Что называется абсолютной проницаемостью
Проницаемость горных пород – формула расчета
Проницаемость – фильтрационное-емкостное свойство горной породы, характеризующее ее способность пропускать флюиды (нефть, газ и воду) при наличии градиента давления.
Проницаемость выводится из линейного закона фильтрации (линейный закон Дарси, открыт в 1856 г.):
Линейный закон Дарси
Q – объемный расход флюида (м 3 /с)
F – площадь фильтрации (м 2 )
μ – динамическая вязкость флюида (Па·с)
L– длина изучаемого образца (м)
Коэффициент пропорциональности k в уравнении Анри Дарси и есть проницаемость пористой среды.
Формула расчета абсолютной проницаемости:
Единица проницаемости в системе СИ – квадратный метр (м²). На практике наиболее удобно использовать единицу дарси (darcy) (1 Д ≈ 10-12 м²). С физической точки зрения, проницаемость характеризует площадь сечения каналов в пористой среде, обеспечивающих фильтрацию при заданном давлении.
Тем не менее многие породы (например, глины, сланцы и т.д.) в результате незначительности размеров сообщающегося между собой порового пространства и низких давлениях фильтрации, оказываются практически непроницаемыми для флюидов.
Для большинства пород нефтяных и газовых пластов проницаемость изменяется от нескольких миллидарси до нескольких сотен милидарси, причем ннизкопроницаемыми пластами считаются пласты с проницаемостью 0 – 100 мД, среднепроницаемыми – 100 – 500 мД и высокопроницаемыми – пласты с проницаемостью более 500 мД.
При проведении экспериментов по замеру проницаемости также следует учитывать анизотропию проницаемости:
Типы проницаемости
По типам проницаемости можно определять:
Абсолютная проницаемость
Абсолютная проницаемость горной породы – это проницаемость, измеренная при фильтрации одной фазы (флюида) через исследуемый образец. Причем данная фаза должна быть инертна к пористой среде. Данный тип проницаемости является характеристикой физических свойств самой породы и зависит от размера и структуры поровых каналов.
Как правило, данный тип проницаемости определяется по при фильтрации газа (азота) через образец породы с вводом поправок Клинкенберга, а эксперимент проводится на полностью проэкстрагированном и очищенном образце.
Важно понимать, что в реальности пласты коллекторы содержат не только нефть и газ, но также некоторое количество остаточной воды, которая всегда присутствует в породах коллекторах до начала миграции в них нефти из нефтематеринских пород.
При движении нескольких не смешивающихся между собой флюидов, проницаемость для каждого из флюидов будет меньше значения абсолютной проницаемости.
Фазовая (эффективная) проницаемость
Фазовая (эффективная) проницаемость – проницаемость образца для отдельно взятого флюида при наличии в ней как минимум одного другого флюида (фазы). Она зависит от насыщения породы тем или иным флюидом (количественного содержания флюида), а также от физико-химических свойств этих флюидов и возникающих капиллярных сил.
Относительная фазовая проницаемость
Относительная фазовая проницаемость (ОФП) – отношение эффективной проницаемости к абсолютной для того же образца.
Понятие ОФП было введено для нормализации значений фазовой проницаемости по значению абсолютной проницаемости для того же образца.
Немаловажный момент – как при малых так и при больших скоростях фильтрации закон Дарси перестает быть линейным.
В случае малых скоростей, проявляются неньютоновские свойства фильтрующихся жидкостей, а также другие физико-химические эффекты (действие межфазных и межмолекулярных сил). Для учета возникающих эффектов вводится поправка Клинкенберга.
В случае больших скоростей фильтрации, силы инерции фильтрующихся жидкостей становятся соизмеримыми с силами трения. Для учета данных эффектов используется закон Форхгеймера.
При проведении эксперимента по определению проницаемости также зачастую проводится и измерение пористости образцов.
С этой статьей также читают:
Неправильность форм песчаных зерен и частиц карбонатного материала не позволяет обеспечивать их идеальное прилегание друг…
Отбор шлама разбуриваемых пород целесообразно проводить либо вместо отбора керна – при бескерновом бурении, либо…
При проведении гидроразрыва пласта (ГРП) применяются различные по своим физическим свойствам жидкости, материалы и добавки.…
АБСОЛЮТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ
Смотреть что такое «АБСОЛЮТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ» в других словарях:
абсолютная проницаемость — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN absolute permeability … Справочник технического переводчика
Абсолютная проницаемость — ► (absolute) penetrability, permeability Проницаемость горной породы при заполнении в ней порового пространства на 100% однородным веществом: жидкостью или газом. Для измерений абсолютной проницаемости обычно используется азот … Нефтегазовая микроэнциклопедия
абсолютная проницаемость горной породы — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN absolute rock permeabilitytotal rock permeability … Справочник технического переводчика
абсолютная проницаемость коллектора углеводородов — 13 абсолютная проницаемость коллектора углеводородов initial fluid saturation oil (gas) pool gas cap reservoir energy Региональные исследования осадочных бассейнов и их частей и выбор объектов для дальнейших исследований нефтегазоперспективных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Проницаемость — способность горных пород фильтровать сквозь себя флюиды при наличи перепада давления. Содержание 1 Абсолютная проницаемость 2 Проницаемость по воздуху … Википедия
Проницаемость горной породы — Проницаемость способность горных пород фильтровать сквозь себя флюиды при наличии перепада давления. Содержание 1 Абсолютная проницаемость … Википедия
Проницаемость — Permeability Проницаемость. (1) Показатель диффузии (или коэффициент проникновения) газа, пара, жидкости или твердого вещества через материал (часто пористый) без физического или химического воздействия на него; мера потока жидкости или газа… … Словарь металлургических терминов
Проницаемость магнитная — Магнитная проницаемость физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией B и магнитным полем H в веществе. Обозначается μ. У изотропных веществ μ = B / H (в Международной системе единиц СИ). Выделяют относительную и абсолютную … Википедия
абсолютная диэлектрическая проницаемость — (для изотропного вещества); отрасл. диэлектрическая постоянная Скалярная величина, характеризующая электрические свойства диэлектрика и равная отношению электрического смещения в нем к напряженности электрического поля. абсолютная диэлектрическая … Политехнический терминологический толковый словарь
абсолютная диэлектрическая проницаемость — абсолютная диэлектрическая постоянная — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы абсолютная диэлектрическая… … Справочник технического переводчика
Нефть, Газ и Энергетика
Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам
Проницаемость горных пород-коллекторов нефти и газа
Проницаемость горных пород-коллекторов нефти, газа и воды. Категории проницаемости, методы определения их размерности, области применения
Проницаемость горных пород в случае линейной фильтрации определяется по закону Дарси.
Согласно которому объемный расход жидкости проходящей сквозь породу при ламинарном движении прямо пропорционально коэффициенту проницаемости, площади поперечного сечения этой породы, перепаду давления, и обратно пропорционально вязкости жидкости и длине пройденного пути
В случае фильтрации газа коэффициент проницаемости рассчитывается по формуле: 
Источник
Нефть, Газ и Энергетика
Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам
Определение абсолютной проницаемости горных пород
Проницаемостью называется, свойство горных пород пропускать сквозь себя жидкость и газы при наличии перепада давления.
Следует отметить, что проницаемость пористой среды зависит не только от структуры порового пространства, но и от типа пластового флюида и характера его движения. В связи с этим, для характеристики проницаемости нефтесодержащих пород введены понятия абсолютной (физической), эффективной (фазовой) и относительной проницаемости.
Абсолютной проницаемостью называется проницаемость пористой среды для газа, при отсутствии физико-химического взаимодействия между ним и пористой средой и при условии полного заполнения порового пространства газом.
Необходимая аппаратура и принадлежности
Прибор ГК-5 или любая аппаратура, обеспечивающая фильтрацию газа строго через образец с заданным расходом или при заданном перепаде давления, секундомер, штангенциркуль, газ (азот или воздух).
Описание аппаратуры
Принципиальная схема аппаратуры для определения абсолютной проницаемости представлена на рисунке 2.2.
Рис. 2.2. Установка для определения абсолютной проницаемости пород.
Аппаратура состоит из трех основных частей: баллон с редуктором, кернодержатель, счетчик расхода газа.
Допускается применение стандартных баллонов высокого давления типа А-150 по ГОСТ 949-73 с азотом иди воздухом. Для регулировки давления газа используется газовый редуктор.
Кернодержатель состоит из корпуса со струбциной и резинового манжета. Корпус кернодержателя разборный и включает в себя центральную часть, для установки образца керна и две крышки, необходимые для герметизации корпуса сверху и снизу. Резиновый манжет вставлен в центральную часть корпуса и служит для боковой герметизации образца горной породы. В качестве газового счетчика используется градуированная стеклянная трубка с приспособлением для создания пузырьков из мыльной пленки.
Для исследования абсолютной проницаемости горной пород используют образцы керна цилиндрической формы диаметром около 30 мм и длиной не менее 25 мм. Штангенциркулем измеряют диаметр и длину образца в пяти сечениях с точностью до 0,02 см. и определяют среднеарифметические величины.
Поместить образец в кернодержатель, расположив его в нижней чести манжеты. Пространство, образовавшееся над керном, закладывают специальными кольцами, подбирая их по высоте так, чтобы верхние кромки кольца и манжеты были приблизительно на одном уровне. Надевают нижнюю и верхнюю части кернодержателя и плотно прижимают их друг к другу с помощью струбцины.
Перед началом работы с газом необходимо проверить, чтобы все краны на установке были в закрытом состоянии. Создают боковой обжим керна, для того чтобы исключить прохождение газа между стенками образца и манжеты. Два этого необходимо открыть кран на баллоне с газом и при помощи редуктора и крана бокового обжима установить давление в пределах 1-1,5 МПа, проконтролировав его манометром бокового обжима.
Открыв кран подачи газа к нижней части кернодержателя и добившись установившегося режима фильтрации газа через образец (для этого замеряют расход газа при помощи газового счетчика и секундомера), замеряют скорость продвижения мыльных пузырьков по градуированной трубке. Установившимся считается режим, когда при постоянном значений давления на манометре установленном до керна, расход газа при его замерах отличается не более чем на 2 %. Замеряют окончательные значения давления и расхода газа. Точность замеров этих параметров соответственно составляет: 0,001 Па и 0,1 сек.
Измерения производятся при 3-4 равных значениях давления и расходах газа. При этом необходимо иметь в виду, что при использовании такого типа газового счетчика, точность замера расхода газа уменьшается при больших скоростях фильтрации. Поэтому рекомендуется при помощи крана подачи газа давать расход не превышающий 2 см 3 /с.
По окончанию измерений закрывают кран на баллоне с газом, закрывают все краны на аппаратуре и извлекают образец горной породы из кернодержателя.
Коэффициент абсолютной проницаемости пород рассчитывают по формуле:
где: Кпр – коэффициент абсолютной проницаемости породы, мкм 2 ;
Из вычисленных 3 – 4 значений Кпр. определяют среднее.
Таблица 2.6
Результаты исследования пород при определении абсолютной проницаемости
Площадь __________________ Скважина________
Интервал отбора керна, м____________ Горизонт (пласт)_______
Дата исследования_____________ Лабораторный номер образца_____
Площадь сечения ( F ), м 2 …………………………………………
Давление до керна (Р), Па……………………………………….
Объём проходящего газа ( V ), м 3 ………………………………..
Время прохождения объема (Т), с………………………………
Объемный расход газа ( Q ), м 3 / с……………………………….
Вычисленное значение коэффициента проницаемости (Кпр.), мкм 2 …………
Среднее значение коэффициента абсолютной проницаемости (Кпр.), мкм 2 …
Нефть, Газ и Энергетика
Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам
Виды проницаемости горных пород
Проницаемость абсолютная (физическая) – это проницаемость пористой среды для газа или однородной жидкости при выполнении следующих условиях:
1. 1. Отсутствие физико-химического взаимодействия между пористой средой и этим газом или жидкостью.
2. 2. Полное заполнение всех пор среды этим газом или жидкостью.
Для продуктивных нефтяных пластов эти условия не выполняются.
