Фильтрация (в горных породах)

ФИЛЬТРАЦИЯ в горных породах (а. filtration, perсоlation, seepage; н. Filtration, Filtrierung; ф. filtrage, filtration; и. filtracion, filtrado) — движение жидкости (воды, нефти) или газа (воздуха, природного газа) сквозь пористую среду в грунтах. Фильтрацией также является просачивание воды сквозь грунты и даже бетон (например, через тела земляных и бетонных плотин).

Движение природных флюидов (нефти, газа, подземных вод) в горных породах происходит либо вследствие естественных процессов (например, миграция углеводородов), либо в результате деятельности человека, связанной с извлечением полезных ископаемых и эксплуатацией гидротехнических сооружений.

Процесс фильтрации имеет большое значение при формировании нефтегазовых и газоконденсатных залежей и месторождений (вертикальная и латеральная миграция), а также при разработке и эксплуатации углеводородных скоплений (движение жидкостей и газов к забою скважин и по последним к поверхности). Фильтрационная способность горных пород в естественных условиях зависит от их литологического состава, физических свойств, мощности пород-коллекторов и пород-покрышек. Фильтрация воды возможна лишь в водопроницаемых и невлагоемких породах. Сильно влагоёмкие породы (торф, некоторые глины) впитывают воду и с трудом её отдают. Теория фильтрации, изучающая закономерности такого движения, составляет особый раздел механики сплошной среды — подземную гидрогазодинамику. Теоретической основой разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений является нефтегазовая подземная гидромеханика, изучающая движение флюидов в проницаемых толщах осадочных горных пород.

Основная характеристика фильтрационного движения — скорость фильтрации — определяется как расход жидкости через единичную площадку среды, перпендикулярную к направлению потока. Скорость фильтрации меньше действительной средней скорости флюида, т.к. в действительности движение происходит только через ту часть площадки, которая занята порами. Основное соотношение теории фильтрации (закон фильтрации) устанавливает связь между скоростью фильтрации (или расходом) и градиентом давления, который вызывает фильтрационное движение.

Наиболее распространённым в обычных условиях законом фильтрации является линейный закон Дарси.