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

Так как зависимость капиллярных сил от водонасыщенности (кривая Рк-Sb) показывает участие капиллярных сил в вытеснении нефти водой, роль гравитационных сил как основной или единственной силы в этом процессе может быть показана подобной кривой Ргр - Sb (см. рис. 4.63). Силы гравитации, которые могут преобладать при вытеснении нефти из средних и крупных пор, перестают работать при взаимном чередовании крупных и мелких пор из-за блокирования капель (глобул) нефти на стыках каналов разных размеров. Таким образом, соотношение Ргр - Sb зависит от распределения пор по размерам и их взаимосвязи.

4.7.2.3. Методика построения эффективной (композиционной) кривой пропитки

Так как зависимость Ргр-Sb можно считать подобной зависимости Рк-Sb, то можно принять, что Ргр эквивзлентно отрицательному капиллярному давлению Рк, причем знак «минус» у Рк - обычное явление, поскольку в процессе пропитки обе силы могут вытеснять флюид матрицы в одном и том же направлении. Таким образом, на рис. 4.64 показаны композиционные кривые зависимости давления (рис. 4.64, а) или высоты подъема флюидов в блоке (рис. 4.64, б) от водонасыщенности Sb.

На рис. 4.64, б для данной высоты подъема жидкости в блоке h определяются оба значения ASb: выше нулевой линии для капиллярных сил (ASb)k, ниже - для сил гравитации (ASB)rp. Значения (ASB)rp и (ASb)k представляют общее количество извлекаемой нефти, которое может быть получено из матрицы в течение очень продолжительного времени, если известна высота блока и если блок матрицы был полностью окружен водой.

Капиллярные силы

Грабитаииан- ные силы

Sj,% О

100 Si,%

Рис. 4.64. Композиционные кривые зависимости капиллярного Рк и гравитационного Ргр давления от водонасыщенности Sb пласта-коллектора (а) и высоты подъема флюида (б)

4.7.2.4. Капиллярная кривая в зависимости от параметров матричных блоков

В поровом пласте-коллекторе капиллярное давление контролирует распределение жидкости по его объему; следовательно, между водонефтяным контактом и нефтяной зоной будет находиться переходная зона, которая в случае значительных капиллярных сил (в плотных формациях) может иметь большую толщину. В трещиноватом пласте-коллекторе положение существенно иное (см. раздел 4.4.1.1).

Прерывистость матрицы, обусловленная сетью трещин, разбивающих объем матрицы на отдельные блоки, объясняет, почему зеркало воды связано только с сетью трещин. Кроме того, поскольку трещины являются крупными каналами с ничтожными капиллярными силами, в трещиноватом пласте-коллекторе исчезает переходная зона и водонефтяной контакт представляет собой горизонтальную плоскость. В то же время капиллярные и гравитационные силы управляют (в соответствии с кривыми капиллярного давления и гравитационных сил) статическим и динамическим равновесием каждого блока матрицы. Основным элементом, который связывает поведение отдельного блока с поведением пласта-коллектора, является водонефтяной контакт в трещинах. Эти контакты в трещинах вместе с водонефтяными контактами внутри матрицы (последние соответствуют уровню фронта вытеснения) являются уровнем отсчета для оценки действия капиллярных и гравитационных сил. Аналогичная ситуация будет иметь место в случае газовой шапки для газонефтяных контактов в трещинах и матрице, причем контакт в трещинах называется поверхностью контакта, а в матрице - фронтом вытеснения газа.

Пример. Анализируя высоту блоков /i6.i, как показано на рис. 4.65, можно разработать методику, которая позволит установить корреляцию между действующими силами и равновесием жидкостей.

Случай А. По наблюдениям водонефтяной контакт во время процесса вытеснения продвигается в трещинах и матрице таким образом, что в трещинах он оказывается выше, чем в матрице. В этом случае уровень приведения капиллярных сил должен быть связан с уровнем поверхности вода - нефть в матрице.

Кривая 2 соответствует капиллярным силам на капиллярной кривой для случая пропитки. Гравитационные силы в этом случае приводятся к уровню водонефтяного контакта в трещинах, и, следовательно, высота, обусловливающая действие гравитационных сил, будет ограничена положением этого контакта в матрице.

В том случае, когда смачивающая фаза находится в матрице, а несмачивающая -в трещинах, та же методика будет применена для кривой капиллярного давления при дренировании. По наблюдениям, капиллярные силы при дренировании активнее сил гравитации. Этим объясняется невозможность вытеснения воды нефтью, содержащейся в трещинах, при существующих условиях рав-

S-848 22,S

1»г,

порог

Рис. 4.65. Схематическое представление относительного распределения уровней в трещинах и матрице при вытеснении нефти пропиткой.

Пропитка: а - несмачивающая фаза-нефть, б - смачивающая фаза-вода, в - несмачивающая фаза в трещинах; дренирование: г - смачивающая фаза-вода, д - несмачивающая фаза-газ. Уровни приведения: / - гравитационных снл; - капиллярных сил. Кривые капиллярного давления: / - прн дренировании, 2 - при пропитке; 3 - кривые гравитационных снл. а - блок частично погружен в воду, Б - блок полностью погружен в воду

новесия. Капиллярные силы, величина которых больше величины гравитационных сил, препятствуют проникновению нефти в блок матрицы.

Случай Б. Нефтенасыщенный блок погружен в воду, так что уровень приведения капиллярных сил находится на уровне водонефтяного контакта в матрице (нижняя плоскость блока), а уровень приведения гравитационных сил соответствует верхней поверхности блока. Эффективность проявления капиллярных и гравитационных сил показана на графике заштрихованными зонами, которые показывают величину ожидаемого извлечения флюида за счет действия гравитационных и капиллярных сил.

В случае насыщения матрицы водой будет иметь место процесс дренирования. При дренировании (нефтяная несмачивающая фаза- нефть вытесняет воду - смачивающую фазу) в случае пороговой высоты Лпорог, несколько меньшей высоты блока, становится возможной лишь частичная пропитка блока (заштрихованная область) .