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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217

Найденные размеры зоны смеси конденсат - этан приблизительно в 3 раза меньше размеров зоны смеси по экспериментам ВНИИнефти для вытеснения растворителем углеводородной жидкости вязкостью 0,53 мПас при близком к нашему соотношении вязкостей (около 5). Таким образом, эксперименты свидетельствуют о том, что эффективность процесса вытеснения выпавшего конденсата даже столь легким растворителем, как этан, весьма высокая, если судить по степени вовлечения конденсата в фильтрационный процесс, поскольку конденсат продвигается в виде компактной зоны смеси с растворителем. Для исследования механизма образования зоны смеси растворитель - конденсат автором были выполнены эксперименты на физической модели пласта длиной 5 м, пористостью 22 % и проницаемостью 1,1-10"" м (в качестве пористой среды использован частично молотый кварцевый песок).

Модель ГКС исходного состава представляла собой 12-компонентную смесь углеводородов метанового ряда с конденсатогазовым фактором 350 г/м и давлением начала конденсации около 25 МПа; молярная масса фракции С5+ смеси была равна 123 г/моль. Предварительным этапом экспериментов было истощение ГКС от начального давления 25 МПа до заданного давления истощения 6 МПа при постоянной температуре 20 ± 1 °С. В процессе истощения значение параметра Jt, не превышало 10"*, т.е. истощение выполняли в условиях термодинамического равновесия. К концу истощения ГКС до заданного давления (6 МПа) насыщенность порового пространства модели пласта жидкой углеводородной фазой (выпавшим конденсатом) составляла около 10 % объема пор согласно контрольному опыту на бомбе фазовых равновесий PVT-8; вязкость жидкой фазы была равна 0,32 мПас.

Основной этап эксперимента состоял в прокачке углеводородного растворителя - этана (жидкость в условиях эксперимента) при постоянном среднем пластовом давлении 6 МПа с постоянной скоростью продвижения фронта растворителя около 2-10"* м/с.

Длину зоны смеси выделяли (по данным хроматографического контроля) как длину участка фильтрационного потока с содержанием растворителя (этана) от 5 до 95 % (молярные доли).

В табл. 2.3 и на рис. 2.7 приведены результаты одного из опытов на модели пласта длиной 5 м.

По данным работы [12], влияние скорости вытеснения нефти растворителем на длину зоны смеси несущественно: уменьшение средней скорости более чем в 4 раза вызывало уменьшение длины зоны смеси всего на 5 %.

Механизм образования зоны смеси в условиях истощенного газоконденсатного пласта при закачке в него растворителя, естественно, несколько отличается от механизма образования зоны смеси в нефтяном пласте. Низкая фазовая насыщенность истощенного газоконденсатного пласта выпавшим конденсатом и, естественно, высокая газонасыщенность должны обусловливать более значительную зависимость длины зоны смеси от скорости вытеснения конденсата растворителем, чем это найдено при вытеснении нефти растворителем. Для подтверждения этого предположения были выполнены эксперименты по вытеснению выпавшего конденсата растворителем (этаном) с различной скоростью продвижения фронта растворителя в модели пласта длиной 5 м. Результаты экспериментов представлены в табл. 2.4 и на рис. 2.8. Как и следовало ожидать, в пористой среде, содержащей двухфазную ГКС, при прокачке жидкого в пластовых усло-

Таблица 2.3

Динамика содержания в продукции н удельного расхода растворнтеля-этана при вытеснении выпавшего конденсата на модели пласта длиной 5 м (скорость 210"* м/с)

ВИЯХ растворителя обнаруживается зависимость длины зоны смеси конденсат - растворитель от скорости прокачки. Это объясняется особенностями механизма вытеснения двухфазной ГКС истощенного пласта растворителем, вязкость которого больше вязкости пластовой газовой фазы, но меньше вязкости пластовой жидкой фазы (выпавшего конденсата).

Движение смеси пластовой газовой фазы и этана ("первой" смеси) начинается сразу после начала закачки растворителя в пласт. В то же время вследствие низкой фазовой насыщенности выпавшим конденсатом движение смеси конденсата и растворителя ("второй" смеси) начинается только

С2,%

G, тАг 1<- 2Л. График изменения молярной доли растворителя С, в продукции и его удельного расхода на 1 т извлекаемого конденсата G

Рис. 2.8. Влияние скорости вытеснення w на длину зоны смеси 1 конденсат - этан

8 W, м/сут

Таблица 2.4

Динамика длины зоны смеси при вытесиенни выпавшего конденсата этаном (давление О МПа, температура 20 °С, модель пласта длиной 5 м)

после того, как насыщенность этой смесью достигает критической величины приблизительно в 30 -40 % от объема пор.

Скорость движения первой смеси определяется скоростью закачки растворителя в пласт. Поток этой смеси является источником абсорбируемого конденсатом растворителя, и, естественно, что скорость потока влияет на динамику образования смеси конденсат - растворитель. Эксперименты показали, что с увеличением скорости закачки растворителя длина зоны смеси конденсат - растворитель увеличивается, но при скоростях продвижения фронта растворителя более (5-г6)-10~* м/с это увеличение становится незначительным.

В описываемых экспериментах для изучения влияния скорости потока на механизм образования зоны смеси конденсат - растворитель скорости фильтрации не выходили за границы области существования закона Дарси; границы области были определены по соотношению В.Н. Щелкачева:

10 V-

<1,

(2.2)

где Reu - число Рейнольдса в ламинарной области фильтрации флюидов; V - скорость фильтрации флюида, м/с; к - проницаемость пористой среды, м; р - плотность флюида в пластовых условиях, г/см; - вязкость флюида в пластовых условиях, 10" Пас; т - пористость пласта, доли объема.

Даже для эксперимента, выполненного с наибольшим темпом прокачки растворителя 8,7 • 10~* м/с, число Рейнольдса было равно (l-3) • 10", т.е. значительно меньше критического значения Re = 1.

Таким образом, все эксперименты на модели пласта длиной 5 м были выполнены в области существования закона Дарси, типичной для пластовых процессов.

Эксперименты на моделях пласта длиной 5 и 20 м показали, что при типичных пластовых скоростях 10~* и 10"" м/с длина зоны смеси растворитель - конденсат в 1,5 - 3 раза меньше величин, полученных для процесса вытеснения нефти растворителем для тех же расстояний 5 и 20 м соответственно. Таким образом, эффективность вытеснения выпавшего конденсата растворителем выше, чем нефти, если оценивать процесс по минимально необходимому объему оторочки растворителя: 2 - 3 % объема пор для конденсата по сравнению с 3 - 4 % объема пор для нефти. Этот обоснованный экспериментальным путем вывод весьма важен для газопромысловой практики. Разумеется, максимально необходимый размер ото-