Экспериментальные исследования фильтрационных течений в анизотропных пористых средах

• Автор: Семенов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Глава 1. Научные основы комплексной методики лабораторного определения фильтрационных свойств анизотропных пористых сред
§ 1.1. Общие положения комплексной методики лабораторного
определения фильтрационных свойств анизотропных пористых сред
§ 1.2. Экспериментальное определение симметрии материальных тензоров
второго и четвертого ранга
§ 1.2.1. Определение симметрии материальных тензоров второго ранга методом измерения удельного электрического сопротивления пород.... 12 § 1.2.2. Определение симметрии материальных тензоров четвертого ранга
методом измерения упругих свойств кернового материала
§ 1.2.3. Представление тензоров четвертого ранга для
кристаллографических групп симметрии
§ 1.2.4. Представление тензорных поверхностей для тензоров
коэффициентов упругой податливости
§ 1.2.5. Ультразвуковой метод определения анизотропии упругих свойств
пород
§ 1.3. Ориентированный отбор керна
§ 1.4. Методика комплексных лабораторных исследований керна для определения фильтрационно-емкостных свойств анизотропных пористых сред
Глава 2. Экспериментальное определение проницаемости реального кернового материала и тестирование методики
§ 2.1. Методы и аппаратура для лабораторного определения проницаемости
по газу
§ 2.2. Подготовка керна к исследованиям. Результаты лабораторного
определения проницаемости
§ 3.3.обработка экспериментальных данных
Глава 3. Нелинейные законы фильтрации для анизотропных средах
§ 3.1. Общее представление нелинейных законов фильтрации для всех
групп точечной симметрии
§ 3.2. Представление нелинейных законов фильтрации для сред с
триклинной симметрией фильтрационных свойств
§ 3.3. Представление нелинейных законов фильтрации для сред с
моноклинной симметрией фильтрационных свойств
§ 3.4. Представление нелинейных законов фильтрации для сред с
ромбической симметрией фильтрационных свойств
§ 3.5. Представление нелинейных законов фильтрации для сред с
тетрагональной симметрией фильтрационных свойств
§ 3.6. Представление нелинейных законов фильтрации для сред с тригональной и гексагональной симметрией фильтрационных свойств
§ 3.7. Представление нелинейных законов фильтрации для сред с
кубической симметрией фильтрационных свойств
§ 3.8. Экспериментальное определение материальных констант в
нелинейном законе фильтрации
§ 3.9. Эффект асимметрии при фильтрации в анизотропных пористых средах
Основные выводы и рекомендации
Литература
Приложение 1. Кристаллографические методы описания физических свойств анизотропных сплошных сред
§ п.1. Преобразования симметрии
§ п.2. Точечные группы симметрии
§ п.З. Точечные группы геометрической симметрии
§ п.4. Принцип неймана
§ п.5. Понятие о направленном фильтрационном свойстве
Актуальность работы. Создание новых и совершенствование старых технологий извлечения углеводородного сырья из недр невозможно без углубленного исследования процессов переноса флюидов в пластах, более адекватного описания реальных процессов. Эффективность применения новых высокоэффективных и перспективных методов и технологий углеводородоотдачи пластов (таких как, например, проводка специально ориентированных в продуктивной части пласта скважин, в том числе и горизонтальных, термическое воздействие на пласт и т.д.) во многом зависит от полноты и адекватности математического описания физических процессов, происходящих в нефтегазоносных пластах в условиях добычи углеводородного сырья. Это, в свою очередь, обуславливает необходимость более полного изучения и описания фильтрационно-емкостных свойств пласта, и, далее, построения математических моделей учитывающих реальные физические свойства пластов.
Хорошо известно, что реальные коллекторы углеводородного сырья практически всегда неоднородны и анизотропны и, если неоднородность пластов в настоящее время учитывается при решении задач подземной гидромеханики, то проблемы обобщения на случай анизотропных фильтрационных свойств и методика лабораторного определения тензоров коэффициентов проницаемости (фильтрационного сопротивления) для анизотропных пластов практически не рассматривались и далеки от своего разрешения. Вместе с тем, лишь установление факта анизотропии проницаемости и ее учет при моделировании разработки, позволит оптимальнее решить задачи по размещению скважин и выбора направления проводки горизонтальных скважин, метода интенсификации добычи и увеличения степени извлечения углеводородов, и т.д. Поэтому развитие методов лабораторного определения анизотропных фильтрационных свойств коллекторов углеводородного сырья и экспериментальное и теоретическое

Установка состоит из компрессора 1 с редуктором 2, позволяющим снизить давление в линии «до керна» до 0.5 Мпа, хлоркальциевой трубки 3 предназначенной для обезвоживания воздуха, механического фильтра 4 с редуктором 5, позволяющим плавно изменять давление газа в линии «до керна» в пределах от 0 до 0.16 МПа, манометром 6, образцовым манометром 7 для измерения давления на входе в образец, вентиля 8, подающего газ на образец. Из образца газ поступает на трехходовой кран 9, который подключает в линии «после образца» либо расходомер, либо малый газомер, в зависимости от расхода газа. Скорость истечения жидкости из газомера устанавливается вентилем 10 с таким расчетом, чтобы на выходе из образца давление соответствовало атмосферному. Контроль осуществляется по индикатору 11, который представляет сосуд заполненный жидкостью. Внутрь сосуда опущена стеклянная трубка, соединяющая полость выхода образца и газомера. Если давление в этой полости соответствует атмосферному, то жидкость в трубке и в сосуде устанавливается на одном уровне. Кернодержатель 12 имеет боковой пневмообжим от редуктора 1. Через вентиль 13 подается газ под давлением 0.5-0.52 МПа (контролируется манометром 14). Для предупреждения возможности проскальзывания газа между образцом и резиновой манжетой давление обжима должно быть на 0.35 Мпа выше давления газа на входе в образец. После окончания измерений давление в обжиме снижается до атмосферного с помощью вентиля 15. Для работы с данным кернодержателем образцы должны иметь форму цилиндра длиной 3-5 см и диаметром 2.8-3.2 см.
§ 2.2. ПОДГОТОВКА КЕРНА К ИССЛЕДОВАНИЯМ. РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ.
Отбираются керны сцементированных пород без трещин и включений, если трещины характерны для пород в целом, то они уменьшают амплитуду прошедшей волны и дают неточные времена первых вступлений.