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

ж. Выводы

1. Благодаря особым условиям, возникающим в трещиноватых коллекторах, обычный механизм вытеснения за счет растворенного в нефти газа может видоизмениться (при соблюдении определенных условий) в процессе снижения пластового давления.

2. Если гидродинамические градиенты течения невелики, т. е. не превосходят капиллярные и гравитационные силы, выделение газа может происходить не так, как это описывается для классического случая режима растворенного газа.

3. В последнем случае возникают серии вертикальных газовых каналов и выделяющийся газ может быстро перемещаться к трещинам, окружающим блоки. Такой недиспергирующийся поток выделяющегося газа будет характерен и для газа, оставшегося в растворенном состоянии, причем характерной ч,ертой этого процесса будет наличие давления перенасыщения.

4. Следствиями этого уникального характера не диспергирующегося за счет диффузии потока газа будут:

а) газонасыщенность 5г {% от объема пор) меньше и, следовательно, более высокая относительная проницаемость блоков матрицы для нефти;

б) меньшие скорости снижения давления, в основном связанные с малыми газонасыщенностями блоков.

10.3.2.3. Классический механизм вытеснения (диспергирование выделяющегося из нефти газа)

Внутри пористого блока выделившийся газ может действовать так же, как в классическом случае режима растворенного газа, т. е. поведение свободного газа в матрице будет зависеть от вида функции относительной проницаемости газа.

При 5г<5г.1ф свободный газ остается неподвижным, и его расширение приводит к вытеснению нефти из матрицы в трещины. При 5г>5г.кр свободный газ становится подвижным, и внутри единичного блока матрицы механизм вытеснения может быть комбинацией механизма растворенного газа и механизма сегрегации. С этого момента механизм вытеснения может стать более сложным, так как свободный и сегрегированный газ будет покидать матрицу и вытеснять при этом часть нефти из матрицы в трещины.

В то же время снижение нефтенасыщенности матрицы возрастает, нефть из окружающих блок трещин может вновь впитываться в матрицу, причем это повторное насыщение нефтью данного блока снижает нефтеотдачу каждого отдельно взятого блока.

10.3.3. Механизм вытеснения в нефтенасыщенной зоне

Нефтенасыщенная зона в залежах, как правило, расположена ниже зоны разгазирования, между P = Piiac и текущим ВНК в трещи-

нах (см. рис. 10.7). Так как в этой зоне газ полностью растворен в нефти, насыщающей как матрицу, так и трещины, основным механизмом нефтеотдачи может быть механизм упругого (однофазного) расширения нефти в матрице под действием перепада давления между матрицей и сетью трещин:

APm.tp = m-V (10.18)

В том случае, когда эффективная сжимаемость определяется суммарным влиянием сжимаемостей воды, нефти и породы, можно записать

н.аФ

= Сн + С,

Фм5„

Фм(1-5,.,) Фтр

п.тр Ф„(1-5з.„) + Фтр но поскольку Фтр<Фм И Сп.мСп.тр

Сн.аФ - Сн + Сд

i-s„

+ Сн.м

- S

Фм(1-5.м)+ФтР

(10.19)

(10.20)

Как отмечалось, сжимаемость трещин незначительна, поэтому весь энергетический ресурс нефтенасыщенной зоны зависит от энергии расширения нефти, содержащейся в матрице.

Объем нефти, добываемой за счет расширения, составляет:

д. 3- нас н

= v,

н. 3. нас .нСн. эФм. тр

(10.21)

н.з-насн ~ пор.а.нас.нм (1 "в.нач)-

(10.22)

Дебит нефти, добываемой из матрицы, является функцией геометрических размеров блоков, их физических свойств и перепада давления между трещинами и матрицей (см. рис. 10.8, б зона 3).

В упрощенном случае однородных кубических блоков (рис. 10.25) суммарный дебит из п блоков определяется условиями стационарного установившегося течения:

б.ч.м- , (10.23)

при этом

О -V м др

Чн-з.насн " пор.з.насн

м. тр •

(10.24)

Рис. 10.25. Кубический блок матрицы, насыщенный и окруженный нефтью (Р>Рнас)

Зависимость Лд и Сн.з.нас.н от времени может быть оценена, если время переходных процессов невелико и псевдостационарный режим течения быстро устанавливается в матрице. Время, необходимое для возникновения стационарного расхода, равно

нас "J---- •

10.3.4. Конвективный перенос

в зонах разгазирования и нефтяной

Нефть, содержащаяся в трещинах зоны разгазирования, постоянно обедняется газом при снижении пластового давления. Следовательно, в процессе разработки нефть в разгазированной зоне становится более тяжелой, чем нефть, находящаяся ниже, в трещинах нефтяной зоны (см. рис. 10.10 и 10.26, стадия 1).

Такое распределение плотностей нефти в трещинах приводит к неустойчивости, в результате которой начинается конвективное перемешивание, при котором тяжелая нефть перемещается вниз по трещинам, где (см. рис. 10.26, стадия 2) она оказывается в контакте с более легкой нефтью (содержащей больше растворенного газа), находящейся в б,1оках матрицы. Расчеты показали, что различие плотностей нефти в матрице и трещинах вызывает конвективное перемешивание внутри матрицы.

Возникновение конвективного перемешивания приводит к заметно большему переносу растворенного газа из матрицы в трещины по сравнению с тем, как это происходило бы только за счет молекулярной диффузии (см. рис. 10.26, стадия 3).

Вопросы конвективного переноса изучались Рисменом [5, 6], который предложил рассматривать только два крайних случая конвекции.

1. Отсутствие конвекции в нефтяной зоне, причем из этой зоны не извлекаются дополнительные количества растворенного газа, и, как следствие, давление насыщения в трещинах и матрице остается постоянным и равным начальному. Газ поступает в газовую шапку только из зоны разгазирования.

2. Сильная (бесконечно быстрая) конвекция возникает в нефтяной зоне как результат равенства давлений насыщения на каждом уровне пластовому давлению на уровне ГНК. При этом наблюдается максимальный перенос газа из матрицы в трещины.

Эти крайние случаи не реализуются в природе, а результаты иссле-

Газонефтяная зона

Р>Р«ас Нефтяная зона

Рис. 10.26. Различные этапы процесса конвекции:

] - тяжелая нефть; 2 - легкая нефть

Стадия! Стадия Z Стадия!