ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Лабораторные определения параметров горных пород из "Гидродинамические и физико-химические свойства горных пород " В лабораторных условиях определяются некоторые физико-механические характеристики пород, необходимые для гидродинамических расчетов. К их числу относятся объемная масса породы прж естественной влажности в сухом состоянии уп и скелета породы у , а также естественная влажность щ, пористость Пс, дефицит насыщения д,о породы. Кроме того, в лаборатории находятся физические характеристики фильтрующихся жидкостей и газов, а именно плотность р, вязкость газонасыщенность жидкости , содержание в ней каких-либо примесей с. [c.26] Наряду с этим в лабораторных условиях исследуется фильтрация жидкостей и газов (в том числе содержащих растворенные, взвешенные и эмульгированные в них компоненты), в процессе которой определяются след тощие гидродинамические параметры проницаемость / о, коэффициент фильтрации коэффициент капиллярной фильтрации активная пористость щ, коэффициент пьезопроводности а, капиллярная влагоемкость водопоглощение водоотдача Лр. капиллярный вакуум Указанные параметры определяются для грунтов зоны аэрации и водоносных пластов, сложенных рыхлыми, полу-скальными и скальными породами. При необходимости для этих пород проводятся специальные исследования (например, исследование закрепления грунтов для придания им прочности и непроницаемости посредством инъекции цементного, силикатного, битумного и других затвердевающих растворов и суспензий). Для пластов-коллекторов, содержащих нефть, газ, конденсат, а также рассолы и рапу, являющихся сырьем для химической промышленности, проводится определение тех же свойств пород, причем особое внимание уделяется оценке пористости, трещиноватости, проницаемости, газового фактора и нефтеотдачи пород. В необходимых случаях проводятся специальные исследования таких коллекторов (например, изучение влияния растворителей на нефтеотдачу, теплового воздействия на вязкость нефти и депарафинизацию коллекторов, действия гидро разрыва и волны давления на проницаемость пород). Специальные исследования пород здесь не рассматриваются. [c.26] Общие физико-механические параметры пород и грунтов, необходимые для гидродинамических расчетов, определяются по методике, принятой в инженерной геологии, грунтоведении и механике горных пород. [c.26] Физические свойства фильтруюш ихся жидкостей и газов также определяются с помощью стандартной аппаратуры (плотномеров, вискозиметров и других приборов). [c.27] Гидродинамические параметры для пород глубокого залегания определяются на стандартном приборе АКМ-2, позволяющем осуществлять фильтрацию жидкостей, газов и многокомпонентных флюидов. С его помощью определяются параметры к, фазовые проницаемости для многокомпонентных флюидов начальный градиент фильтрации / и другие параметры кривой у = / (/). [c.27] Опыты на этом приборе ведутся при пластовых давлениях и температуре, достигающих значительных величин (до 5-10 Па и 100° С). [c.28] Прибор АКМ-2 по своей схеме идентичен приборам Дарси, Дюпюи — Тима и Тима — Каменского [87], именно в нем осуществляется стационарная фильтрация при постоянных напорах на входе и выходе. Оп описан в соответствующих инструкциях и здесь подробно не рассаматрйвается. [c.28] В отличие от приборов типа АКМ-2 в фильтрометре-1, как правило, отсутствуют постоянные во времени напоры (неподвижные уровни на входе и выходе) у а эксперимент проводится при нестационарном режиме фильтрации. [c.28] В процессе всех опытов, кроме исследования проницаемости, верхнее днище трубки Грунтоноса снимаемся, и поверхность грунта в ней сообщается с атмосферой. [c.28] При исследовании проницаемости сверху на грунтонос навинчивается крышка с водоподающей трубкой 3 и фильтрация происходит сверху вниз. [c.28] При необходимости изучения фильтрации при больших градиентах (до 50—200) верхняя питаюш ая трубка присоединяется к насосу, с помош ью которого в ней поддерживается постоянное давление. [c.29] Все четыре этапа позволяют взаимно контролировать результаты экспериментов и выяснить зависимость параметров от величины градиентов, газонасы-щенности жидкости, ее минерализации и других факторов. [c.29] Для определения капиллярной влагоемкости капиллярного вакуума Я и коэффициента капиллярной фильтрации стандартный грунтонос с прозрачной продольной прорезью после удаления парафина и отбора пробы для определения объемной массы и влажности закрепляется в кольце штатива (см. рис. 2). Затем грунтонос своим нижним концом погружается в большую трубку с водой на 1—1,5 см ниже ее уровня. В процессе опыта это погружение сохраняется постоянным, для чего грунтонос периодически опускается вниз. При опыте регистрируются изменения с течением времени уровня воды в большой трубке, масса грунтоноса вместе с водой и высота капиллярного поднятия воды в образце h (визуально по прозрачной прорези грунтоноса). [c.29] Величина а2 находится по графику 2 = / ( , Щ (рис. 3), построенному по уравнению (11.10). Найденное по графику значение аг можно уточнить, подставив его в правую часть уравнения. Если полученное новое значение отличается от величины а 2, найденной по графику, более чем на 5%, расчет повторяется до тех пор, пока различие между предыдущим и последующим его значениями не превысит указанной величины. [c.30] Следует отметить, что величины и при разных 2 и /г , 2 оказываются различными. Это обусловлено защемлением воздуха в капиллярной зоне, которое тем больше, чем выше скорость капиллярного поднятия. Последняя же уменьшается в процессе опыта и потому в начале его значения меньше, чем в конце. [c.30] Величины коэффициента капиллярной фильтрации при разных 2 и 2 также несколько различаются. В начале опыта, когда капиллярная влагоемкость меньше, а защемление воздуха больше, значения ниже нежели в конце опыта. В этом сказывается приближенность теорий, в которых вакуум внутри капиллярной зоны считается независящим от влажности. [c.30] Если Рк определять по (11.13), а и по (11.11), то величины и также меньше зависят от t, h, и. [c.31] При известном дефиците капиллярного насьщения капиллярная влагоемкость грунта Пк вычисляется по второму равенству (П.8). При малых и величина щ ш р. jXq, где д,о — дефицит насыш ения породы. [c.31] Здесь Яп ах выран ается по (11.19), Я принимается по результатам предыдущего опыта капиллярной пропитки. [c.33] Вернуться к основной статье