ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

УДК 622.24

Составитель В.В.Живаева

Определение физико-механических свойств горных пород

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК

1. Кутузов Б.Н. Разрушение горных пород взрывом: Учеб. для ву­зов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М: Изд-во МГГИ, 1992. - 516 с.

2. Лабораторные и практические работы по разрушению горных пород взрывом / Под общ. ред. Б.Н. Кутузова. - М.: Недра, 1981. - 255 с.

3. Справочник взрывника / Под общ. ред. Б.Н. Кутузова. - М.: Не­дра, 1988. - 511 с.

4. Росинский Н.Л. Мастер-взрывник / Н.Л. Росинский, М.А. Магойченков, Ф.М. Галаджий. - М.: Недра, 1988. - 384 с.

5. Безопасность при взрывных работах: Сб. документов. Сер. 13. Вып. 1 / Колл. авт. - М.: Гос. унитар. предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2001.-248 с.

 

ВВЕДЕНИЕ 3

Лабораторная работа 1

РАСЧЕТ КИСЛОРОДНОГО БАЛАНСА И СОСТАВЛЕНИЕ РЕЦЕПТУРЫ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.................................................................................................... 3

Лабораторная работа 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ, ОБЪЕМА, ТЕМПЕРАТУРЫ

И ДАВЛЕНИЯ ГАЗОВ ПРИ ВЗРЫВЕ ЗАРЯДА ВЗРЬГОЧАТЫХ

ВЕЩЕСТВ 9

Лабораторная работа 3

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ВЗРЬГОЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ

И РАБОТА ВЗРЫВА. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДЕТОНАЦИИ

ВЗРЬГОЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ.............................................................................. 16

Лабораторная работа 4

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫХ СЕТЕЙ

И ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОГО ВЗРЫВАНИЯ

ПРИ ПОСТОЯННОМ ТОКЕ.............................................................................. 22

Лабораторная работа 5

РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОВЗРЫВНЫХ СЕТЕЙ

ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОНДЕНСАТОРНЫХ

ВЗРЫВНЫХ МАШИНОК И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.................................. 37

Лабораторная работа 6

РАСЧЕТ ЗАРЯДОВ ВЫБРОСА, РЫХЛЕНИЯ И КАМУФЛЕТА.............................................................................................. 45

Лабораторная работа 7

ВТОРИЧНОЕ ДРОБЛЕНИЕ НЕГАБАРИТНЫХ КУСКОВ
НАКЛАДНЫМИ И ШПУРОВЫМИ ЗАРЯДАМИ........................................ 55

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................................... 59

 

Методические указания к лабораторным работам

 

 

Самара 2012

 

 

Определение физико-механических свойств горных пород:Метод.указания к лабораторной работе/ Самар.гос.техн.ун-т; Сост.В.В.Живаева, Самара, 2012, 26с.

Методические указания по курсу «Основы нефтегазового дела» предназначены для студентов нефтетехнологического факультета направления 130500

 

Ил.3 Табл.3. Библиогр. 4 назв.

 

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета Самарского государственного технического университета
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ.

Каждый вскрываемый бурением пласт в нефтяной или газовой скважине характеризуется совокупностью величин. Знание этих величин необходимо буровикам, чтобы правильно выбирать состав и свойства промывочной жидкости для разбуривания данного вида пласта. Особое значение имеет продуманный выбор типа бурового раствора для вскрытия продуктивного пласта, чтобы предусмотреть возможную степень загрязнения приствольной части продуктивного пласта и своевременно принять Меры к тому, чтобы не допустить загрязнения или, в крайнем случае, свести его до минимума.

При проводке глубоких скважин очень важно знать, как состав и свойства: буровых растворов влияет на буримость горных пород. Несмотря на то, что в процессе бурения состав, свойства и механические показатели горных пород являются независимой и не контролируемой переменной, на горную породу можно влиять физико-химическими методами, снижая ее прочность, повышая деформативность, ползучесть.

К основным физико-механическим свойствам горных пород следует отнести сжимаемость, плотность, прочность, пластичность, проницаемость, способность сохранять свою структуру при электролитическом воздействии фильтратов буровых растворов (размокаемость).

