Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Зависимости «р - "в* широко используются при оценке остаточной водонасып1;енности пород, изучении строения переходной зоны «нефть - вода», «вода - газ» и др.

Как следует из рис. 1.13, характер зависимости p = f (S) в значительной степени определяется проницаемостью пористых сред. Очевидно, другие свойства пород, а также параметры жидкостей также влияют на форму кривых р = f (S). Левереттом была впервые сделана попытка учесть влияние свойств пород и жидкостей и свести данные о зависимости капиллярного давления от насып1;ен-ности различных пластов в единую зависимость с помощью функции

(в)-/1. (1.24)

Здесь все обозначения прежние.

Легко установить но формулам (1.20) и (1.23), что функция Леверетта представляет собой отношение капиллярного давления соответствующего различной степени насыщенности нор, к величине, пропорциональной среднему значению капиллярного давления, развиваемого менисками в порах со средним радиусом. Однако анализ показал, что предположение о вероятном совпадении зависимостей «функция Леверетта / - водонасыщенность для всех пород на практике не оправдалась. На рис. 1.14 для примера приведены зависимости / = / (S), полученные Н. С. Гудок, для различных пород продуктивных пластов нижнего мела нрикумской нефтеносной области.

Для корреляции зависимостей р = f {S), полученных для различных пород, применяются также статистические методы (об этом см. в последующих частях курса).

§ 8. ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРОД

Для определения абсолютной проницаемости горных пород существуют разнообразные приборы. Однако принципиальные схемы их устройства большей частью одинаковы - все они состоят из одних и тех же основных элементов: кернодержателя, позволяющего фильтровать жидкость и газы через пористую среду, устройств для измерения давления на входе и выходе из керна, расходомеров и приспособлений, создающих и поддерживающих постоянный расход жидкости или газа через образец породы (рис. 1.15, а). Различаются они лишь тем, что одни из них предназначены для измерения нроницаемости нри больших давлениях, другие - нри малых, а третьи - при вакууме. Одни приборы используются для определения нроницаемости но воздуху, другие но жидкости. Поэтому отдельные их узлы имеют соответственно различное конструктивное оформление.

Об этом см. в гл. П1.

3 Заказ 356 33

i-00- 7

Кроме стационарных приборов, схема строения которых приведена на рис. 1.15, а, для измерения проницаемости используются также упрощенные устройства . Схема одного из них приведена на рис. 1.15, б. Образец в кернодержателе одной стороной соединен с атмосферной трубкой, конец которой опущен под уровень воды. Создав через вентиль 7 разрежение под керном, уровень воды в трубке поднимают на некоторую высоту. После закрытия вентиля 7 фильтрация воздуха через керн осуществляется под действием переменного вакуума, величина которого равна высоте столба воды в трубке. Мерой проницаемости породы служит (при постоянстве размеров образца) время опускания мениска в трубке в заданном интервале.

На практике оказы-вается, что проницаемость для жидкости обычно почти всегда меньше, чем для газа. Лишь при высокой проницаемости пород значения ее примерно одинаковы для жидкости и газа. Уменьшение проницаемости одной и той же породы для жидкости по сравнению с проницаемостью для газа происходит вследствие разбухания глинистых частиц и адсорбции жидкости при фильтрации нефти и воды через породы. (В последующих разделах мы увидим, что толщина адсорбционных слоев нефти иногда достигает величин, сравнимых с размерами поровых каналов малопроницаемой породы). Поэтому абсолютную проницаемость пород принято определять с помощью воздуха или газа. Состав газа на проницаемость пород заметно влияет только при высоком вакууме (при так называемом кнудсеновском режиме течения газа, когда столкновения молекул друг с другом редки по сравнению с ударами о стенки пор, т. е. когда газ настолько разрежен, что средняя длина пробега молекул сравнима с диаметром поровых каналов). В этих условиях проницаемость пород зависит от среднего давления, молекулярного веса газа и температуры и тем выше, чем меньше молекулярный вес и давление.

В пластовых условиях проницаемость горных пород практически мало зависит от состава газа. Проницаемости пород для нефти и воды пресной или пластовой обычно определяют при специальных

Рис. 1.15. Схемы приборов для определения проницаемости пород.

1 - кернодержатель; 2 - расходомер; 3 - устройство, создающее постоянный расход жидкости или газа через керн; 4 - измерители перепада давления; S - сосуд с водой; 6- стеклянная трубка; " вентиль.

1 Г о р О Я н в. и. Простой способ измерения абсолютной проницаемости коллекторов нефти н газа. НТС, «Нефтепромысловое дело», 1967, Л"» 5.

исследованиях. В этом случае всегда необходимо указывать жидкость, используемую при определении проницаемости породы и ее физические свойства в условиях опыта.

Разница проницаемости одной и той же породы для воздуха, воды и нефти может достигать значительной величины.

Как уже упоминалось, величины фазовых проницаемостей, кроме степени насыщенности пористой среды различными фазами, зависят от ряда других факторов и специфических свойств конкретной пластовой системы. Поэтому при использовании в расчетах графиков относительной проницаемости фактические показатели иногда значительно отклоняются от расчетных. Во избежание этого для определения зависимости относительных проницаемостей от насыщенности нужно проводить специальные опыты, поставленные с учетом специфических свойств исследуемой пластовой системы.

Устройство установок, применяемых для этих целей, более сложное, чем установок, рассмотренных ранее, так как при этом необходимо моделировать многофазный поток, регистрировать насыщенность порового пространства различными фазами и расход нескольких фаз. Установки для исследования многофазного потока обычно состоят из следующих основных частей.

1. Приспособления для приготовления смесей и питания керна.

2. Кернодержатель специальной конструкции.

3. Приспособления и устройства для приема, разделения и измерения раздельного расхода жидкостей и газа.

4. Устройства для измерения насыщенности различными фазами пористой среды.

5. Приборы контроля и регулирования процесса фильтрации. Насыщенность порового пространства различными фазами можно

определить несколькими способами: измерением электропроводности пористой среды, взвешиванием образца («весовой метод») и т. д. При использовании первого из них измеряется электропроводность участка пористой среды и сравнением полученных данных с тари-ровочной кривой (заранее составленной и представляющей собой зависимость электропроводности среды от содержания в порах различных фаз) определяется насыщенность порового пространства соответствующими фазами. Такой метод пригоден, если одна из жидкостей, используемых при исследовании, является проводником электричества (соленая вода, водоглицериновые смеси и т. д.). Для этой цели используются специальные кернодержатели. Модель пласта ВНИИ, например, изготавливается из металлических труб, «лужащих одновременно и электродами, отделенных друг от друга не проводящими электричество пластмассовыми муфтами.

При «весовом» методе среднюю насыщенность образца жидкостью и газом определяют по изменению его массы, происходящему вследствие изменения газосодержания в норовом пространстве среды.