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

Рис. 10.22. Схема поры, имеющей два сужения (входа) разных радиусов

пиллярными силами, которые противодействовали диспергированию потока.

в. Качественное объяснение явлений диспергирования

Допустим, что газ нагнетается в пористую среду (матрицу), насыщенную жидкостью. Газ, попавший в единичную пору (рис. 10.22), сообщающуюся с другими порами через сужения разных радиусов Г\ и Г2, может ее покинуть только в том случае, если давление внутри данной поры Р выше капиллярного давления в сужениях.

Если капиллярные давления в сужениях составляют соответственно Рк1=2а/г[ и Рк2=-2а/г2, то возможны следующие случаи:

когда гг-Сп->-Рк2>Рь1 и если Р>Рк2, наблюдается диспергирование, если Рк2>Р>Рк\ - диспергирование отсутствует;

когда Г2 = п-»-Рк2=Рк1 и если Р>Ркь наблюдается диспергирование, так как автоматически Р>Рк2.

Из этого упрощенного качественного обсуждения следует:

если поры однородны и характеризуются большим радиусом, что равносильно низким величинам капиллярного давления, процессы диспергирования газа превалируют;

если поры неоднородны и малого радиуса, существует заметная вероятность того, что течение газа будет проходить без заметной его дисперсии.

Если разные капиллярные давления в сужениях записать в виде разности капиллярных давлений

ll, (10.15>

то диспергирование будет наблюдаться при низких значениях ДРкг. а его отсутствие - при высоких значениях ДРк.

С учетом функции Леверетта область перехода дисперсного течения к недисперсному может быть выражена капиллярным числом перехода: стУФ/А"; 0,032-0,042 КПа.

г. Масштабные эксперименты

Лабораторные эксперименты были выполнены с использованием различных материалов, при различных давлениях, при насыщении моделей нефтями, содержащими растворенный газ, с целью выявления поведения газа в условиях его выделения в пористой среде.

Пористая среда представляла собой разные фракции молотога стекла, прозрачность которого обеспечивала качественные оценки

поведения газа, или песчаник, при экспериментировании с которым удавалось получить только количественные оценки.

Взаимовлияние жидкости и пористой среды определялось с учетом критического параметра Леверетта о-/Ф/К для оценки переходной области между недиспергирующим и диспергирующим режимами течения.

Давления изменялись от низких (0,37 МПа) до средних (2,1 МПа) и высоких (24,0 МПа). Выделением газа управляли, изменяя скорость снижения давления dP/dt.

Различные варианты экспериментов приведены в табл. 10.3, а обсуждение нх результатов основывается на диаграммах (рис. 10.23, 10.24), где сопоставлены различные параметры этих экспериментов.

Таблица 0.3

Два основных параметра оказываются определяющими при перенасыщении: кажущаяся средняя газонасыщенность 5г (% от объема пор) и кажущееся давление перенасыщения Рц.нас. Эти два параметра часто выражают в виде среднего давления нефти в порах Р, которое связано с темпом истощения. Физически давление Р приблизительно одинаково во всех блоках матрицы, но зависимость этого давления от давления насыщения отлична от этой же зависимости, характерной для ГНК на границе каналов, заполненных газом, и внутри блоков, где сужения пор насыщены нефтью.

Нефть на поверхности контакта наполненных газом каналов позволяет выделяться при давлениях, соответствующих зависимости /?г.н от Р, полученных при исследованиях PVT в лаборатории. Вне этих каналов нефть не выделяет газ из-за явлений перенасыщения. В процессе добычи часть этого невыделившегося газа, который присутствует в нефти в растворенном виде (и при низких давлениях, как показывают анализы PVT) вследствие процессов перенасыщения, может за счет диффузии переноситься к газонасыщенным каналам и выделяться там из нефти после достижения

г,8 2А p,io т

Рис. 10.23. Зависимости средней газонасыщенности Sr и среднего давления перенасыщения Рп.нас от Р, полученные па модели из молотого стекла проницаемостью 350 мкм [4]

2,8 2,14 Р, 70па

Рнс. 10.24. Зависимости среднен газонасыщенности Sr и среднего давления перенасыщения Рп.нас от Р, полученные на модели из молотого стекла проницаемостью 15 мкм [4]