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

pVU (4.112)

roe m - массовый расход, V - средняя скорость, определяемая критерием (4.107), и р - плотность жидкой фазы.

Подобие количества тепла, приходящегося на единицу нагнетаемой в пласт массы тегокжосителя, определяется критерием

Х*./(Т,)

.*.(Т.) -*Л(Т,)

Последнее выражаше с учетом (4.106) обусловливает необходимость сохранения при моделировании величины исходной внутрипласто-вой температуры Г,температуры Г„ и степаш сухости X* нагнетаеьюго в пласт пц>а. Все зти условия подразумевают сохранение давления нагнетания.

После (яхределения массового расхода теплоносителя и давления нагнетания следует рассчитать давление в добывакяцих скважинах с учетом критериев подобия. Так как невозможно одновременно задать для одной скважины расход и давлаше, массовый расход задается для тех нагнетательных скважин, в которых требуемое давление обусловливается давлением в добывающих скважинах.

Применимость подобия. Ограничения, накладываемые на свойства жидкостей и окружающих пород, могут быть удовлетворены только в том случае, если в физической модели используют аналогичные жидкости и породы с подобными свойствами. При одинаковой пористости зто требование относится к зквивалентной теплшфоводности пористой породы для любых размеров зер№. Так как в физической модели рас-смат1Я1ваю1 ту же нефть, что и добываемую из конкретного месторождения, то не возникает проблемы подобия кривой перегонки. Из этого следует, что рассмотренные ранее безразмерные группы трансформируются, упрощаясь в размедные.

Из (4.111) получают bV = Cte.

Используя зту группу в (4.107), имеют:

tL-* = Cte;

AL = Cte , в (4.109) A/»L-i =Cte;

/..L-i = Cte. в (4.108) или (4.110)

wL-i=Cte, в (4.112)

Из предыдущих соотнощений хфежде всего следует, что абсолютная проницаемость в модельных условиях превышает ее значение в усло-

ВИЯХ реального нефтеносного пласта, что приводит к изменению кривых относительной проницаемости.

Кроме того, при сохранении градиента давления Ap/Z, уровень давлений в модельных условиях превышает его в реальном нефтеносном пласте, вследствие чего изменяются характеристики процессов испарения нефти и конденсации водяного пара.

Далее, если принять, что для зернистых сред функция. Леверетта

J Рс [к <г cos 0 У ф

имеет универсальный характер, и считать, что пористость, межфазное натяжение и смачиваемость не претерпевают изменений, то зто приведет к сохранению величин Рс\1к mpJy/L, что несовместимо с неизменностью значения PclL.

№ сказанного можно заключить, что при сохранении отношения теплопереноса за счет теппснфоводности к теппопереносу за счет конвекции и отношения вязкостных сил к силе тяжести невозможно обеспечить подобия явлений испарения - конденсации, а также капиллярных сил. Следовательно, невозможно провести строгое моделирование паронаг-нетания, какие бы безразмерные критерии не бьши бы выбраны в качестве опорных, сохраняемых при моделировании.

Отметим, что в пористых не имеюших трепцш средах моделирование в требушом масштабе капиллярных давлений необходимо только для правильного распределения насыщенностей в вертикальном направлении, но не представляет интереса в горизонтальной плоскости, так как в модельных условиях скорости жидкостей значительно выше, чем в реальном пласте.

Хотя строгое подобие обеспечить априори невозможно, в ряде случаев удается достичь приближенное моделирование, разумно подобрав критерии выбора масштаба модели и введя новые безразмерные переменные (например, приведенные насьпценности) или комбинируя различные безразмерные группы (например, умножив Ф на какую-либо безразмерную группу).

Исходя из результатов теоретических расчетных работ, Пужоль и Боберг [4.62] показали, что для очень вязкой нефти капиллярные силы пренебрсимо малы по сравнению с вязкостными силами. Это упрощение бьшо использовано Перелеем [4.64] для исследования некоторых процессов разработки месторождения Голд Лейк, а именно, размеров области, занятой пом, влияния степени сухости пара и таких добавок, как воздух, а также растворитель и добавки, повышающие вязкость воды, нагнетаемой в пласт после пара.

Кме того, Пужоль и Боберг 1федпожили подбирать значения межфазного натяжения, чтобы получитьPqI- = coasX и соответственно

<tL-i/» = Cte.

с этой целью они предлагают ввести в нефть или воду поверхностно-активные вещества. При таком подходе допускается независимость свойств нефти или веды от температуры. Тептжосителем является исключительно горячая вода. При этом изменяются кривые относительной проницаемости и, может быть, смачиваемость.

В [4.63] используются, среди прочих, синтетические жидкости, что дает возможность работать при невысоких температурах и давлениях, не превышающих атмосферное. О выборе масштаба капиллярного давления в [4.63] не упоминается.

4.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ НАГНЕТАНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ

При нагнетании тешкжосителя необходимо решить ряд специфических технологических проблем: размещения теплогенерирукжцего оборудования для обеспечения требуеьюго уровня теплофизических параметров теплоносителя - давления, температуры, сухости пара, предварительной обработки, воды, поступающей в парогенератор, проектирования скважин так, чтобы они выдерживали любые те1»<ические нагрузки, обработки добытой нефти.

4.3.1. Подготовка воды

Сухость пара, получаемого на парогенераторах, используемых в промысловых условиях, составляет, как правило, 80-85 %, что обусловливает требования к обработке воды, поступающей в них. Обычно допускается следующая характеристика воды: содержание взвешенных твердых частиц менее 5 ррт; отсутствие примесей маслянистых или щ>угих органических соединений и растворешых газов (особенно кислорода, а также других, вызывающих коррозию); незначительное содержание ионов кальция и магния, концентрация ионов железа не должна превышать 0,4 ррт [4.65].

Тщательность обработки воды зависит от того, из какого источника ее забирают. Различают источники воды следующих типов:

поверхностные подвижные воды (например, реки), в которых примеси обычно содержатся в виде суспензии (ил, органические соединения, различные осадочные отложения);

поверхностные застойные воды (например, озера), в которых вследствие естественного отстоя содержится мало взвешенных частиц, если на нее не влияют внешние факторы: сильные ветры и др. Эта вода содержит большое количество растворенных газов, минеральных солей, водорослей, бактерий и другой микрофдоры;

воды подземных источников, в которых нет кислорода, мало взвешенных частиц и органических соединений и значительное количество растворедных минеральных солей, концентрация которых увеличивается с глубиной;