Файл: Повышение эффективности вскрытия и опробования нефтегазоносных пластов..pdf

(в том числе в уменьшении просветности трещин) или в прояв­

однако

вторая точка

зрения

представляется

более убедительной

лении

инерционных сопротивлений, обусловливающих смену ре­

и лучше

согласуется

с данными описываемых

опытов.

ж и м а

фильтрации [53, 54, 56]. Вопрос остается дискуссионным,

Как

отмечалось,

для поровых

п о р о д ' и с к р и в л е н и е

инди­

каторных линий отмечено только на радиальной модели,

причем

на нижних ступенях

о б ж и м а

(200 и

300

кгс/см 2 ),

при

которых

линейные

скорости

фильтрации

максимальны . С повышением

роШ

до 400 кгс/см2 , что соответствует

уменьшению

линейной

скорости

фильтрации вследствие

снижения

пористости

породы,

зависимость

Q = f(Ap)

становится

прямоли ­

нейной,

несмотря

на

улучшение

условий

для

проявления

упругих

деформаций . Поскольку в других

песчаных

моделях

одинакового

состава при сходных внешних на­

пряжениях

и

внутренних давле ­

ниях линейность

фильтрации

не

нарушается, то отмеченное нару­

шение не может быть объяснено

только

проявлением

упругих

и

остаточных деформаций . Искрив ­

ление

(к

осп

Ар)

индикаторных

д и а г р а м м

характерно

для

боль­

шинства

случаев в трещинных об­

разцах

и

стальных

моделях

при

фильтрации газа и примерно в по­

ловине

случаев

при

фильтрации

жидкости .

Это логично

объясни­

мо, если

учесть,

что

п л о щ а д ь

се­

чения исследуемых трещин и ще­

лей на несколько порядков ниже

эффективного сечения пор в по­

ровых

образцах .

Соответст­

вующее увеличение линейной ско­

рости потока (при сходных объем­

ных расходах)

приводит

к

росту

инерционных

сопротивлений

и к

отмеченному

отклонению

от

за­

кона Д а реи. Собственно

искрив­

ление индикаторных линий к оси

перепадов

давлений

соответству­

ет известным

нелинейным

зако ­

нам

фильтрации

(Краснополь -

0,3 0,см3/с

ского — Ш е з и ) ,

которые

в

обоб­

щенном

виде

в ы р а ж а ю т с я

урав ­

Рис. 17. Индикаторные диаграммы (но.

газу).

93

Q =

K±pa,

(61)

где

К — коэффициент пропорциональности (в

условиях

линей­

ного

закона — это коэффициент

продуктивности);

п —

показа­

тель

фильтрации (от 0,5

до

1).

Крайний случай при

п=\

в ы р а ж а е т линейную

зависимость.

Роль инерционных сопротивлений наглядно видна из двучлен­

ной

формулы

Ар =

aQ +

bQ\

(62)

где

первый член показывает потерю перепада

на

преодоление

сил

трения, второй — в

основном

на преодоление

инерционных

ростях фильтрации силы инерции малы, потери давления

опре­

деляются в основном силами трения и двучленная формула

сво­

дится к линейной зависимости.

Д л я выявления связи менаду д е ф о р м а ц и я м и трещинной

поро­

разцах трещинных пород и стальных моделей выполнены

опыты

по

фильтрации газа и керосина с закреплением трещин

и ще­

лей

продольными полосками металлической фольги (раскрытие

кривления при различной толщине фольги.

П р а в д а ,

эти опыты

не полностью исключили

деформационные

явления

и здесь не

удалось определить долю

искривления индикаторных

линий (или

С точки зрения отмеченной роли инерционных

сопротивлений

искривление индикаторных линий к оси

перепадов

давлений

представляется явлением закономерным .

П р а в д а ,

с

рассматри­

битов, встречаются и в промысловых условиях [60,

67],

хотя

в учебной литературе [31, 33] они классифицируются

к а к

де­

фектные, характеризующие неустановившийся приток

(неуста­

венно

характеризующим раскрытие трещин

и щелей, можно

от­

метить, что изгиб

индикаторных кривых к оси дебитов

проявля ­

ется при очень

низких расходах, то есть при малых

раскрытиях .

Сопоставляя

данные по

отдельным видам

моделей,

когда,

протяженность

трещин пли щелей одинакова, видим,

что

на

стальной кубической модели при максимальных объемных

рас­

ходах

керосина

около 0,01 см 3 /с на обжиме 200 кгс/см 2

(на

мак­

симальном Ар)

индикаторная линия изогнута

к оси

Др, далее

она

становится

прямолинейной

(Qmax=0,007

см 3 /с,

о б ж и м

250 кгс/см2 ) и, наконец, искривляется в противоположную

сторо­

н у — к оси расхода

(при Qmax=0,005 см3 /с,

обжим

300

к г с / с м 2 ) .

Сопоставить в

таком плане

разные виды моделей

невозможно

ввиду

различия

в р а з м е р а х

и конфигурации трещин

и

щелей, а

т а к ж е из-за неодинакового

восприятия нагрузок разными

порода ­

ми и м а т е р и а л а м и

и т. п. О б щ а я

ж е закономерность

едина,

по

мере

н а р а щ и в а н и я

всестороннего

о б ж и м а ,

уменьшающего

рас­

крытие трещин

и щелей и

соответственно

расход

флюида,

про­

фильтрации

газа

через

образцы

глинисто-алевритовых

пород

с абсолютной проницаемостью 0,01 м Д и менее.

В работе А. Э.

Шейдеггера

[84] упомянуты

эксперименты

И д а ш к и н а

(1936 г.)

по

фильтрации

газа и

Уентуорту

(1944

г.)

по фильтрации жидкости, в которых зафиксированы

аналогич­

ные рассматриваемым

отклонения

от линейной

фильтрации, а

именно: расходы

с увеличением

Ар становились

больше,

чем

о ж и д а л о с ь

по закону

Д а р с и . Такие

отклонения объясняются

яв­

лениями,

связанными

с адсорбцией

и молекулярной

диффузией,

когда изменяется

граничный эффект (у стенок и в центре

поро -

вых к а н а л о в ) , например, когдамолекулы жидкости

внутри

сор­

бированных слоев предполагаются более подвижными .

Таким образом, на основании описанных опытов можно за­

ключить, что при

фильтрации газа

и жидкости через

о б р а з ц ы

поровых

и

трещинных

пород

не удается

оценить

влияния

перепада

давлений (депрессии)

на искривление

индикаторных

налов или просветности трещин (соответственно и на

изменение

проницаемости) . Отклонения от закона Д а р с и могут

вызываться

онные сопротивления на больших линейных

скоростях потока-

или молекулярные эффекты- в м и к р о к а н а л а х

и микротрещинах .