Движение смеси жидкости и газа

На рис. 60 приведены зависимости относительных проницаемостей для воды и газа от насыщенности S жидкостью порового пространства песков, а на рис. 61 - аналогичные зависимости для песчаников и пористых известняков. Из кривых следует, что при содержании в поровом пространстве несцементированных песков и известняков до 30 %, а в песчаниках - 60 % жидкости относительная проницаемость k′ж для жидкой фазы будет равна нулю, а относительная проницаемость для газа k′г составит для песков и известняков 0,6 и для песчаников 0,3. Иначе говоря, жидкость с увеличением ее содержания в пористой среде вначале почти не влияет на фильтрацию газа. Из этих кривых также следует, что при содержании жидкости в породе в пределах 30-60 % от объема пор из пласта можно добывать чистый газ.

При газонасыщенности песка и песчаника до 10-15 %, а известняка до 25-30 % газ остается неподвижным (k′г0). Но в этом случае сильно ухудшаются условия для фильтрации жидкости - относительная проницаемость снижается до 0,22 для известняков, до 0,7 для песков и до 0,6 для песчаников. Это указывает на отрицательное влияние свободного газа, выделяющегося из нефти в пласте, на условия ее фильтрации. Сопоставление кривых относительных проницаемостей для различных пород показывает их приблизительную идентичность. В зависимости от свойств пород кривые относительных проницаемостей сдвигаются вдоль осей и в большей степени сдвигаются вправо кривые для песчаников. Это связано с наличием значительного количества в породах этого типа тонких пор, заполненных водой, через которые газ не фильтруется. По этой же причине вода через песчаники (для которых составлены кривые относительных проницаемостей, приведенные на рис. 61 и 62) начинает фильтроваться лишь при высоком ее содержании в породе (около 50—55 %). В связи со значительным влиянием на кривые относительной проницаемости распределения пор по размерам направление и сдвиг кривых для различных песчаников могут быть неодинаковыми.

Рис. 61. Зависимость относительной проницаемости песка для газа и жидкости от водонасыщенности

Рис. 62. Зависимость относительных проницаемостей для жидкости и газа от водонасыщенности: а – песчаники; б – пористые известняки и доломиты

Из сказанного следует, что для промысловых расчетов необходимо пользоваться кривыми относительных проницаемостей, .построенными для пород и пластовых жидкостей рассматриваемого месторождения. Однако следует учитывать, что в связи с чрезвычайно сложным характером механизма фильтрации в пористой среде нескольких фаз одновременно при лабораторных методах оценки относительных проницаемостей получают значительный разброс точек. Это затрудняет учет влияния различных факторов на относительную проницаемость. Кроме того, имеющихся данных недостаточно, чтобы установить зависимость проницаемости от насыщенности для всех встречающихся видов пород. Поэтому в приближенных расчетах часто применяют приведенные выше кривые относительных проницаемостей для различных пород от их насыщенности независимо от конкретных свойств пород рассматриваемого месторождения. При этом полагают, что кривые для пород одного и того же класса, независимо от их абсолютной проницаемости, приблизительно одинаковые и характеризуются в основном лишь степенью насыщенности породы различными фазами. В этом заключается смысл введения понятия «относительная проницаемость».