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

зыражены как функции давления р. Поскольку в любой точке пласта нефтегазовая смесь находится в термодинамическом равновесии, величины р„, Zi и p зависят только от р. Однако фазовая проницаемость /cf зависит от насыщенности порового пространства нефтью s. Следовательно, нужно найти зависимость s = s{p), используя условие установившегося течения Г = const. Задавая значение Г, по формуле (8.5) определяем s= s(p). Для этого в свою очередь нужно знать зависимость р„, р, р„ и величины 1 от р.

Рассмотрим вначале зависимость р„ = р„ {р). Вес некоторого количества нефти в пластовых условиях, Р„ равен сумме весов дегазированной нефти и растворенного в ней газа, т. е. Р" и Р?. Исходя

Ы,5 -

SO 100

р-Ра, кгс/см

Рис. 62. Зависимость вязкости нефти Цн п объемного коэффициента Ь от избыточного давления р - Ра

из закона Генри и учитывая, что в каждой точке пласта существует термодинамическое равновесие, имеем

L=--=ap, а = const.

(8.10)

Введем еще понятие объемного коэффициента Ь, равного отношению объема F„, который занимает некоторое количество нефти вместе с растворенным в ней газом при пластовом давлении, к объему того же количества нефти F£ в атмосферных условиях, т. е. без растворенного в ней газа. Таким образом,

-(8.И)

< н

Учитывая, что Р„ = -j- Р?, из (8.10) и (8.11) получаем следующее соотношение:

где рн, р„ - соответственно плотности дегазированной нефти и: иефти в пластовых условиях при наличии в ней растворенного газа.

Экспериментальные данные показывают, что объемный коэффициент b в свою очередь зависит от давления. Вязкость нефти, содержагцей растворенный в ней газ, также зависит от давления. На рис. 62 представлены типичные зависимости Ь и р„ от давления Р - Ра ДЛЯ легкой нефти {р - атмосферное давление).

При расчетах удобнее пользоваться не функцией Я, записанной в форме (8.8), а функцией Я*, определяемой следующим образом!

Н* =

(8.13)

где pJ - вязкость нефти при избыточном давлении, равном нулю; к - абсолютная проницаемость.

Для построения функции Я* = Н* {р - Ра) используем следующие данные: а = 10" 1/кгс/см2; р = 800 кг/м; рг = 0,01 сПз =

const; давление насыщения р* = 147-10» Па = 150 кго/см. Плотность газа в атмосферных условиях 1 кгс/м. Газовый фактор Г можно определить из условия достижения в некоторой точке пласта

«и, У

50 100

р-Ра, кгс/см

50 100 150

Рис. 63. Зависимость А;„ и s от избыточ- Рис. 64. Зависимость функции ного давления р - Ра Н* от р - Ра

давления насыщения р*, при котором li = Z*, 1 = Z*. Следовательно,

1-ар*

(8.14)

Для приведенных выше условий Г = 0,177 кг/кг. Используя законы фильтрации фаз (8.1) и считая газ идеальным, преобразуем формулу (8.5) к следующему виду:

kg (s) Ин (Р - Ра)

Paps

l-a(p-pa) .

(8.15)

Левая часть соотношения (8.15) зависит только от s, а правая - -только or р - />а. Следовательно, на основе (8.15) можно построить зависимости s = s (/> - р) и = К (р - р), которые и показаны на рис. 63.

Теперь можно найти зависимость Н* = Н* (р - р). Она представлена на рис. 64.

Определим теперь дебит нефти q„, поступаюш;ей в скважину из пласта, в котором происходит установившееся движение нефтегазовой емеси. Очевидно, имеем

п дн* ан*др dH* к*

Поскольку = , = .

нз (8.16) получаем

gl = -2nrh. (8.17)

Отсюда

в формуле (8.18) индексами «к» и «с» помечены значения соот-ветствуюш;их величин на контуре и в скважине. Интересно, что в рассмотренном выше примере, для которого построена зависимость Н* = Н* {р - />а), представленная на рис. 64, сравнительно небольшому перепаду давления соответствует небольшая разность функций Н*. Например, при Ар = 4,9-10 Па (50 кгс/см) величина АН* = 42 единицы. Однако с увеличением перепада давления разность АН* превышает Ар. Так, при Ар = 9,81 -10 Па (100 кгс/см) АН* =«180 единицам. Если сравнивать, пользуясь формулой (8.18), фильтрацию однофазной и газированной жидкости, то при Ар = = 4,9-10 Па и при вязкости однофазной жидкости, равной pjj, дебит однофазной жидкости будет больше дебита газированной жидкости. В данном случае наличие газа в пористой среде приводит к снижению дебита скважины. Однако если взять перепад давления при движении однофазной жидкости равным 9,81 • 10 Па (100 кгс/см), что может быть обеспечено при достаточно большом пластовом давлении, то при таком перепаде давления дебит нефти, движущейся в пласте при режиме растворенного газа, был бы больше дебита однофазной жидкости. Это происходит из-за того, что наличие большого количества газа, растворенного в нефти, приводит к значительному снижению вязкости нефти, что снижает фильтрационное сопротивление более суш;ественно по сравнению с ростом сопротивления движению нефти из-за наличия в пласте газовой фазы.