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

0г.-0н2--Рк + Я(Я-2)Ар =

Z +

(9.30) где Ар = рн-Рг.

Заменив в уравнении (9.30) потенциал для нефти в блоке на разности между потенциалом газа в трещине на выходном торце и капиллярным давлением ф = 0. р (причемр- капиллярное давление также на выходном торце), с учетом того, что Фг1 = Фг2, получим

PK--P„+g(-Z)Ap =

-(Я-Z)

(9.31)

Пренебрегая капиллярным давлением на выходном торце, можно записать:

(9.32)

-[MH+(\-M)Z]

где М= (Дн/Лн)/(Дг/Лг) - отношение подвижностей фаз.

При этом капиллярное давление оказывает на вытеснение отрицательное влияние. Количество нефти, извлекаемой из блока, зависит от того, насколько гравитационные силы превосходят капиллярные ЯгЛпр.

В зависимости от величины капиллярного давления и длины блока равновесие нарушается, если Нт>1кр, но при

-Z = Z,p = -/inp (9.33)

нефть не будет вытесняться.

Из изложенного можно сделать следующие выводы. При подъеме ВНК с плоской границей при некоторых условиях (зависящих от величины капиллярного давления на ГНК и высоты блоков) нефть, насыщающая блок, может быть полностью удержана окружающим блок газом, если кщ,>Н. Это никогда не наблюдается при вытеснении нефти водой.

С другой стороны, проникновение газа и его движение в блоке возможны только в том случае, если давление газа превосходит давление прорыва Р„р, т. е. ЯДр>Рк.пр = /гчрА7- Для блоков небольших размеров, полностью окруженных газом, величина gHAp очень редко достигает значений, прп которых нефть из блоков вытесняется газом. Однако предполагается, что наличие отдельных блоков с высотой, удовлетворяющей неравенству ЯАр>Рк.пр, ограничено, поскольку газ, поступающий к отдельным блокам, не вытесняет нефть из горизонтальных прилегающих трещин. Таким образом, существует возможность того, что нефть представляет собой непрерывную фазу в нескольких последовательных блоках (рис. 9.10). Газ полностью окружает блоки 1, 2 и 3 (имеющие об-

Ие/ртьй трещина

Рис. 9.10. Пример нескольких блоков, когда нефть не вытесняется из горизонтальных трещин между блоками, образуя непрерывную нефтяную фазу:

/ - нефть; 2 -газ

Газ в прещит

щую высоту Я=Я,-Ь Я2 + Я3); вытеснение в этих блоках прекратится только после перемещения ГНК ниже уровня 2кр = Я1-Ь Я2 + Я3-1пр.

Давление, действующее в блоке 1 соответствует общей высоте Я блоков, окруженных газом. При этом вероятность преодоления давления внедрения Рпр и начала вытеснения нефти из блока 1 достаточно высока.

Чтобы выявить связь между долей извлекаемой нефти и временем, подставим в уравнение (9.32) выражение u = Odz/dt и проинтегрируем его с учетом начальных условий t = 0, Z = 0. В результате получим:

m+{1-M)(i~

Wk = 25(M-1)-

1п 1

gWAp

(9.34)

где гб = г/Я -доля добытой нефти; /д.гр.к = Л/<о.гтах§Ар/(ФргЯ) -

безразмерное время [уравнение (9.21)]. При Рк<НгАу вытеснение происходит только за счет гравитационных сил, и уравнение (9.34) переходит в

t,.,p = {M-l)Z,-\n{l-Z,), (9.35)

которое аналогично выражению для гравитационного безразмерного времени, полученному при вытеснении нефти водой [уравнение (9.23)].

9.2.3.2. Нефтенасыщенный блок, частично окруженный газом

Нефтенасыщенный блок, частично окруженный газом, соответствует случаю, при котором ГНК еще не достиг нижней границы блока (рис. 9.11). Таким образом, мы вновь сталкиваемся с теми же проблемами, что и в случае полностью окруженного газом блока.

Вытеснение начинается только после того, как столб газа в трещине (Яг) становится больше высоты капиллярного поднятия:

Яг>Рпр/(Ар)=/г

(9.36)

Рис. 9.11. Фронт вытеснения в блоке, ча-

стично газом:

/ - газ;

трещинах;

матрице

окруженном

2 - нефть в 3 - нефть в

Предполагаемый ГНК

Вытеснение прекращается, когда ГНК в матрице достигает предельного уровня Я-Лпр, определяемого следующими условиями:

Я-/г,р=2„р=Р„р/(Ар)=/г,р. (9.37)

По аналогии с уравнением (9.32) скорость перемещения газонефтяного фронта в матрице должна быть равна:

(9.38)

[МН+ (1-М) Z]

9.2.4. Выводы

На основе упрощенного гидродинамического подхода можно сделать следующие выводы.

а. Время вытеснения нефти при капиллярной пропитке пропорционально квадрату высоты блока, в то время как при вытеснении за счет гидростатических сил время вытеснения пропорционально высоте блока.

б. Гравитационные силы в процессах вытеснения могут играть важную роль, если блоки имеют большие размеры или если капиллярное давление в блоке незначительно.

в. При дренировании нефти газом капиллярные силы оказывают влияние на процесс вытеснения, хотя вытеснение нефти происходит за счет гравитационных сил, и только в том случае, если последние превышают капиллярные силы.

г. При вытеснении нефти (смачивающая фаза) давление газа должно достичь величины давления прорыва. В коллекторах с малыми размерами блоков возможны случаи, когда газ полностью обходит блок при давлениях, не превышающих давление прорыва, причем нефть не извлекается и остается в блоке.