Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Многофазная фильтрация. Упрощенные математические модели вытеснения одной жидкости другой





6.7.1. Особенности многофазного течения и механизм вытеснения нефти в низкопроницаемых коллекторах. Низкопроницаемые коллекторы (НПК), как правило характеризуются повышенным содержанием остаточной воды, которая определяется удельной поверхностью и содержанием в породе глинистых минералов. Характер кривых фазовых проницаемостей для нефти и воды в этом случае связан с количеством, типом и распределением глинистого материала. Анализ кривых фазовых проницаемостей, полученных методом стационарной фильтрации, показывает смещение точки остаточной водонасыщенности в область повышенных значений водонасыщенности с увеличением содержания цемента в образце. Двухфазное течение характеризуется относительно высокими значениями относительной проницаемости для нефти при остаточной водонасыщенности с пониженными (по сравнению с обычными коллекторами) относительными проницаемостями для воды при остаточной нефтенасыщенности, составляющей 32-36% объема пор. Коэффициент вытеснения нефти водой также уменьшается при увеличении содержания связанной воды.

Интересную разновидность НПК представляют породы с двухмодальным распределением пор по размерам: часть пустотного пространства образована крупными проводящими каналами, а другаячасть – мелкими порами. Наличие двух систем поровых каналов разных размеров, что подтверждается обычно переломом на капиллярной кривой, приводит к тому, что в процессе формирования залежи (так же, как и в лабораторных экспериментах) нефтью заполняется только система крупных пор, мелкие поры остаются заполненными водой, в том числе и подвижной. Поэтому вытеснение нефти водой из таких пор характеризуется отсутствием безводного периода, т. е. с самого начала вытеснения в выходящей продукции отсутствует вода. Значения относительной проницаемости для воды при остаточной во-донасыщенности отличаются от нуля, хотя относительная проницаемость для нефти при этом составляет 0,65-0,80. Коэффициент вытеснения нефти водой в таких породах может достигать 80%, а остаточная нефтенасыщенность снижается до 12-15% объема пор.

Помимо структурных особенностей порового пространства НПK, на характеристики совместной фильтрации и механизм вытеснения нефти оказывает существенное, а порой и доминирующее влияние характер смачивания поверхности, т. е. гидрофильность или гидрофобность коллектора. В гидрофобных НПК первого типа нефть вытесняется только из очень крупных поровых каналов. Связанная вода в таких коллекторах, видимо, капельно распределена в крупных порах, о чем косвенно свидетельствуют низкие значения проницаемости для нефти при остаточной водонасыщенности s во <;0,5. Вытеснение нефти сопровождается резким нарастанием проницаемости для воды, а область двухфазного течения весьма узкая (D s £20%). Для НПК с двухмодальным распределением пор характерно такое же положение.

Обобщение данных по фазовым проницаемостям гидрофильных полимиктовых низко проницаемых песчаников Самотлорского месторождения показало, что состав и структурные особенности строения порового пространства НПК оказывают в основном влияние на фазовую проницаемость для воды и в меньшей степени для нефти. Эффективность разработки месторождений с НПК может быть повышена за счет применения газовых методов воздействия, в том числе в сочетании с заводнением. При реализации этих методов в пласте на отдельных участках происходит одновременная фильтрация нефти, газа и воды.

Фильтрационные характеристики пласта при наличии двух систем поровых каналов разных размеров, а тем более при одновременном движении трех фаз отличаются от условий одно- и двухфазной фильтрации, и для их оценки требуются специальные установки и методики. Характерной особенностью многофазного течения является резкое увеличение фильтрационных сопротивлений при проявлении в поровом пространстве продуктивного пласта третьей фазы, в частности свободного газа. Так, проницаемость для воды при насыщении порового пространства остаточной нефтью и газом уменьшается в 1,2-1,4 раза по сравнению с проницаемостью для воды при остаточной нефтенасыщенности и в 2,1-3,0 раза по сравнению с водопроницаемостью при остаточном газе (в чисто газовой зоне). Сильнее всего при наличии трех фаз в пласте снижается проницаемость для газа – в 3-5 раз, в то время как проницаемость для нефти при проявлении газа уменьшается в 1,3-2,8 раза. Максимум фильтрационных сопротивлений наблюдается при одновременном течении трех фаз – нефти, газа и воды. Для многофазного течения характерно также значительное сужение диапазона изменения насыщенности порового пространства каждой фазы, причем в НПК это особенно ярко выражено, поскольку содержание остаточной воды в НПК повышенное.