Проницаемость фазовая (эффективная) – это проницаемость пористой среды для данного газа или жидкости при одновременном наличии в порах другой фазы (жидкости или газа) или системы (газ-нефть, нефть-вода, вода-газ, газ-нефть-вода).
При фильтрации смесей коэффициент фазовой проницаемости намного меньше абсолютной проницаемости и неодинаков для пласта в целом.
Относительная проницаемость – отношение фазовой проницаемости к абсолютной.
Проницаемость горной породы зависит от степени насыщения породы флюидами, соотношения фаз, физико-химических свойств породы и флюидов.
Фазовая и относительная проницаемости для различных фаз зависят от нефте-, газо- и водонасыщенности порового пространства породы, градиента давления, физико-химических свойств жидкостей и поровых фаз.
Насыщенность – ещё один важный параметр продуктивных пластов, тесно связанный с фазовой проницаемостью: водонасыщенность ( S в ), газонасыщенность ( S г ), нефтенасыщенность ( S н ).
Предполагается, что продуктивные пласты сначала были насыщены водой. Водой были заполнены капилляры, каналы, трещины.
При миграции (аккумуляции) углеводороды, вследствие меньшей плотности, стремятся к верхней части пласта, выдавливая вниз воду. Вода легче всего уходит из трещин и каналов, из капилляров вода плохо уходит в силу капиллярных явлений. Таким образом, в пласте остаётся связанная вода.
Чтобы определить количество углеводородов, содержащихся в продуктивном пласте, необходимо определить насыщенность порового пространства породы водой, нефтью и газом.
Водонасыщенность S В – отношение объёма открытых пор, заполненных водой к общему объёму пор горной породы. Аналогично определение нефте- и газонасыщенности:
Для месторождений параметр насыщенности нормирован и равен единице ( S насыщ = 1) или 100%. То есть, для нефтяных месторождений справедливо следующее соотношение:
Для газонефтяных месторождений:
Остаточная водонасыщенность, обусловленная капиллярными силами, не влияет на основную фильтрацию нефти и газа. На практике насыщенность породы определяют в лабораторных условиях по керновому материалу (см. раздел лаборат. практикума).
Фазовая (эффективная), относительная проницаемости, насыщенность горных пород определяются экспериментально. На рисунке 1.11 представлены результаты экспериментального исследования газо-водо-нефтяного потока при одновременном содержании в пористой среде нефти, воды и газа. Опытами установлено, что в зависимости от объёмного насыщения порового пространства различными компонентами возможно одно-, двух- и трёхфазное движение. Результаты исследования представлены в виде треугольной диаграммы (рис. 1.11).
Вершины треугольника соответствуют стопроцентному насыщению породы одной из фаз; стороны, противолежащие вершинам, – нулевому насыщению породы этой фазой. Кривые, проведённые на диаграмме, ограничивают возможные области одно-, двух-, и трёхфазного потока.
Рис. 1.11. Области распространения одно-, двух- и трёхфазного потоков:
1. – 5% воды; 2. – 5% нефти; 3. – 5% газа.
При водонасыщенности до 25% нефте- и газонасыщенность пород максимальная: 45-75%, а относительная фазовая проницаемость для воды равна нулю. При увеличении водонасыщенности до 40%, фазовая проницаемость для нефти и газа уменьшается в 2-2,5 раза. При увеличении водонасыщенности до 80% фильтрация газа и нефти в пласте стремится к нулю.
При газонасыщенности меньше 10% и нефтенасыщенности меньше 23% в потоке будет практически одна вода. При газонасыщенности меньше 10% движение газа не будет происходить. При содержании в породе газа свыше 33 –35% фильтроваться будет один газ.
При нефтенасыщенности меньше 23% движение нефти не будет происходить. При содержании воды от 20 до 30% и газа от 10 до 18% фильтроваться может только одна нефть.
Заштрихованные промежуточные области, примыкающие к сторонам треугольника, отвечают двухфазным потокам: газ – вода, газ – нефть, вода – нефть.
Область совместного движения в потоке всех трех фаз выделена двойной штриховкой. Для несцементированных песков она находится в следующих пределах насыщенности: нефтью от 23 до 50%, водой от 33 до 64%, газом от 14 до 30%.