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

fo° oOqOOO

г=«г<.„ Отсутствие г кр L дреииро-

Критическая п г дренирования

Рис. 9.14. Нефтенасыщенный блок, не полностью окруженный газом: а - схема блока; б - распределение давления по высоте; в - выделяемые зоны

фобная порода блоков матрицы насыщена нефтью, которая вытесняется водой, насыщающей трещины и являющейся в данном случае несмачивающей фазой.

а. Критическая, высота блока матрицы

В так называемой газовой зоне блоки насыщены нефтью и окружены газом, вытеснившим при расширении газовой шапки нефть из трещин. Положение ГНК в трещинах по отношению к боковой поверхности блока определяет величину его нефтеотдачи.

Давления газа, нефти и капиллярное соответственно взаимодействуют на боковых гранях блока (рис. 9.14, а), стремясь к равновесию на данной глубине Z:

или относительно Z:

Р. = Р.~Рп = - = - Z (тн - Тг) = - ZAt = - G. (9.40)

Вытеснение нефти из матрицы происходит в том случае, когда разность давлений Рг-Рп выше капиллярного давления, которое соответствует давлению прорыва, т. е. требуется, чтобы

Р -Р "> Р = Р

пр>

Z (тг - Тн) > К (тг - Тн) = Кр (тг - Тн).

z>h

(9.41)

(9.42)

(9.43) 425

другими словами, для того чтобы действительно происходило вытеснение нефти из матрицы газом, находящимся в трещинах, высота блока должна быть больше высоты капиллярного прорыва. Более наглядно ситуация представлена на рис. 9.14, б, где показано, как капиллярное давление противодействует вторжению газа, оставаясь постоянным по всей высоте пористого блока, в то время как гравитационное давление, соответствующее ZA (которое отвечает за вытеснение), возрастает с увеличением Z. Ниже плоскости Zkp (где Z<Zkp) Pk>G и вытеснение нефти невозможно, в то время как выше 2кр (где 2>2кр) гравитационное давление превосходиткапиллярное Pk<G и процессы дренирования имеют место.

Если газ полностью окружает блок, вытеснение не может начаться до тех пор, пока Г НК в трещине находится в положении 0<2<2кр. Вытеснение нефти начинается при 2>2кр (см. рис. 9.14, е). Из сказанного следует, что вытеснение нефти газом из пористого блока возможно только в том случае, когда высота блока H>hap.

б. Равновесие ГНК

Уровень /zk = 0 на капиллярной кривой (рис. 9.15, а) относится к нижней границе блока матрицы. Отметим, что перемещение газового фронта в блоке возможно только при Я>/гпр, причем фронт проходит расстояние от / до 2 (см. рис. 9.15, б). В обоих положениях {1 и 2) градиент гравитационного давления значительно выше градиента капиллярного давления (см. рис. 9.15, е). Статическое равновесие устанавливается, когда фронт вытеснения дости-

...к

Зона капиммярно-го поднятия

Равновесный градиент оавт-. ния

Неравновесный ГНК

Равновесный ГНК

Рис. 9.15. Связь между гравитационными и капиллярными силами при дренировании:

а -кривая капиллярного assiuviz; б -вытеснение нефтн газом из блока матрицы; в - положение равновесного ГНК на границе трещина-матрица

гает положения 3, в котором гравитационное и капиллярное давления становятся равными.

Блок при этом будет удерживать столб неизвлекаемой нефти благодаря наличию капиллярных сил в зоне, называемой зоной капиллярно удерживаемой нефти, высота которой /1з = Лпр.

Как следует из рис. 9.15, в, равновесие между градиентом давления в нефти и градиентом капиллярного давления управляет обменом жидкостей между трещинами и матрицей. Исходя из этого, можно прийти к выводу, что если высота блока /1бл<Лпр, вытеснение нефти из блока невозможно, так как высота блока меньше высоты капиллярного поднятия.

в. Влияние высоты блока на нефтеотдачу

Для данной кривой капиллярного давления (рис. 9.16) можно выделить различное поведение блоков матрицы в зависимости от их высоты. Блок 1 (малый) содержит неизвлекаемую нефть, блок2 (несколько больший) отдает некоторое количество нефти, все большее и большее количество нефти будет извлечено из блоков 3 и 4.

Таким образом, чем выше блок, тем больше гравитационные силы, зависящие от его высоты, преобладают над капиллярными силами и тем относительно большие количества нефти могут быть вытеснены.

е. Влияние свойств породы на нефтеотдачу

Если блоки залежи представлены породами с различными петрофизическимн характеристиками, то нефтеотдача каждого блока будет зависеть от капиллярных характеристик конкретного блока.

Рассмотрим блоки А, В я С (рис. 9.17) одинаковой высоты, имеющие следующие характеристики: Ка>Кв>Кс, Фл>Фв>Фс, причем высота блока С меньше высоты капиллярного поднятия

Рис. 9.16. Положение зоны капиллярного поднятия (заштрихована) при различных высотах блоков /-4