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

где Vg - скорость фильтрации окислителя (при стандфтиых условиях).

Теперь мы имеем следукяцие соотношения между относительными плотностью подачи окислителя Vgjui, и его плотностью на фронте горения К/м,:

Y-.Y Yf/

(6.35)

Например, при горении в атмосфере воздуха с Vgf/Uf, = 1000 Ф51 (если, к примеру, Vgf/ui, = 250 юиг/м и Ф51 = 05) находим, что (если Гх/Го = 1,4) ксфректируниций члш в соотношении (635) составляет менее 1 % от Vg/lui, при Pi = 10 бар и мшее 7 % прнРг = 100 бар. Поэтому данным членом часто 1фенебрегают, так как его величина сряв-нима с погропностью расчета необходимого количества воздуха. Исходя из этого получаем

и» ~ и» X,

где в„ - относительная плотность потока воздуха, необходимая для поддержания фрсжта горения при коэффициенте потребления кислорода Х„ = 1.

Однако следует отмстить, что при использовании в качестве окислителя чистого кислорода (см. разд. 6.S.S) значение корректирующего члена будет примерно в 5 раз превосходить его значение при использовании в качестве окислителя воздуха. При давлении выше 20-30 бар возникает необходимость его учета.

В лабораторных экспериментах по распространению горения в линейных моделях пласта непосредственно получают необходимую относительную плотность воздуха, соответствукицую коэффициенту потребления кислорода, равному Х„ gp.

Если допустить, что значения отношений водород-углерод и СО/со2 ндштичны в лаборатортых и промысловых условиях, получаем

- ~ -фг д«..„ I -фг х,,.„ ,

~ т - ф.„ X..; - т - ф.„ irj (636)

Таким образом, количество топлива рассчитывается исходя из относительной плотности потока воэдуха и состава продуктов горения.

6.2.2. Разработка програвивы нагнвтаиин

Общее количество воздуха, необходимое для закачки в пласт. Для разработки программы нагнетания воздуха при термообработке пласта горением содержащейся в нем нефти необходимо оценить коэф4нщиент объемного охвата нагнетаюшм воздухом. Этот коэффи-ЦИ01Т зависит от расположения нагнетательных и добывающих скважин.

плоскостн се-

Риса б.8* Эффективность нефтн (в тарнэонтшмюй чешш) на участке с цепражюй ной. Макснмалиан степень вымывания но шющадн оосхавмег »62 %:

1 - нагнетательная скважина; 2 - расположение фронта, % расстояния между скважинами

Рассьютрим простой и довольно широко распространшный вариант пятвточечной системы с центральной нагнетательной скважиной (рис. 6.8). Из результатов лабораторных экспериментов по злектромо-делированию вццно, что коэффициент охвата по площади составляет примерно 62JS % для бесконечно большого отношения подвижностей [6.28]. Такое приближение довольно хорошо соответствует условиям внутрипластового горошя. Это привело Нельсона и Мак Нейла к предположению, что 62,5 % площади разрабатываемого участка заполняется воздухом [629]. Ксяффициент шкяцадного охвата также бып найден с поьющью двумерной численной модели, в которой рассматривались лишь уравнения сохранения жергии и фильтрации aospyja. Предполага-лось, что относительная проницаемость для воздуха составляет 1,0 за фронтом горошя и 0,1 - перед ним. При этом расчетная величина площадного охвата изменялась от 62 % до 74 % в зависимости от плотности потока нагнетаеьюго воздуха и количества топлива [6.30]. Наиболее реальные значения, соответствующие обычно реализуемым расходам нагнетания и количествам коксового остатка, соответствуют примерно 65 %. Это значение будет использовано в дальнейшем при нахождении объема, заполняемого воздухом.

Степень охвата воздухом в вертикальном направлении часто значительно меньше единицы. Если принять во внимание гравитацишшый эффект, степень охвата снижается при росте толщины пласта, расстояния между нагнетательной и добывающей скважинами, а также давления; увеличение массового расхода нагнетания приводит к увеличению степени охвата. Следует использовать различные значения Еу , помня, что при толщине пласта, превышающей 3-4м£<1.

Если L - расстояние между соседними добывающими скважинами при пятиточечной системе разработки як„- полезная толщина пласта, то объем пласта, подвергшийся воздействию воздуха, равен

*, = о,б5 Ev.A,LS

(6.37) 313

а объем нагнетаемого воздуха составляет

V. = о.б5 Ev.e,A,L» . (6.38)

Дпя участка любой формы площадью Ар при коэффшщште площадного охвата воздухом, равном Ец, получаем

= Е„ Ev.e, . (639)

Максимальный расход воздуха обычно достигается в конечной стадии разработки, когда протяженность фронта горения максимальна. Он равен произведению конечной полощади, пересекаемой окислителем, на плотность потока воздуха, которую следует поддерживать дпя продолжения процвсса.

Измерения, проведйшые при злектромоделировании в лабораторных условиях, позволили определить х - безразмерный множитель переменной величины, описывающий расход. Значение х зависит от охвата пласта окислителем при прорыве воздуха [629]. При плотности потока воздуха Vgp pasxiaVg , необходшмый для обеспечения заданной степени шкмцадного охвата при пятвточечной системе воздействия и доле толщины пласта Еуд\, заполненной воздухом, составляет

= xEv.A»LV., . (6.40)

Если козффнциопы охвата по площади при npoi»dBe воздуха составляют 55 и 57,5 %, то соответствующие им величины х равны 337 и4,29 [6.29]. Отметим, что при радиальном распространении зоны горошя вплоть до границ разрабатываемого участка (радиус равен 1/2) можно получить степшь охвата по г(физонтали 79 % и х = Позтому тфи расчетах максимального расхода воздуха здесь будет принято X = 3,5:

= 3.5 Ev.A,LV., = 3.5 Ev.A, VA V.,. (6.41)

Для определения плотности потока воздуха Vg был разработан ряд гипотез для конечного периода эксплуатации месторождения. Так, Нельсон и Мак Нейл предлагают считать, чю минимальная скорость продвижения фронта горения = 3Ji см/сут [6.29]. Тотда Vg = в, м и конечная плотность потока пропорциональна необходимому количеству воздуха, тл. количеству имеющегося тшшива. Данная гипотеза противоречит результатам, показанным на рис. 6.7, из которого видно, чю минимальная плотность потока для поддержания в пласте достаточного уровня температуры возрастает при уменьшении количества имеющегося тснтлива. У Нельсона и Мак Ншла Vg = 032 нм -м* -ч" для необходимого количества воздуха = 200 нмэ/м (mJv 18 кг/м), в то время как в примере (см. рис. 6.7), граничное значение затухания лежит в пределах от 0,23 до 0,26 нм м"*-ч" И наоборот, для в, = 400 нм/м (mJv « 36 кг/м) Vg = 0,63 нм-м"*-ч"Ч что в пять раз превьппает