По результатам исследований многофазной фильтрации, проведенных в лаборатории физики нефтяного пласта ВНИИ, газонасыщенность изменяется в пределах 13-35% порового объема, причем среднее значение остаточной газонасыщенности составляет 17,2%. Она существенно превышает значения остаточной газонасыщенности (50¸10%), полученные на насыщенных пористых средах (И. А. Чарный, 1963 г.), что еще раз подтверждает определяющее влияние структуры порового пространства и наличия цемента на фильтрационные характеристики.

Исследования многофазной фильтрации выявили важную особенность уменьшения остаточной нефтенасыщенности, как правило на 3-4% объема пор при наличии в поровом пространстве свободного газа. Указанная особенность играет важную роль при выборе технологии разработки месторождения; снижения остаточной нефтенасыщенности вследствие проявления свободного газа необходимо определять для условий каждого конкретного месторождения.

 

6.7.2. Теория Бакли-Леверетта. Бакли и Леверетт изучали двухфазную фильтрацию, пренебрегая капиллярным давлением и массовыми силами, для одномерного прямолинейного движения несжимаемой жидкости, т.е. когда сечение пласта S (x)= S = const. Тогда система уравнений записываются в виде

(6.22)

(6.23)

(6.24)

Здесь ω;1 и ω;2 – скорости фильтрации соответственно вытесняющей и вытесняемой жилдкостей. Пусть суммарный расход жидкостей будет постоянным. Тогда имеем

. (6.25)

В соответствии с этим из уравнений (6.22) находим

(6.26)

Подставляя (6.26) в первое уравнение (6.22), получаем

(6.27)

где

, (6.28)

показывает долю воды Q 1 в суммарном отборе Q = Q 1+ Q 2.

Выражение носит название функции Бакли-Леверетта. Дифференцируя (6.27) по и подставляя полученный результат в первое уравнение (6.22), находим

(6.29)

где

– производная функции Бакли-Леверетта, в соответствии с формулой (6.27), имеющая вид:

(6.30)

и – относительные фазовые проницаемости как функции водонасыщенности σ;

и – производные относительных фазовых проницаемостей;

K 1() и K 2() – фазовые проницаемости;

K – абсолютная проницаемость пласта.

Физический смысл функции есть отношение объема пор Ω;(), огра ниченного начальным сечением, где =1, и сечением с заданной насыщенность σ, к закачиваемому объему V, т.е.

.

Вообще говоря, фазовые проницаемости жидкостей и газов зависят от многих факторов [5], но в основном от насыщенности пористой среды фазами.

Относительные фазовые проницаемости определяются эксперментально на линейных моделях как функции насыщенности водой σ. Типовые кривые их представлены на рис.6.6 для вытеснения нефти водой и нефти газом.

Например, движение фаз возможно, если > св. Здесь св – доля связанной (погребенной) воды от порового объема, величина которой достигает 20-22 %. Зная относителдьные фазовые проницаемости строят графичесакие зависимости и , рис. 6.7.

 

 

Рис. 6.6. Типовые кривые относительных фазовых







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 2573. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...


Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...


Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

Потенциометрия. Потенциометрическое определение рН растворов Потенциометрия - это электрохимический метод иссле­дования и анализа веществ, основанный на зависимости равновесного электродного потенциала Е от активности (концентрации) определяемого вещества в исследуемом рас­творе...

Гальванического элемента При контакте двух любых фаз на границе их раздела возникает двойной электрический слой (ДЭС), состоящий из равных по величине, но противоположных по знаку электрических зарядов...

Сущность, виды и функции маркетинга персонала Перснал-маркетинг является новым понятием. В мировой практике маркетинга и управления персоналом он выделился в отдельное направление лишь в начале 90-х гг.XX века...

Приготовление дезинфицирующего рабочего раствора хлорамина Задача: рассчитать необходимое количество порошка хлорамина для приготовления 5-ти литров 3% раствора...

Дезинфекция предметов ухода, инструментов однократного и многократного использования   Дезинфекция изделий медицинского назначения проводится с целью уничтожения патогенных и условно-патогенных микроорганизмов - вирусов (в т...

Машины и механизмы для нарезки овощей В зависимости от назначения овощерезательные машины подразделяются на две группы: машины для нарезки сырых и вареных овощей...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия