Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

электропроводности крайне противоречивы. Одни утверждают [56, -201], что между коэффициентами относительного электрического сопротивления р,,, полной пористости Ша и извилистости поровых каналов % существует следующая взаимосвязь:

i. = (127)

т. е. квадрат коэффициента извилистости поровых каналов согласно (105) отождествляется со структурным коэффициентом. Другие [229] справедливо отмечают, что выражение (127) верно, когда полная (тПп) и эффективная (т пористости капиллярной системы равны между собой или близки по величине. При ф рекомендуется формула

11,67

Согласно (105) и (116) р„ должно определяться из выражения

Р~- (129)

В перечисленных выше исследованиях [56, 201, 215, 229] предполагается, что исходя из формул (127) и (218) коэффициент извилистости поровых каналов X можно определять экспериментально по времени пробега ионов через исследуемый образец пористой среды {t) и по времени пробега их через эталонную пористую среду той же длины с прямолинейными цилиндрическими каналами (t) при одном и том же градиенте потенциала. При этом расчеты рекомендуется проводить по формуле

?:=]/. (130)

Однако Де Витте [283] не разделяет изложенную точку зрения, так как формула (130) не учитывает соотношения пористостей сравниваемых капиллярных систем. Соображения Де Витте в известной мере подтверждаются и исследованиями автора [112].

Известно [41, 47, 211], что если заполнить цилиндрическую стеклянную трубку электролитом, молекулы которого диссоциируют на однородные ионы, то при включении ее в электрическую цепь сила тока будет равна

I =Ete{u-\-v), (131)

где Е - разность потенциалов; S - площадь поперечного сечения трубки; I - длина ее; с - концентрация ионов, е - заряд ионов; и ж V - абсолютные скорости катионов и анионов.

Количество электричества, перенесенное за время t, определяется по формуле

ey,=It=E~-ce(uv)t: (132)

Формула (132), разумеется, справедлива для любой системы цилиндрических - прямолинейных трубок с суммарной площадью поперечного сечения S. Для переноса того же количества электричества в любой сложной капиллярной системе формула (132) примет вид

e = E-ce{u + v)f, (133)

где Sl - суммарная площадь поперечного сечения проточных поровых каналов, равная площади сечения (нормальному оси) поровых каналов, по которым может проходить ток; Ti - фактическая средняя длина поровых каналов; t - время пробега ионов через норовые каналы.

Приравнивая формулы (132) и (133), ползучим:

S . S-

= j\f. (134)

Если исследуемая и эталонная капиллярная системы имеют одинаковую длину, то, зачитывая, что li/l = Я, будем иметь

f=#- (135)

Значения S ш Si могут быть выражены через пористость, например, для эталонной капиллярной системы

S = тэ„Р,

где 7П.ЭП - полная пористость ее, а F - поверхность фильтрации. Для исследуемой пористой среды

Si = nnfFi, (136)

где п - число поровых каналов, приходящихся на 1см; г - средний радиус пор; Fi - поверхность фильтрации.

Имея в виду, что проточные норовые каналы составляют эффективную пористость, и сопоставляя между собой (136) и (112), найдем

5j = или Sl = , (137)

где тп - полная пористость, а е - коэффициент проточности исследуемой капиллярной системы.

Подставляя в (135) нолзченные значения S ж Si, будем иметь

При F = Fi

il = -4, (139)

или, учитывая (116), вместо (139) получим

4- = . (140)

Следовательно, формула (130) справедлива в частном случае, когда тПэп = т„г, т. е. когда полная пористость эталонной пористой среды равна эффективной пористости исследуемой среды. Следовательно, определение извилистости поровых каналов по времени пробега ионов в исследуемой и эталонной пористых средах возможно, если, кроме соотношения пористостей и поверхностей фильтрации (138) сравниваемых сред, известен коэффициент проточности поровых каналов е исследуемой пористой среды. Но при этих условиях наиболее удобна для определения Я формула (116), так как определение структурного коэффициента ф в известной мере стандартно. Необходимость в использовании формулы (138) для определения Я может возникнуть при постановке специальных исследований, связанных с введением каких-либо дополнительных коэффициентов, в формулу (116), если в этом появится надобность. Из формулы (140) видно, что в принципе структурный коэффициент ф может быть определен п по времени пробега ионов.

определение! по 8

Как уже отмечалось, при исчезающе малой толщине пленки жидкости, остающейся на поверхности частиц пористой среды после вытеснения ее из образца воздухом на капиллярной установке, динамическая пористость может быть отождествлена с эффективной пористостью, особенно если удельная поверхность образца сравнительно невелика и в качестве насыщающей жидкости используется керосин.

В табл. 13 приводятся найденные таким путем значения эффективной пористости Шэ для девонских песчаников Туймазинского нефтяного месторождения. Одновременно даются полная пористость проницаемость к, структурный коэффициент ф, коэффициент проточности е и коэффициент извилистости пор Я, подсчитанный по формуле (116). Для рассматриваемых песчаников оказалась справедливой зависимость (107), поэтому для определения структурного коэффициента ф было использовано соотношение (108) и график рис. 22. Определив е как отношение mjm„ по формуле (116), подсчитали величину Я, которая согласно табл. 13 составила в среднем 1,5.

В настоящее время пока мало данных для окончательных суждений о возможных пределах колебаний е и Я, так как приведенные выше результаты исследований относятся лишь к одному типу песчаников со сравнительно узкими пределами изменения пористости. Поэтому постановка соответствующих исследований и накопление необходимого материала в этом направлении представляют несомненный интерес. Многократное изменение к и незначительное изменение ф в табл. 13 свидетельствуют о том, что решающее влияние на проницаемость пород оказывает радиус поровых каналов.