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

исследованиям, процесс накопления ретроградного конденсата развивался следующим образом. В начальный момент вокруг скважины формировалась зона с высокой насыщенностью, которая с течением времени расширялась в глубь пласта. Насыщенность в ней также несколько возрастала. По истечении некоторого времени (60 сут) насыщенность у забоя скважины стала постепенно уменьшаться, причем эффект снижения насыщенности не был вызван испарением ретроградной жидкости. Постепенное уменьшение насыщенности сопровождалось сглаживанием профиля насыщенности. Максимальный радиус зоны повышенной насыщенности коллектора жидкостью в момент начала ее расформирования составлял 30 - 40 м. Следует отметить, что в работе [94] не указан состав используемой в расчетах углеводородной системы. По всей видимости, использовалась довольно "тяжелая" углеводородная смесь, более похожая на легкую летучую нефть, чем на конденсат. Как видно из рис. 3.17, максимальные средние по пласту значения насыщенности составляли до 30 %, а как известно, средние значения насыщенности, свойственные газоконденсатным системам, редко превышают 15 %.

Иная динамика насыщенности прискважинной зоны пласта была получена в расчетах. Согласно этим данным, при эксплуатации газоконденсатной скважины у ее забоя происходит постепенное увеличение насыщенности с установлением в конце концов определенного профиля насыщенности. Авторами работы использовалась модель многокомпонентной фильтрации углеводородной смеси. Модельная смесь состояла из 10 компонентов, с группировкой углеводородов С, - С30 в четыре псевдокомпонента. На рис. 3.18 показано полученное изменение во времени насыщенности при работе скважины в следующих условиях. Дебит скважины составлял 25 % от ее максимально возможного. На забое скважины за 60 сут ее эксплуатации давление понижалось на 0,7 МПа, причем забойное давление в начальный момент было ниже давления начала конденсации на

Рис. 3.18. Расчетное изменение во времени профиля насыщенности конденсатом призабойной зоны (по данным W.D. Мс. Cain и КА. Alexander).

/ - через 1 сут; 2 - через 15 сут; 3 - через 30 сут; 4 - через 60 сут

0,7 МПа. На расстоянии около 450 м от скважины давление восстанавливалось уже до давления начала конденсации. Как видно из рис. 3.18, при таких условиях эксплуатации скважины у ее забоя образовывалась зона с повышенным насыщением коллектора жидкостью. Максимальная насыщенность составляла до 20 %, а радиус зоны динамической конденсации - до 5 - 6 м. Данные, полученные W.D.Mc. Calh и R.A. Alexander, во многом хорошо согласуются с нашими данными и в качественном, и в количественном отношении.

Бесспорно, что определенные различия результатов расчетов в перечисленных работах вызываются не столько различием используемых математических моделей, сколько несоответствием задаваемых в этих расчетах условий. В первую очередь это относится к коллекторским свойствам пластов, компонентному составу смеси (а следовательно, и свойствам фаз и смеси), термобарическим условиям и т.д. Более подробное исследование влияния каждого из перечисленных факторов на процесс накопления конденсата у забоя скважин может дать ответ на вопрос о способах поддержания наиболее оптимальных режимов эксплуатации скважин и выборе наиболее эффективных методов увеличения продуктивности скважин.

3.3.2

Влияние коллекторских свойств

на течение газоконденсатных смесей

Из основных параметров, характеризующих коллекторские свойства пластов, безусловно, главное влияние на процесс динамической конденсации оказывают абсолютные и относительные фазовые проницаемости. Абсолютной проницаемостью пласта определяются необходимые депрессии (а следовательно, и значение изменения у забоя скважин пластового давления) для достижения данного дебита скважин. Поэтому направленность действия этого фактора более-менее ясна априорно. Более сложную роль в процессе накопления конденсата и изменении продуктивности скважин играют относительные фазовые проницаемости коллектора. Относительные фазовые проницаемости горной породы представляют собой усредненные по достаточно представительному объему среды отношения проницаемости ее для данной фазы (при многофазном насыщении) к абсолютной проницаемости среды. Предполагается, что относительные фазовые проницаемости являются функциями насыщенности. В различных подходах рассматривается также влияние на них поверхностного натяжения на границе раздела фаз и вязкости фаз, производится учет влияния поверхностного натяжения и скорости фильтрации флюидов. К настоящему времени выполнен огромный объем экспериментальных и теоретических исследований фазовых проницаемостей пористых сред.