 

1.1 Лабораторная работа № 1

 

 

Способность пород продуктивных пластов пропускать через себя под действием градиента давления какой-либо флюид - жидкость, газ или газожидкостную смесь, называют проницаемостью.

Проницаемыми являются практически все осадочные породы, так как почти все содержат большее или меньшее количество сообщающихся друг с другом пор, которые в принципе способны пропускать через себя жидкости и газы. Породы, в которых имеются только закрытые и субкапиллярные поры, оказывают столь большое сопротивление течению жидкости или газа, что их считают практически непроницаемыми (глины, аргиллиты, каменная соль и др.). Проницаемость осадочных пород с увеличением давления всестороннего сжатия уменьшается более значительно, чем по­ристость не только за счет уменьшения пористости, но и в большей степени, за счет сокращения площади сечения сверхкапиллярных поровых каналов и превращения части их в капиллярные или замкнутые поры.

Одной из главных физических характеристик коллектора является абсолютная (физическая) проницаемость. Абсолютной называют проницаемость пористой среды при фильтрации через нее одной какой-либо, фазы - жидкости или газа, химически инертных по отношению, к породе в качестве фильтрующегося агента используют сухой воздух или газ, так как почти невозможно найти инертную по отношению к породе капельную жидкость.

Другая физическая характеристика фазовая (эффективная) проницаемость - проницаемость породы для данного газа или жидкости, при наличии в порах другой какой-либо фазы.

Относительная проницаемость - отношение фазовой проницаемости данной пористой среды к ее физической проницаемости.

Для количественной оценки проницаемости в лаборатории обычно пользуются законом линейной фильтрации Дарси, согласно которому скорость фильтрации прямо пропорциональна градиенту давления и обратно пропорциональна динамической вязкости фильтрующегося агента.

 

 

Q k (p₁-p₂)

--- = ----- ------- (1.1)

F η l

 

 

где Q - объемный расход жидкости, м³/с;

к - коэффициент пропорциональности, называемый абсолютной проницаемостью, м²;

р₁, р₂ соответственно давления на входе в образец и на выходе из него, Па

F – площадь фильтрации, м²

η - динамическая вязкость фильтрующегося флюида, Па*с

l - длина образца пористой породы, м.

 

Из формулы (1.1) следует, что абсолютная проницаемость

 

 

h l Q

k=----------- (1.2)

(p₁ – p₂)F

 

Так как газ является сжимаемым телом, его объемный расход в разных по длине образца сечениях непостоянен. Поэтому при измерении проницаемости породы по газу в формулу (1.2) необходимо подставлять, объемный расход газа, приведенный к среднему давлению в образце, под которым понимают среднее арифметическое давлений на входе и выходе образца. Считают, что газ расширяется изотермически в соответствии с законом Бойля-Мариотта. С учетом этого, формула (1.2) примет вид:

 

 

2Q₀ p₀ η_r l

k=-------------- (1.3)

(p₁-p₂)F

 

 

где:Q₀ - объемный расход газа при атмосферном давлении, м³/с

p₀ - атмосферное давление, Н/м²;

η - вязкость газа при нормальных условиях, Па*с.

 

Если фильтрация происходит в течение τ секунд, то при вычислении коэффициента газопроницаемости в формуле (1.3) в знаменателе присутствует τ. Размерность проницаемости в Международной системе единиц

 

[k]=м²

 

За единицу проницаемости в 1 м² принимают проницаемость такой пористой среды, через образец которой в 1 м длиной и площадью поперечного сечения 1 м² при перепаде давлений 1 Па ежесекундно профильтровывается 1 м³ флюида вязкостью 1 Па*с

На практике обычно пользуются меньшей единицей, именуемой Дарси (D).Проницаемость в 1D равна 1,02 мкм²,т.е. приблизительно в 10¹² раз меньше единицы проницаемости в 1 м².Проницаемость в 0,001 D называют миллидарси

Проницаемость коллекторов нефтяных и газовых месторождений изменяется от нескольких миллидарси до 2 - 3 D.

 

 

1.2.Лабораторная работа № 2