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

Часть III

ГИДРОДИНАМИКА ПЛАСТА

Гидродинамика природных трещиноватых пород-коллекторов в силу специфичности строения их пустотного пространства значительно сложнее гидродинамики коллекторов порового типа. Разбитая на блоки сетью трещин, пористая порода (матрица), поровые каналы которой не имеют непосредственной связи, образует единый пласт-коллектор. Причем прерывистость, обособленность пустотных пространств отдельных блоков и единая система - пласт-коллектор находятся в кажущемся противоречии. В связи с этим проблемы подземной гидродинамики целесообразно рассматривать в двух планах: в границах отдельного (единичного) блока и пласта-коллектора как единого целого. Вытеснение нефти из единичных блоков должно быть органичной частью общего материального баланса, описывающего обмен жидкостями между трещинами и пористыми блоками. Причем количество жидкости, поступающей в трещины, должно быть равно количеству извлекаемой из них жидкости (в условиях установившегося течения). В главе 9 рассматриваются процессы капиллярной пропитки и дренирования единичных блоков, а также их связь с изменением коэффициента вытеснения во времени. Особое внимание уделяется роли капиллярных и гравитационных сил в процессах вытеснения нефти, их связи с размерами и формой блоков, физическими свойствами матрицы и насыщающих ее жидкостей. Полученные результаты выражены в безразмерной форме, позволяющей переносить результаты лабораторных исследований на реальные коллекторы.

В главе 10 материальный баланс рассматривается с учетом механизма вытеснения, который непосредственно определяется состоянием насыщения порового пространства матрицы и окружающих трещин, где выделяются зоны в зависимости от распределения жидкостей в сети трещин. В главе И дается обзор различных математических моделей, описывающих процессы течения в единичном блоке и трещинном коллекторе для одной, двух и трех фаз. В главе 12 на основе данных о хорошо изученных трещиноватых породах-коллекторах приводятся примеры упрощенных расчетов применительно к единичному блоку, динамике притока к скважине и составлению материального баланса для пласта в целом.

Глава 9

ПРОЦЕСС ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ИЗ ЕДИНИЧНОГО БЛОКА

9.1. Введение

Единичный блок (см. гл. 2) - ограниченный объем породы, полностью окруженный трещинами и не имеющий непосредственной связи с другими блоками. Предположение об отсутствии связи с другими блоками приемлемо только тогда, когда площадь контактов блоков мала (точечный контакт) и, следовательно, непрерывность течения от одного блока к другому виртуально отсутствует, а процесс вытеснения зависит только от взаимодействия жидкостей, которые насыщают матрицу и окружающую сеть трещин. Изменение текущей насыщенности происходит в результате дренирования или пропитки, причем капиллярные и гравитационные силы могут или способствовать, или противодействовать вытеснению.

В данной главе вытеснение жидкости из матрицы рассматривается на основе упрощенных гидродинамических моделей, в которых наибольшее внимание уделяется силам, участвующим в процессе, и меньшее - форме фронта вытеснения. Вслед за описанием физической сущности процессов пропитки и дренирования приводится критическая оценка экспериментов и концепций различных авторов. Объективность каждой оценки проверяется сравнением характера зависимости нефтеотдачи от времени для модельных лабораторных экспериментов и реальных коллекторов.

9.2. Упрощенная гидродинамическая модель вытеснения нефти из матрицы

Вытеснение нефти из матрицы трещиноватого коллектора происходит в тех случаях, когда пористый блок, насыщенный нефтью, частично или полностью окружен другим флюидом, например газом и (или) водой. На рис. 9.1 схематично изображен коллектор, построенный из блоков одинаковой формы, нефть из которого может вытесняться газом расширяющейся газовой шапки в верхней части и водой, поступающей в нижнюю часть залежи. Таким образом, в зонах, где имеют место процессы вытеснения, нефть, насыщающая блоки, может находиться в контакте с различными жидкостями. В зоне расширяющейся газовой шапки проявляются различные типы механизма вытеснения (процессов дренирования) в случае блоков, частично (рис. 9.2, а) или полностью окруженных газом (рис. 9.2, б) и в заводняемой зоне (впитывание). И в последнем случае имеются блоки, частично (рис. 9.2, в) и (или) полностью окруженные (рис. 9.2, г) вытесняющим агентом.

Рис. 9.1. Трещинный коллектор, из которого нефть вытесняется водой и газом.

Зоны: i - в которой нефть вытесняется газом - газовая зона; 2 -в которой нефть вытесняется водой - зона заводнения; блоки: 3 - полностью окруженные газом, 4 - частично окруженные газом, 5 - частично окруженные водой, 6 - полностью окруженные водой

ооо О о о о Оооо ооо

Рис. 9.2. Блоки, окруженные газом частично (а), полностью (б), окруженные водой частично (в), полностью (г):

/ - нефтенасыщенная матрица; 2 -нефть в трещине; 3 - вода, заполняющая трещины и матрицу; 4 - газ, заполняющий трещины и матрицу

9.2.1. Основная (базовая) модель

Детальное изучение лгеханизма вытеснения должно учитывать специфические условия насыщения трещин и пористой матрицы, особенно связь насыщенности со смачиваемостью и порядком насыщения. Поэтому уравнения, описывающие вытеснение нефти водой или газом из блоков трещиноватой породы-коллектора, должны учитывать их одновременное течение, причем входящие в них величи-