Подавляющее число работ посвящено изучению фазовых проницаемостей в условиях фильтрации фаз с внешней их подачей в пористую среду. Это больше соответствует течению несмешивающихся флюидов, а не газоконденсатных смесей, для которых характерны фазовые переходы в пределах рассматриваемой пористой среды. В этом случае фазовые проницаемости коллектора могут качественно отличаться от традиционных фазовых

проницаемостей. На это указывают, в частности, исследования, выполненные с конденсацией в пористых образцах углеводородов из жирного газа и с последующей прокачкой равновесного к жидкости газа.

Отсутствие экспериментальных данных вынуждает в исследованиях процессов динамического накопления конденсата у забоя скважин использовать традиционные зависимости фазовых проницаемостей. В то же время необходимо учитывать некоторые другие важные факторы, проявляющиеся для условий призабойных зон скважин. Прежде всего, это зависимость фазовых проницаемостей от поверхностного натяжения на границе раздела фаз и влияние на них скорости фильтрации флюидов. Влияние первого фактора на фазовые проницаемости достаточно убедительно показано во многих работах.

В наших исследованиях этот фактор учитывали, включая в фазовые проницаемости параметры, зависящие от поверхностного натяжения в виде (3.32), а само значение поверхностного натяжения пересчитывали по компонентному составу газоконденсатной смеси и пластовому давлению. Влияние скорости фильтрации на фазовые проницаемости нами также учитывалось, что обсуждается ниже.

Несмотря на то, что относительные фазовые проницаемости являются уникальными свойствами горных пород, характер их изменения во многом коррелируется с типом смачиваемости породы. Для случая двухфазной фильтрации изменение типа смачиваемости породы вызывает также значительные количественные изменения в зависимостях фазовых проницаемостей от насыщенности, в том числе и в критических значениях насыщенности, соответствующих началу подвижности фаз (Villiam G. Anderson). Исследование влияния типа смачивания пород на процессы накопления ретроградного конденсата представляет дополнительный интерес еще в связи с тем, что существуют представления о возможности значительного изменения продуктивности скважин за счет осуществления мероприятий по изменению смачиваемости коллектора в прискважинной зоне пластов. В связи с этим представляется целесообразным проведение исследований влияния фазовых проницаемостей на процесс накопления конденсата в призабойных зонах скважин для наиболее типичных случаев смачиваемости пород - для гидрофильных и гидрофобных коллекторов.

Указанные положения легли в основу задания нескольких вариантов зависимости фазовых проницаемостей от насыщенности. Фазовые проницаемости коллектора задавались в пяти различных вариантах и учитывали как влияние на их характер смачивания коллектора, так и возможную зависимость их от давления из-за изменения поверхностного натяжения на границе раздела газ - конденсат с уменьшением давления. Варианты 1П, 2П и 5П учитывали различный характер смачивания коллектора, а варианты ЗП - 4П - зависимость фазовых проницаемостей от давления. Используемые в расчетах зависимости фазовых проницаемостей показаны на рис. 3.19. Фазовые проницаемости ЗП представлялись в виде прямых линий (линии Л и Г на рис. 3.19, а и б) и применялись в основном для анализа влияния формы фазовых проницаемостей на механизм накопления конденсата. Гидрофобный коллектор моделировался в вариантах 2П и 4П, а гидрофильный - в вариантах 1П и ЗП. Фазовые проницаемости в вариантах 2П (линия В на рис. 3.19, а) и 1П (линия Е на рис. 3.19, б) не зависели от давления. Влияние давления на фазовые проницаемости в вариантах ЗП и 4П учитывалось следующим образом. Для рассматриваемого в расчетах