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

критериев подобия было перенесено в натурные условия. Полученные из зависимости нефтеотдачи от безразмерного времени размерные величины среднего времени вытеснения (0,5д) были исследованы как функции высоты блоков (рис. 9.56) с учетом того, что эксперименты Дю-Прея выявили линейную зависимость исследуемых величин в билогарифмических координатах. Нарушение линейной зависимости наблюдается для блоков, высота которых превосходит 1 м. Это соответствует тому, что для блоков высотой меньше 1 м, to.sR пропорционально Н"-. Прямая пропорциональность при высотах блоков Я>1 м может быть нарушена в результате методических трудностей при проведении экспериментов на центрифуге при высоких значениях центробежного ускорения a>lQg.

В экспериментальных работах Дю-Прея при постоянстве CGR было обнаружено более быстрое вытеснение нефти из блоков большого диаметра. Но результаты этих экспериментов не могут рассматриваться в качестве окончательных, и для выводов требуются дальнейшие исследования.

9.4.5. Замечания и выводы

а. Получена удовлетворительная корреляция между теоретическим анализом и экспериментальными исследованиями процессов капиллярной пропитки.

б. Процессы вытеснения в малых блоках в основном определяются капиллярными силами, а в больших (высоких) блоках - гравитационными силами.

в. Если в процессе вытеснения преобладают капиллярные силы, то время вытеснения пропорционально квадратному корню из высоты блока, при преобладании же гравитационных сил время вытеснения пропорционально высоте блока.

г. Зависимость нефтеотдачи от безразмерного времени б.к и /б.гр, полученная в экспериментах, так же оказалась очень близкой к результатам теоретических исследований. Естественно, что результаты этих исследований оказываются менее коррелируемыми при использовании неоднородных по литологическим свойствам образцов и в том случае, когда свойства жидкостей оказывают влияние на результаты экспериментов при взаимодействии с пористой средой модели.

д. Моделирование блоков большой высоты путем использования метода центрифугирования оказалось очень быстрым и надежным методом, но, однако, при высоких частотах вращения ротора надежность результатов моделирования неудовлетворительна.

е. Значительный шаг в направлении надежного прогнозирования нефтеотдачи из единичного блока матрицы удалось сделать благодаря результатам, полученным на основе моделирования капиллярной пропитки как Обычным методом, так и методом центрифугирования.

ж. Критическое отношение к физическому моделированию и замена его численными методами на первом этапе казалась логичной. Однако невозможность учета в численных методах реального вида функций относительных проницаемостей привела к тому, что в очень редких случаях удавалось получать надежные результаты при одновременном проявлении гравитационных и капиллярных сил.

з. Сложность явлений, которые составляют процессы капиллярной пропитки, заставляет предполагать, что использование обеих процедур: экспериментальной (с учетом критериев подобия) и численной - в дальнейшем может привести к созданию более общей теории.

9.5. Другие аспекты механизма вытеснения нефти из единичного блока

9.5.1. Дренирование

Дренирование нефти из блока за счет сил гравитации наблюдается в тех случаях, когда расширяется газовая шапка, т. е. в случаях, обсуждавшихся в разделах 9.2.3 и 9.3.3. Характеристики процесса дренирования единичного блока можно рассчитать, когда известны размеры блока и свойства жидкостей.

Очень важным представляется сопоставление высоты блока Нол с высотой капиллярного подъема Як и высотой прорыва Япр, которые определяются по кривой капиллярного давления.

В низкопроницаемых блоках небольшой высоты в силу того, что высота капиллярного поднятия больше высоты самого блока, вся нефть должна быть удержана в блоке (см. рис. 9.17, 9.18). Тогда же, когда высота блока больше, чем высота капиллярного поднятия, конечная нефтеотдача будет получена к моменту наступления равновесия между гравитационными и капиллярными силами. При этом нефть вытесняется из зоны, заключенной между нижней гранью блока и уровнем, соответствующим высоте капиллярного поднятия, т. е. из зоны капиллярного поднятия (см. рис. 9.15 и 9.16). Следовательно, только из блоков очень высокой проницаемости, характеризующихся низкими капиллярными давлениями, или из очень высоких блоков может быть получено существенное количество нефти. Таким образом, высота блока и характерное капиллярное давление - наиболее важные параметры с точки зрения эффективности разработки.

Численное моделирование процесса выполнено Саиди [16] для

блоков высотой Ябл = 3 М, Ар = 0,6 г/см, р,н=1 мПа-С, (7<н)5в.11ач =

= 1,26-10-3 мкм2, Ф(1-5в,нач)= 0,083 и 7;Сон=(5н) [7].

Нефтеотдача очень быстро возрастает до Roo, особенно для низких значений конечной нефтеотдачи (сравните кривые для Roo = = 30% и Рсв = 50% от объема извлекаемой нефти). Результаты моделирования приведены на рис. 9.57.

Рис. 9.57, Зависимость нефтеотдачи от времени при вытеснении нефти газом газовой шапки [16]. Шифр кривых - конечная нефтеотдача

Гравитационное дренирование можно изучать с использованием методов центрифугирования, при этом целый ряд условий должен быть принят во внимание. Так, максимальный гравитационный потенциал будет реализован в верхней, а не в нижней части образца, а это требует использования специальных кернодержателей, позволяющих исследовать образцы, окруженные газом.

20 30 40 50 БО Время, годы

9.5.2. Добыча при нагнетании воды

Вопросы, связанные с нагнетанием воды, изучались целым рядом исследователей [9, 13, 14, 15]. И во всех работах, как теоретических, так и экспериментальных, ставилась цель оценить зависимость нефтеотдачи от времени и доли воды в потоке в зависимости от накопленного объема закачки. Исследовалось влияние на процесс различных параметров, таких как отношение проницаемостей трещин и матрицы, действующих градиентов давления и т. п.

9.5.2.1. Модель Грэхэма [13]

Лабораторная модель была выполнена в виде блока трещиноватого песчаника (рис. 9.58), имеющего форму прямоугольного равнобедренного треугольника со стороной 31 см и толщиной 3,8 см. Таким образом, модель составляла 1/4 площадного элемента. Нагнетательная и продуктивная «скважины» располагались в вершинах острых углов.

Эксперименты, проведенные на этой модели, показали следующее.

а. При трех различных дебитах нагнетания воды, составляв-щих соответственно 1,15; 3,6 и 6,31 см"/с, для получения одного и того же количества нефти на выходе требуется закачка тем большего количества воды, чем выше дебит ее нагнетания (рис. 9.59, а).

б. Аналогичные результаты получены и для различных градиентов давления.

На графике зависимости нефтеотдачи в % порового объема от объема нагнетаемой воды, также выраженного в % объема пор, наивысшая нефтеотдача получается при низких градиентах давления на момент закачки одного и того же количества воды. В полулогарифмических координатах зависимость нефтеотдачи от Унагн изображается прямой линией (рис. 9.59, б).