з породи при фільтрації не знижує її проникності;

товщина фільтру L;

проникність піску ;

площа фільтру ;

в’язкість води при Т = 20⁰С складає μ = 1 спз (1 мПас);

барометричний тиск дорівнює 760 мм рт. стовпа;

об’єм води ;

час фільтрування Т=1година

З hB адача 7.3

Визначити приплив рідини до свердловини ( − об’ємна швидкість течії) з циліндричної зони дренування:

потужність пласта ;

радіус зовнішньої границі контуру дренування =100 м;

внутрішній діаметр свердловини ;

пластовий тиск (тиск на зовнішній області) ;

тиск на вибої свердловини (тиск на внутрішній області)

в’язкість води при Т = 20⁰С складає μ = 1 спз (1 мПас);

проникність піску 1,2 дарсі (1,210^-12 м²)

З hB адача 7.4

Побудувати графік залежності витрати повітря від перепаду тиску та визначити експрес-методом абсолютну проникність гірської породи (по повітрю) при наступних вихідних даних:

в’язкість повітря, яке фільтрується крізь зразок =18 мкПа×с (18×10^-6 Па×с);

площа керну =0,0012м²;

довжина керну =0,06м;

час зняття відліку = = = = 3хвил.;

тиск за показником манометра ; ;

витрата повітря ; ;

атмосферний тиск

Примітка: для того, щоб не заплутатися в розмінностях величин у розрахункових формулах – необхідно підставляти значення величини в системі СІ (Па, Па×с, Н, м, с)

8. Визначення поверхневого натягу на границі розділу рідин методом підрахунку крапель

Завдання на самостійну роботу:

1) Замалювати схему приладу, записати та опрацювати його принцип дії та методику визначення поверхневого натягу на границі розділу нафти та води методом підрахунку крапель.

2) Користуючись необхідними формулами та вихідними даними (див. додаток Б табл.8) вирішити задачу 8.1.

Методика визначення поверхневого натягу на границі розділу рідин методом підрахунку крапель:

Метод підрахунку крапель засновано на тім, що сила, яка утримує краплю на кінці капіляру від відриву, пропорційна поверхневому натягу на границі краплі з оточуючим середовищем.

(8.1)

де − постійна капіляру, яка пропорційна його радіусу;

− поверхневий натяг на границі краплі з оточуючим середовищем.

Для визначення поверхневого натягу на поверхні розділу двох рідин за цим методом служить прилад схема, якого приведена на рис.10

Рис. 10 Прилад для визначення поверхневого натягу методом підрахунку крапель

Прилад складається з капілярної трубки 1, медичний шприць 2, поршень 3, який пересувається мікрометричним гвинтом 4. В шприць набирається нафта, а в посудину 5 набирається вода. Обертаючи головку мікрометричного гвинта капіляр заповнюють нафтою. Випускання рідини з капіляру регулюється мікрометричним гвинтом з таким розрахунком, щоб час від утворення краплі до її відриву складав не менше 1 хвилини. При цьому ведеться підрахунок числа крапель, які утворилися . Об’єм рідини, яка була випущена капіляру (приблизно 0,5 – 1 см³) визначається за допомогою мікрометричного гвинта по величині ходу поршня шприцу. Знаючи загальний об’єм рідини, яка випущена та кількість крапель можливо визначити об’єм однієї краплі.

З рис. 11 видно, що рівновага сил, які діють на краплю в момент її відриву від капіляру описується наступним рівнянням:

(8.2)

звідки

(8.3)

де − проекція сил поверхневого натягу краплі на вертикальну вісь;

− сила тяжіння; − сила Архімеда

Рис.11 Схема сил, які діють на краплю рідини

Замінивши ліву частину рівняння [8.3] виразом [8.1] та виразивши члени, які входять в праві частину через об’єм краплі та густину краплі і оточуючого середовища отримаємо:

(8.4)

звідки

(8.5)

де − сумарний об’єм крапель;

− прискорення вільного падіння;

, − відповідно густина рідини оточуючого середовища і краплі.

Постійна капіляру визначається перед дослідом, шляхом випробування чистих рідин з відомою густиною та поверхневим натягом (дистильована вода, спирт і т.п.)