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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238

несцементированным песком, взятым из нефтяного месторождения. Для опытов была использована насыгценная газом нефть. Эксперименты проводилась при установивгаейся и неустановивгаейся фильтрации при давлениях до 42,5 ата и газовых факторах до 103 cjv?/cjv?. Результаты опытов аналитически не обрабатывались. Авторы считают, что наблюденные градиенты давления при установивгаемся и при неустановивгаемся течениях нефтегазовой смеси через несцементированные пески очень близки к градиентам давления, замеренным в описываемых ниже опытах по движению смеси воды и углекислого газа.

В период с 1936 по 1945 гг., кроме указанных, были опубликованы экспериментальные исследования движения газированной жидкости в несцементированных песках [26], в сцементированных песках [19], в известняках и доломитах [11]. В 1940 г. были также опубликованы результаты опытов [93] по движению трехфазной системы (смесь керосина, воды и азота] в несцементированных песках. Особенностью указанных экспериментальных исследований [26, 19 и 93] является применение электрических методов для определения, наряду с замерами давлений и расходов жидкостей величины насыщенности жидкостью порового пространства и ее изменения по длине.

Знание изменения насыгценности жидкостью порового пространства, т. е. величины отногаения объема содержагцейся в некотором элементе пористой среды жидкости к объему порового пространства этого элемента пористой среды, позволяет рассматривать раздельно движение каждой из фаз газированной жидкости, полагая, что жидкость движется в изменяюгцейся среде, состоягцей из слагаюгцей коллектор породы и газовых пузырьков, а газ движется в изменяюгцейся среде, состоягцей из породы и жидкости. При такой точке зрения на фильтрацию газированной жидкости можно ввести понятие о фазовой или эффективной проницаемости, т. е. проницаемости пористой среды для каждой из фаз (жидкости и газа) газированной жидкости.

2. Фазовая (эффективная) проницаемость

пористой среды

При фильтрации газированной жидкости жидкая фаза занимает только часть объема порового пространства, равную насыгценности жидкостью порового пространства. Следовательно, для жидкости пористость окружаюгцей ее среды равна:

(1, XIII)

где Шж - пористость для жидкости среды (горная порода и газ), в ко-

торой происходит фильтрация жидкости; т - пористость горной породы;

S - насыгценность жидкостью порового пространства.

Газообразная фаза занимает часть объема порового пространства, равную (1 - S)). Поэтому для газа пористость среды (горная порода и жидкость) равна:

Шр = т(1-5). (Г, ХШ)

При фильтрации однородной жидкости проницаемость пористой среды, согласно формуле (10, VI) § 2 главы VI, равна:

(10, VI)

Для жидкой фазы газированной жидкости фазовая проницаемость по аналогии с обгцим выражением (10, VI) для коэффициента проницаемости может быть представлена в виде:

(2, XIII)

где сэ.ж - эффективный диаметр частиц, слагаюгцих среду, в которой происходит фильтрация жидкости; к этим частицам, кроме зерен породы, можно отнести пузырьки окклюдированного газа, поскольку они, как и мелкие частицы породы, расположенные между более крупными, занимают часть объема порового пространства и тем самым стесняют движение жидкости;

81ж - число S1 для жидкости; по аналогии с фильтрацией однородной жидкости можно считать, что 81ж является функцией нористо-сти Шж и структуры порового пространства окружаюгцей жидкость среды, т. е.

81ж = /(ж, ж) = f{rnS, £ж).

(3, ХП)

Подставляя в формулу (2, XIII) значение 81ж из (3, XIII), имеем:

Ж j •

(4, XIII)

Рассуждая аналогично предыдугцему, можно написать выражение фазовой проницаемости для газа в виде:

кг TSlr

кг = р/[т(1 - S), £г..

(5, ХШ)

Поскольку число выделившихся из нефти пузырьков газа, их размеры и величина насыгценности S зависят от давления, то величины

эффективных диаметров и пористости для жидкости (сэ.ж и Шж) и газа {d.r и Шг) являются функцией давления. Таким образом, формулы (4, XIII) и (5, XIII) показывают, что в отличие от проницаемости к пористой среды при фильтрации однородной жидкости фазовые проницаемости (/Сж и кг) являются переменными величинами, изменяюгци-мися с изменением давления и обусловленной им насыгценности.

Так как при движении жидкостей и газов в пористой среде пластовое давление изменяется в пространстве и времени (при неустановивгаейся фильтрации), то фазовые проницаемости являются функциями координат и времени.

Характер зависимостей фазовых проницаемостей от насыгценности жидкостью порового пространства впервые был установлен в результате описываемых ниже опытов.

H сепаратору

Газир. \ тиЬность

Сетка

Н манометру

Рис. 81. Схема экспериментальной установки.

На рис. 81 показана схема экспериментальной установки. «Нласт» был изготовлен из составной бакелитовой трубы 1 диаметром 2, состоягцей из 10 секций обгцей длиной около 3 м (10 фут.). Секции соединялись между собой при помогци бронзовых колец 2, являюгцих-ся одновременно пьезометрическими кольцами и электродами. Опыты проводились с водой, насыгценной углекислотой. Новыгаение вязкости воды достигалось растворением в ней сахара, а для повыгаения электропроводности ее применялись соответствуюгцие добавки.

Вследствие плохой электропроводности газовых пузырьков электропроводность заполненной газированной жидкостью пористой среды уменьгаается с увеличением числа пузырьков газа в смеси. Таким образом, построив предварительно калибровочную кривую, можно (пропус-