Проницаемость, как характеристика горных пород

Лабораторные методы определения проницаемости пород.

ДОПОЛНИТНЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ К ГЛАВЕ 1.4.

Проницаемость горных пород обычно определяется по линейному закону фильтрации Дарси, по которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости:

(1)

где Q - объемный расход жидкости в единицу времени; - скорость линейной фильтрации; F - площадь фильтрации; - динамическая вязкость жидкости; Р - перепад давления; L - длина пористой среды; k - коэффициент пропорциональности, который из (1) определяется следующим образом;

(2)

В международной системе СИ за единицу проницаемости (1 м²) принимается проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 м² и длиной 1 м при перепаде давления 1 Н/м² расход жидкости составляет 1 м³/сек.

Единица проницаемости 1 дарси (1 д) представляет собой проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1 см² и длиной 1 см при перепаде давлений 1 кгс/см² расход жидкости вязкостью 1 сПз составляет 1 см³/сек.

При измерении проницаемости по газу в выражении (2) следует в качестве Q записать средний расход газа в условиях образца - , приведенный к среднему давлению в образце. Такая замена вызвана непостоянством объемного расхода газа при естественном уменьшении давления по длине образца. В результате вместо (2) имеем для определения газопроницаемости:

(3)

При малых длинах используемых образцов имеем следующую формулу для определения газопроницаемости пород:

(4)

Формула (1) соответствует закону Дарси при линейном потоке. В радиальной фильтрации идкости и газа (случай скважинной фильтрации) пользуются несколько иными формулами. При фильтрации жидкости проницаемость определяется по формуле:

(5)

а при фильтрации газа:6

(6)

где Q_ж - расход жидкости; Q_r, - расход газа при атмосферном и среднем давлении в образце; - вязкости жидкости и газа; Р_н и Р_в - давление у наружной и внутренней поверхностей цилиндрического образца; r_н и r_в - наружный и внутренний радиусы цилиндра; h - высота цилиндра.

2.Лабораторные методы определения проницаемости пород.

Для определения абсолютной проницаемости горных пород существуют разнообразные приборы. Однако принципиальные схемы их устройства большей частью одинаковы. Все они содержат одинаковые основные элементы: кернодержатель, позволяющий фильтровать жидкости и газы через пористую среду, приборы для измерения давления на входе и выходе из керна, расходомеры и приспособления, создающие и поддерживающие постоянный расход жидкости или газа через образец породы. Разница между ними определяется различием рабочих давлений. Кроме того, одни приборы предназначаются для определения проницаемости по воздуху, другие по жидкости.

Дата добавления: 2014-12-16