Фильтрация воды в горные породы

Насыщение глинистых горных пород водой происходит не только за счет поверхностной энергии частиц, но и за счет отфильтровывания воды из раствора в поры и трещины пород под давлением столба жидкости в скважине. С увеличением давления жидкости будет увеличиваться скорость насыщения.

При фильтрации воды в трещинах и капиллярах возникает сопротивление ее движению в результате трения молекул, возникающего под влиянием электрического поля частиц и межмолекулярного взаимодействия.

В стационарной жидкости ранее было установлено, что прочность структуры столбика воды с увеличением диаметра капилляра d будет снижаться в соответствии с формулой

, (9.10)

При циркуляции жидкости в трещинах и порах подвижность молекул (их перемещение друг относительно друга) возрастает, что приводит к снижению их взаимодействия, снижению прочности структуры воды.

Давление, необходимое для циркуляции жидкости в капиллярах при ламинарном режиме,

, (9.11)

Скорость течения жидкости по капилляру

(9.12)

т.е. скорость фильтрации жидкости прямо пропорциональна корню квадратному из перепада давления и обратно пропорциональна корню квадратному из времени фильтрации.

Практически длина капилляра в горной породе за счет извилистости пути движения жидкости будет больше в d = 1-1,5 раз. Суммарный удельный поток через пористое тело равен общему потоку через все капилляры, приходящиеся на единицу площади сечения тела, или через их общее сечение. Обычно общее сечение капилляров принимают равным пористости тела. Тогда, учитывая коэффициент извилистости, получим:

, (9.13)

Расход воды, фильтрующейся через некоторое сечение горной породы, будет с течением времени понижаться:

, (9.14)

Средний диаметр капилляров получают экспериментальным путем.

Поиск по сайту: