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

им ГНК. Газ также может выделяться при наличии пор, направленных к трещинам.

Если в процессе выделения газа в указанных выше специфических условиях скорость снижения пластового давления велика, возникнет неравновесное состояние между поровым давлением и давлением в трещинах. Такое сверхвысокое давление перенасыщения может привести к новому состоянию равновесия только в результате образования в среде новых заполненных газом каналов. Таким образом, становится понятным, что количество заполненных газом каналов, расстояния между ними и средняя газонасыщенность среды зависят от скорости снижения порового давления.

1. Влияние проницаемости К. На рис. 10.23 отражены результаты эксперимента, полученные на модели из молотого песка проницаемостью 350 мкм, в виде зависимости средней газонасыщенности Sr и среднего давления перенасыщения Рп.нас при среднем давлении в нефти Р для различных скоростей снижения давления.

Можно отметить, что независимо от скорости снижения давления (dP/dt) газонасыщенность в обоих случаях достигает величины Sr=20%- Среднее давление перенасыщения Рп.нас возрастает до некоторого максимума, а затем снижается (см. рис. 10.23). Это свидетельствует о его зависимости от величины dP/dt. Амплитуда максимума возрастает с увеличением скорости снижения давления.

Аналогичный эксперимент, повторенный на модели из молотого стекла проницаемостью 15 мкм (см. рис. 10.24), дал совершенно противоположные результаты.

При увеличении капиллярного давления газонасыщенность Sr уменьшается (ниже 2%), а давление перенасыщения зависит от скорости снижения давления (чем меньше Рпнас, тем меньше dP/dt.

2. Влияние скорости снижения давления dPjdt. Скорость падения давления - основной параметр, определяющий диспергированный пли недиспергированный характер переноса выделившегося таза.

При очень высоких скоростях падения давления вертикальное туннелирование газа в матрице вообще не развивается, при очень низких же скоростях оно развивается уже на начальной стадии. В последнем случае наблюдалось, что в процессе снижения пластового давления каналы, по которым движется газ, стремятся увеличить свое сечение и на поздних стадиях разработки практически занимают весь объем матрицы.

д. Критические параметры

На основе большого числа экспериментов можно заключить, что наличие или отсутствие диспергирования газовой фазы определяется физическими свойствами матрицы и скоростью падения давления.

1. параметр леверетта. в проведенных как на моделях из молотого стекла, так и на моделях из песчаника экспериментах установлено, что величина aYO/K - удобный критерий.

можно считать установленным, что высокие значения этого параметра, большие некоторой критической величины, соответствуют условиям недиспергирующего течения газовой фазы, а низкие (ниже некоторого критического значения) - условиям диспергирующего течения. это хорошо совпадает с утверждением, что высокие проницаемость и пористость способствуют проявлениям диспергирования газового потока. критические значения этого параметра для моделей из молотого стекла составляют ai/0 c= (0,032 -0,042) x 10 па и для сцементированных коллекторов с межзерновой пористостью достигают (0,042-7-0,064) -10 па.

матрица трещиноватых известняков имеет низкую проницаемость /«ыо мкм, пустотность (пористость), достигающую 0,2-0,3. для/с=1-10-3 мкм и ф=а0,2 при а (газ - нефть) «5-10-3 н/м критическое значение аУф/К5-10--/0,2/10г> >0,085х10з па, что свидетельствует, как правило, об отсутствии диспергированного течения газа в известняках средней трещиноватости.

2. скорость падения давления. эксперименты показали, что условия недиспергирующегося течения сохраняются при скоростях падения давления 10--ю- мпа/с, т. е. можно ожидать отсутствие диспергирующего течения газа в случае, если критическое значение dP/dt 10- мпа/с»3,0 мпа/год.

3. динамические критерии. течение газа без дисперсии может происходить при условии, что оно вызвано действием гравитационных и капиллярных сил при отсутствии гидродинамического градиента давления. при проверке этого весьма специфического положения важно не забывать, что в трещиноватых коллекторах течение за счет гидродинамического градиента давления возникает только в трещинах, так как их проницаемость велика, а перепады давления, вызывающие течения, малы. исходя из того что общий перепад давления в сети трещин близок к 0,2 мпа при довольно больших скоростях течения, для случая радиального потока градиент давления составит

ЧР АР 1 2 1 (lolg)

dr 1пгдр/гскв 7,6 г

где /•др -скв = 2000. при радиусах зоны дренирования, составляющих 10, 100, 1000, 10000 см, градиент составит соответственно 2,63-10-3; 2,63-10-"; 2,63-10"; 2,63-10- мпа/см. если сравнить этот градиент с градиентом, соответствующим гравитационным силам при Ау (нефть - газ) =2-10- мпа/см, станет понятно, что за исключением ограниченной площади около скважины (приблизительно радиусом 10 м) градиент давления, соответствующий перепаду давления при радиальном притоке к скважине, не должен оказывать влияние на вертикальное течение газа.

е. Диффузия газа через нефть, насьщаюиую матрицу

В целях проверки правильности диффузионной теории были исследованы давления насыщения для целого ряда залежей нефтяных месторождений Ирана. Результаты исследований принимались во внимание только в тех случаях, когда глубинная проба была отобрана из нижней части нефтяной зоны (не из зоны 2 - разгазнрования, а из зоны 3 - нефтенасыщенной, см. рис. 10.7). При исследовании глубинной пробы давление насыщения определялось путем непрерывного снижения давления от начального уровня. Полученные различия в величинах давления насыщения могут быть не связаны с циркуляцией, так как процессы циркуляции имеют место только в системе трещин; причем объем трещин мал по сравнению с объемом пор блоков, а дебиты велики. Таким образом, пробы нефти, отобранные из указанных частей залежей, были представительными пробами нефти, поступающей из матрицы в трещины, так что низкие значения давления насыщения пластовой нефти следовало объяснять только проявлением диффузии газа через нефть, заключенную в поровом пространстве блоков.

В частности, было отмечено, что лучшая диффузия в трещинах связана с более низкими давлениями насыщения.

Расчеты, выполненные для ряда залежей Ирана, показали, что для пористых блоков иранских месторождений, наименьшие размеры которых не превышают 1,5-2,0 м, давление насыщения нефти в матрице может упасть на 3,4 МПа за 10 лет разработки. Если описанный выше механизм выявляется в некоторых залежах, то при расчетах в методе материального баланса необходимо учитывать распределение новых давлений насыщения.

Эксперименты показали возможность реализации этого процесса при различных условиях течения.

Некоторые из этих результатов приводятся ни.же:

установ.пено, что лучшие условия (меньшие количества свободного газа) получаются из матрицы меньшей проницаемости (сравните рис. 10.23 и 10.24);

увеличение диффузии наблюдается при меньших скоростях снижения давления (dP/dt) (см. рис. 10.23 и 10.24);

давление перенасыщения возрастает (особенно на начальных этапах истощения) при уменьшении скорости падения давления (dP/dt).

наилучшие условия для диффузии создаются также при снижении давления насыщения.

В период развития диффузии некоторое количество газа выносится из матрицы вместе с жидкостью, поступающей в трещины, где этот газ мгновенно выделяется и всплывает к газовой шапке. Совершенно очевидно, что небольшое количество газа, оставшегося в матрице, увеличивает эффективность течения (вследствие увеличения относительной проницаемости для нефти) по сравнению с процессами, при которых диффузия не играет существенной роли.