Caracteristicile caracteristice ale filtrării multifazice sunt, de asemenea, legate de efectul tensiunii superficiale. Presiune în pav. în general, fazele pn și pg de gaz nu sunt egale unul cu altul datorită efectelor capilare care conduc la un salt de presiune la interfață. Luați în considerare două faze de apă gazoasă, care sunt într-un capilar închis pe o parte. Credem că apa umezește roca mai mult decât gazul. Apoi se formează un menisc la limita fazelor (vezi figura 3.3), iar presiunea în faza gazoasă este mai mare decât în faza apoasă. În faza gazoasă, presiunea pg este mai mare decât în apa pv.
Fig. 3.2. Schema diferenței de presiune la limita fazelor
Diferența de presiune în fazele de pe interfață se numește presiunea capilară pk. Presiunea capilară se găsește după formula:
În acest caz, presiunea capilară depinde de saturația apei și a gazului. Deoarece aceste saturații satisfac ecuația (3.2), putem presupune că depinde fie de saturația apei, fie de saturația gazului. În cazul hidrostaticii (când viteza de filtrare este zero), presiunea capilară poate fi găsită din formula Laplace
unde sv este coeficientul de tensiune superficială la interfața apă-gaz;
q este unghiul de umectare la această limită;
r1. r2 sunt razele curburii interfeței.
Capilarele au mărimi diferite, atunci când fazele se mișcă, se deformează, saturația apei în diferite capilare este diferită, deci razele de curbură a marginii interfeței se schimbă. Raza capilarului în modelul ideal de sol este:
De aceea, dependența presiunii capilare poate fi reprezentată de o formulă care este confirmată experimental:
unde J (sb) este funcția Leverett fără dimensiuni.
O presiune mai mare va fi pe partea lichidului, care nu umezește boabele tari ale stâncii.
Presupunem, așa cum se obișnuiește, presiunea capilară care coincide cu presiunea capilară în starea de echilibru pentru aceleași valori ale saturație și în același timp direcția schimbării sale (creștere sau scădere) în fluxul comun al lichidelor.
Procesele de filtrare multifazică se desfășoară în moduri diferite, în funcție de timpul caracteristic al procesului de filtrare și de dimensiunile zonei de curgere. Forțele capilare creează o scădere de presiune în mediul poros, a cărui mărime este limitată și nu depinde de dimensiunea regiunii de filtrare. În același timp, diferența de presiune externă care creează un flux de filtrare între două puncte este proporțională cu rata de filtrare și distanța dintre aceste puncte. Dacă dimensiunile regiunii sunt mici, la rate de filtrare suficient de mici, forțele capilare pot depăși scăderea presiunii externe. Pe de altă parte, în cazul în care mișcarea este considerată într-o zonă foarte mare (de exemplu, în întregul rezervor de petrol sau gaze), efectul forțelor capilare asupra distribuției presiunii ușor și efectul lor se manifestă în faza proceselor de redistribuire locale. Inhibarea fazei reciproce, datorită căreia permeabilitățile relative de fază nu sunt egale cu saturațiile corespunzătoare, se datorează în principal efectelor capilare. În acele cazuri în care pk (s) capilară pot fi neglijate, capilaritatea este indirect luată în considerare prin însăși felul curbelor experimentale ale permeabilităților relative.
Astfel, atunci când se descrie filtrarea multifazică, crește numărul de parametri ce vor fi determinați. Împreună cu presiuni necunoscute p, în faze și ratele de filtrare în fază ui. apar noi necunoscute - saturațiile lui si concentrațiile componentelor individuale. Acest lucru complică studiul teoretic.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: