
может привести к существенному увеличению объема жидкой фазы, в ре-
зультате
чего возникает двухфазная фильтрация. Такими газами в пласто-
вых условиях
могут
оказаться, например, обогащенные промежуточными
компонентами
углеводородные газы или диоксид
углерода.
Возникающая
при
этом двухфазная фильтрация
будет
продолжаться до тех пор, пока
опять
не
будет
достигнута критическая насыщенность, которая меньше
исходной. Некоторую роль при этом играет изменение
физико-
химических характеристик на границе газ — жидкость.
Условия возникновения и закономерности движения жидкой фазы
при
фильтрации растворяющегося в ней газа изучались экспериментально
на
трубной модели пласта длиной 10 м, заполненной кварцевым песком
широкой
фракции. Опыты проводились при различной насыщенности по-
ристой среды проницаемостью 2,4 10~
13
м
2
деканом (плотность декана
0,73 г/см
3
, молекулярная масса 142 г/моль) вплоть до критической, которая
в
данном
случае
при фильтрации азота или
другого,
практически не рас-
творяющегося в декане газа составляла 37 %. Меньшие насыщенности со-
здавали, заполняя модели предварительно приготовленной жидкой смесью
декана с пропаном, взятых в различных соотношениях, с последующей
дегазацией. Фильтрующимся газом, растворяющимся в декане/ служил ди-
оксид
углерода.
Система декан — диоксид
углерода
детально изучена, что
позволило построить используемые при анализе опытов зависимости мо-
лярной
доли растворенного в декане диоксида
углерода
X от давления р
при
различных температурах X = Х(р, t) и зависимость увеличения перво-
начального объема жидкого декана а от молярной доли X, т.е. а = а(Х).
Условия опытов выбирали такими, чтобы при комнатной температуре
происходило приблизительно двукратное увеличение объема жидкого дека-
на
вследствие растворения в нем диоксида
углерода.
В опытах измеряли давление на
входе
р, и
выходе
р
2
из модели с по-
мощью образцовых манометров, а также
расход
газа q при атмосферных
условиях с помощью газового счетчика. При двухфазной фильтрации объ-
ем вышедшего из модели декана измеряли периодически с помощью стек-
лянной
емкости. По результатам измерений строили зависимости величины
ApVqrnz
от q, где Др
2
= р,
2
- р
2
; т) — вязкость газа; z — коэффициент
сжимаемости газа при среднем по пласту давлении. Комплекс этих величин
характеризует сопротивление пористой среды и обратно пропорционален
ее проницаемости.
Один из опытов был проведен при начальной насыщенности пористой
среды жидким деканом 11 %; Относительная фазовая проницаемость по
азоту при этом составляла к = 1,04 (рис. 2.19, а, прямая 2). Некоторое
увеличение проницаемости пористой среды при малых насыщенностях
жидкостью отмечалось ранее. Фильтрация газообразного диоксида
углерода
через ту же пористую
среду
не привела в движение жидкую фазу, но ^ка-
залось, что проницаемость модели для газа снизилась и составляет к =
=
0,89 от исходной проницаемости "чистой" модели (см. рис. 2.19, а, пря-
мые 1 и 3]. Это можно объяснить только увеличением насыщенности по-
ристости среды жидким деканом вследствие растворения в нем диоксида
углерода.
При термобарических условиях опыта — давление 5,5 МПа и
температура 23 °С — по известным зависимостям можно определить вели-
чины
Х
о
= 0,81 и а = 2,3. Следовательно, насыщенность пористой среды
возросла при фильтрации диоксида
углерода
до 11 • 2,3 = 25 %, что и при-
138