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

3,3

Фильтрация газоконденсатных смесей в призабойных зонах скважин

в последние годы постоянно возрастает интерес к проблеме определения основных закономерностей фильтрации газоконденсатных смесей в призабойных зонах скважин. Это связано с тем, что данные проблемы не только непосредственно связаны с практическими задачами повышения продуктивности газоконденсатных скважин, но и представляют научный интерес с точки зрения определения особенностей фильтрации в пористых средах флюидов с фазовыми переходами. Основные представления о закономерностях фильтрации газоконденсатных смесей в условиях, характерных для прискважинных зон пластов, к настоящему времени получены путем теоретических исследований данного процесса. Существуют только отдельные экспериментальные исследования, направленные на изучение явлений "динамической" конденсации газоконденсатной смеси.

К числу одних из первых работ по теоретическому объяснению эффектов, возникающих в призабойных зонах газоконденсатных скважин, можно отнести работы А.Х. Мирзаджанзаде с соавторами, Б.Е. Сомова, D.D. Fussell. В этих работах было представлено приближенное аналитическое решение задачи нестационарной плоскорадиальной фильтрации газоконденсатной смеси к скважине в условиях двухфазной фильтрации жидкости и газа без учета многокомпонентности газоконденсатной смеси, дано автомодельное решение нестационарного притока многокомпонентной газоконденсатной смеси к скважине. Представленные авторами этих работ решения (вследствие использованных упрощающих положений) позволяли получить лишь достаточно упрощенную картину распределения насыщенности пласта в призабойной зоне скважины. Несколько позже автомодельное решение задачи фильтрации многокомпонентной смеси к скважине было представлено в работах С.Н. Закирова с соавторами и А.И. Бру-силовского.

Более точное решение задачи притока газоконденсатной смеси к скважине получено на основе моделирования многокомпонентной фильтрации углеводородной смеси в пористых коллекторах. С использованием математического моделирования многокомпонентной фильтрации углеводородов и численного решения уравнений фильтрации рядом авторов были исследованы механизм накопления ретроградного конденсата у забоя скважин и особенности протекания этого процесса. В частности, В.Н. Николаевским и Б.Е. Сомовым были уточнены качественные и количественные характеристики распределения насыщенности коллектора жидкостью у забоя газоконденсатных скважин.

Явления "динамической" конденсации газоконденсатной смеси у забоя скважины, особенности накопления ретроградного конденсата в этой зоне пласта, а также влияние на этот процесс массообменных процессов между фазами газоконденсатной смеси подробно изучались P.M. Тер-Саркисовым, А.Н. Шандрыгиным и Н.А. Гужовым, а также А.И. Гриценко, В.В. Ремизовым, P.M. Тер-Саркисовым и В.Г. Подюком.

Представляют интерес аналитические и полуаналитические решения

задачи нестационарного притока многокомпонентной смеси к скважине, полученные М.Б. Панфиловым на основе сращивания асимптотических разложений в задачах фильтрации газоконденсатных смесей. На основе этих решений им были проведены теоретические исследования основных механизмов массообмена в различных областях газоконденсатного пласта и выделены три зоны, характеризующиеся различным характером накопления в них ретроградного конденсата.

Некоторые проблемы накопления конденсата у забоя скважин исследовал W. Boom с соавторами путем численного решения дифференциальных уравнений многокомпонентной фильтрации углеводородов в пористом коллекторе. В частности, ими рассматривались вопросы изменения подвижности выпавшего в призабойной зоне скважин конденсата под влиянием различных динамических и термобарических факторов. Для уточнения технологии проведения газоконденсатных исследований скважин W.D. Мс. Cain, R.A. Alexander выполнили математическое моделирование процесса накопления ретроградного конденсата у забоя скважины в неоднородном пласте для случая 2-D профильной многокомпонентной фильтрации углеводородов.

Моделирование ретроградной конденсации в прискважинной зоне пласта при стационарной радиальной фильтрации газоконденсатной смеси проведено А.Ю. Бабейко и О.Ю. Динариевым.

Ими было показано, что задача стационарной двухфазной фильтрации многокомпонентной смеси с фазовыми переходами является интегрируемой в квадратурах. На основе полученного решения в этой работе сделаны довольно интересные выводы о зависимости количества выпавшего у забоя скважины конденсата от состава исходной пластовой смеси и, в частности, от его потенциального содержания в смеси, а также от соотношения вязкостей газовой и жидкой фаз. В то же время основное допущение о стационарности процесса, принятое в работе, на наш взгляд, является существенным ограничением для корректного объяснения физических явлений, происходящих у забоя газоконденсатных скважин.

К настоящему времени уже определены основные закономерности фильтрации газоконденсатных смесей в призабойных зонах скважин и установлен механизм накопления ретроградного конденсата. Вместе с тем еще детально не изучено влияние различных факторов на процесс фильтрации газоконденсатных смесей в призабойных зонах скважин и на качественные и количественные характеристики процесса динамического накопления конденсата. В числе этих факторов, в первую очередь, могут быть указаны: коллекторские свойства пластов и их неоднородность, термобарические условия залежи и начальный состав газоконденсатных смесей и динамических параметров фильтрации газоконденсатных смесей (в том числе и скорость фильтрации). Влияние всех этих факторов на процесс накопления ретроградного конденсата изучалось нами на основе математического моделирования многофазного притока многокомпонентной газоконденсатной смеси к скважине. Моделирование осуществлялось с использованием модели фильтрации и численных схем расчета. При этом фильтрация флюидов в однородном пласте описывалась в рамках одномерной плоскорадиальной модели течения, а приток флюидов в неоднородных пластах - с помощью двухмерной профильной модели (в координатах R - 2).

3.3 л

Общие закономерности накопления ретроградного конденсата

Накопление ретроградного конденсата в прискважинной зоне пласта вследствие проявления "динамической" конденсации достаточно подробно описано в работе [52]. Там же проанализирован и характер влияния этого процесса на продуктивность газоконденсатных скважин. Однако в настоящее время еще не сложилось четких представлений о закономерностях накопления ретроградного конденсата в призабойной зоне скважин, динамике этого процесса, размерах зоны повышенной насыщенности пласта ретроградной жидкостью, а также характере изменения насыщенности коллектора в этой зоне. Данные о размерах зоны накопления конденсата, представленные различными авторами, значительно (иногда на порядок) отличаются друг от друга. Это хорошо видно из представленных на рис. 3.14 - 3.18 характеристик накопления конденсата в призабойной зоне пласта, полученных различными исследователями. Так, в многочисленных расчетах, выполненных под руководством автора настоящей работы для ряда месторождений, отмечалось накопление ретроградного конденсата в зоне 10 - 20 м вокруг скважины. Для примера на рис. 3.14 показан расчетный профиль насыщенности коллектора в призабойной зоне скв. 15 Западно-Соплесского НГКМ при различных пластовых давлениях. Основные исходные данные в этом примере следующие: коэффициенты проницаемости и пористости пласта - 0,06 мкм и 9 %, толщина - 41 м. Начальный компонентный состав смеси (помечена как смесь № 1) и характеристика отдельных фракций показаны в табл. 3.3 - 3.4. Все физические параметры фаз и смеси определяли пересчетом исходя из компонентного состава смеси при текущих давлениях и температурах. Относительные фазовые проницаемости задавались в виде

5., V.

Рис. 3.14. Расчетный профиль насыщенности коллектора в призабойной зоне скв. 15, Западный Соплесск, при различных пластовых давлениях:

; - 10,5 МПа; 2-22 МПа; 3 - 29,7 МПа