48. Источники пластовой энергии.

Приток нефти и газа с забоя добывающих скважин происходит в силу того, что Рзаб<Рпл . В зависимости от геологических условий применяемых способов разработки приток нефти и газа к скважине обеспечивается следующими видами пластовой энергии.

1. Энергия напора краевых, либо подача вод.

а) жестко-водонапорный режим

б) упруго-водонапорный режим

Если водонапорная система имеет выход на поверхность и хорошо

гидродинамически сообщается с нефтяным пластом, то изменение Рпл во

времени не происходит, такой режим разработки пласта называется жестко-напорным (рис.1, Рпл=const).

Если пласт не имеет выхода на поверхность или плохо сообщается с водонасосной частью системы, то в процессе эксплуатации залежи Рпл заметно падает во времени, начинают появляться упругие свойства п-д (сжатие) и жидкостей и газов (расширение). Такой режим работы пласта называется упруговодонапорный режим.

2. Энергия упругости газа сжатого в газовой шапке. Этому виду энергии соответствует режим газовой шапки

3. Энергия растворенного в нефти и воде газа, выделяющегося при условии Рпл<Рнас. Этому виду энергии соответствует режим растворенного газа.

4. Гравитационная энергия, которая соответствует режиму гравитации. Она обусловлена силой тяжести самой нефти, проявляющейся в крупнозалегающих пластах и существующая при малой вязкости нефти

Последние два режима называются режимами истощения, первые два – напорные режимы.

Максимальное количество нефти добывается при напорных режимах.

49. Силы, противодействующие вытеснению нефти из пласта.

1. силы вязкого трения,

2. капиллярные силы

3. адгезионные силы (силы прилипания).

Силы трения проявляются в пласте также как и при течении нефти и газа по ТП, т.е. гидравлическое сопротивление течению нефти в порах пропорционально скорости фильтрации и вязкости.

В пласте действует капиллярные силы. Эти силы проявляются в зоне контакта несмешивающихся жидкостей. При вытеснении нефти водой за фронтом вытеснения образуется, формируется многочисленные столбики нефти, рассеянные в воде и в этой зоне особенно сильно проявляются капельные силы.

50. Капиллярные силы.

Р1 > Р2 Р1-Р2 = ΔР

Чтобы рассмотреть кап. Силы, рассмотрим капилляр со столбиком нефти, который вытесняется водой при Р1-Р2 = ΔР.

В статич. Условиях под действием кап. сил столбик нефти стремится принять шарообразную форму, оказывая давление Р на стенки пор через пленку воды. При этом давление Р, возникающее внутри капилляра =

(1), где

Р – давление

σ – коэффициент поверхностного натяжения на границе раздела фаз

R – радиус сферической поверхности столбика воды

r – рад. Цилиндрической поверхности -//-//-

Установлено что R и r и cosθ связаны между собой следующей зависимостью: (2)

Подставляя (2) в (1) получим (3)

При θ=0 давление (4)

Из (4) видно что чем больше σ и меньше r тем больше Р оказываемое на стенки пор через пленку воды и тем вероятнее неподвижность столбика нефти в капилляре.

Если на концах капилляра создать перепад Р то произойдет деформация нефти ( см. пунктирную линию).

Такое изменение формы менисков вызовет соответствующее им изменение кап давления, которое согласно закону Лапласа будут следующими. Для левого мениска , для правого

Р¹>Р¹¹.

Разность этих кап давлений будет создавать силу, противодействующую внешнему перепаду давлений ΔР.

(5)

(6)

Это явление когда возникает дополнительное сопротивление при движении двух не смещающихся жидкостей или пузырьков газа называют эффектом Жамена.

Т.к. таких столбиков или пузырьков газа в поровых каналах очень много, то на преодоление кап сил затрачивается существенная доля ΔР. Те же самые явления наблюдаются при переходе капли из широкой части капилляра в узкую, возникает также разность кап давлений менисков, имеющих разные радиусы