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

пространства модели была заполнена диоксидом углерода при давлении 5,34 МПа и температуре 21,5 "С. Этим термодинамическим условиям соответствуют молярная доля диоксида углерода в декане X = 84 % и увеличение объема а = 2,8.

В результате разбухания конденсата начальная насыщенность So = = 37 • 2,8 = 100 %. Поэтому процесс двухфазной фильтрации при постоянном давлении на входе с самого начала характеризовался интенсивным выносом декана. На рис. 2.14 показано изменение во времени насыщенности порового пространства S, объема продукции, приведенного к пластовым условиям и норовому объему модели Q„p/V, и содержания декана в ней о. В начале процесса основную часть продукции составляет декан (73 %), затем содержание декана резко падает до 10 %, а насыщенность при этом уменьшается с Sq = 37 % до S = 20 %.

На последнем этапе опыта давление было 5,1 МПа, а температура составляла 21 °С; этим условиям соответствуют X-oj = 75 % и а = 1,85. По указанным данным можно оценить конечную насыщенность S = 20 • 1,85 = = 37 %, т.е. она такая же, как исходная критическая насыщенность. Фильтрация диоксида углерода после прекращения выноса декана показала, что относительная проницаемость модели к = 0,77 и близка к относительной проницаемости модели с S = 37 % при фильтрации азота. По зависимости к = к (S) этой величине k соответствует S = 35 %, т.е. величина, близкая к критической насыщенности модели декана. Неизменность критической насыщенности пористой среды деканом при растворении в нем диоксида углерода подтверждается расчетной оценкой происходящего при этом изменения поверхностного натяжения. Подсчитанное по общеизвестным зависимостям от парахора и экспериментальным данным исследуемой системы поверхностное натяжение изменяется от 25 до 5 мДж/м при молярной доле диоксида углерода в декане X ~ 86%. Известно, что поверхностное натяжение начинает влиять на величину критической (остаточной) насыщенности, только если его значение становится менее 0,5 мДж/м. Некоторое различие в величинах критической насыщенности возможно, как уже указывалось, из-за изменения физико-химических свойств декана (конденсата) при растворении в нем углекислоты. Приближенно, если в диапазоне S - O+Sp принять прямолинейную зависимость к = \- AS, то можно вычислить, что вследствие уменьшения насыщенности деканом с

Рис. 2.14. Параметры опыта по вытесиению конденсата диоксидом углерода при двухфазной фильтрации смеси

5 т,ч

S = 37 % до S = 20 % в указанном опыте относительная проницаемость для газа увеличилась с к = 0,77 до А = 0,88, т.е. на 14 %.

Необходимое для увеличения насыщенности пористой среды жидким конденсатом количество диоксида углерода можно определить расчетным путем на основании экспериментальных зависимостей молярной доли растворяющегося газа от давления и температуры и увеличения объема декана от молярной доли, приведенных на рис. 2.10.

Расчет проводили следующим образом. Для заданного (желательного) увеличения объема декана (конденсата) а = SJ Sq (где 5» и Sq - конечная и начальная насыщенности жидкостью пористой среды) по зависимости а = = а (Xcoj) определяли Xcoj ~ молярную долю диоксида углерода, растворенного в жидком декане; по зависимости Xqj - со2 (Р ) ~" соответствующее ей значение давления р при данной температуре t, а по термодинамическим таблицам - соответствующее значение плотности газообразного диоксида углерода р.

Задаваясь рядом значений начальной насыщенности Sq - 20 -30 %, определили массовое количество диоксида углерода Xcoji растворенного в жидком декане, на единицу порового объема из выражения

-" = (Gco/licS + tS.o/tic.o)

где Gc,o = SoPcjo - масса декана; р - молярная масса.

Объем этого газа в пластовых условиях Ocoj = сог/Рсог- долях свободного от жидкости порового объема этот объем равен Ocoj/ll" -о)-Кроме объемного количества диоксида углерода, который растворился в жидком декане, что увеличило насыщенность до S, необходимо подать в пласт диоксид углерода, который заполнит поровое пространство (1- SJ. Суммарное количество диоксида углерода, которое необходимо подать в пласт для увеличения его насыщенности от Sq до S,

0 = Oco2/(l-5) + (l-SJ.

Результаты расчетов для исходной насыщенности Sq, составляющей 10, 20 и 30%, в диапазоне изменения а = 1,1-нЗ при температурах 38 "С (пунктирная линия) и 71 °С (пунктирная линия) представлены на рис. 2.15, а, где показано изменение необходимого количества диоксида углерода О в долях порового объема от относительного увеличения насыщенности. На рис. 2.15, б приведены значения давления, обеспечивающего растворение нужного количества диоксида углерода. Эти зависимости показывают, например, что для увеличения исходной насыщенности призабойной зоны от So = 30 % до = 60 %, т.е. в 2 раза при температуре 71 "С и давлении р = 12 МПа, необходимо закачать не менее 1,5 поровых объема этой зоны. При критической насыщенности того же порядка (Sp = 30 %) это позволит уменьшить насыщенность в 2 раза, т.е. получить в призабойной зоне Sp = 15 %. Следует, однако, иметь в виду, что указанное количество диоксида углерода предполагает полное его использование в процессе заполнения порового объема и растворения. Практически потребное его количество из-за неоднородности пласта и недостатка времени массообмена может возрасти в 2 - 3 раза.

Проведенные опыты и расчеты показывают возможности извлечения

Рис. 2.15. Зависимость потребного количества О диоксида углерода (объемы пор) и давления р от относительного увеличения а иасыщеиности пласта жидкой смесью

выпавшего конденсата при закачке диоксида углерода в пласт на различных этапах разработки месторождения.

По результатам экспериментов и аналитических исследований показано, что эффективное применение диоксида углерода для закачки в истощенный газоконденсатный пласт с целью извлечения ранее выпавшего конденсата возможно на любой стадии истощения ГКМ. На ранней стадии разработки месторождения, при пластовых давлениях выше давления смесимости конденсата и диоксида углерода при пластовой температуре, механизм вытеснения конденсата будет таким же, как в случае вытеснения конденсата углеводородными растворителями. На завершающей стадии разработки ГКМ, когда пластовое давление ниже давления смешения конденсата и диоксида углерода, механизм вытеснения определяется условиями двухфазной фильтрации, так же как при прокачке обогащенного газа. Давление смесимости, которое разделяет области одно- и двухфазной фильтрации, зависит от молярной массы конденсата, насыщенности пласта этим конденсатом, пластовой температуры и должно находиться экспериментально для конкретной газоконденсатной системы.

2.1.4

Математическое моделирование вытеснения ретроградного конденсата из пласта

Нами совместно с П.Г. Бедриковецким расчетным путем получены распределения конденсата по пласту в ходе вытеснения газового конденсата оторочкой ШФЛУ в условиях Вуктыльского газоконденсатного месторождения. Дана оценка содержания конденсата в характерных областях и скоростей движения флюидов, исследована динамика конденсатоотдачи.

При описании фильтрации многокомпонентной углеводородной смеси она представлена в виде тройной системы. Первым (легким) псевдокомпонентом является метан, вторым (промежуточным) - смесь этана, пропана и бутана, третьим (тяжелым) - фракция С5+. Предполагаем, что для трех-