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

тоновская жидкость, проявляющая начальный градиент сдвига в лабораторных испытаниях, может двигаться в пласте по закону, близкому к закону 2 (см. рис. 72) или даже к закону Дарси, из-за присутствия в пористой среде связанной воды, обволакивающей зерна породы и являющейся своеобразной «смазкой» для основной фильтрующейся жидкости.

Движение нефти в пластах по закону (11.1) приводит к существенным особенностям разработки этих пластов, не встречающимся в случае фильтрации но закону Дарси. Возьмем, например, прямолинейный пласт (рис. 73), на границе которого а: = О в момент времени t - О устанавливается давление р, а при х = L р - р-

Если рассматривать неу- 2

становившуюся фильтрацию i

при упругом режиме по за- "

кону Дарси, то спустя некоторое время, как известно, в прямолинейном пласте, показанном на рис. 73, должно практически установиться стационарное распределение давления (линия 1 на рис. 73). При фильтрации же но закону (11.1) волна понижения давления при определенных значениях перепада давления не распространится на всю длину пласта L, а лишь на некоторую его часть I <i L, где будет давление р = р. Как нетрудно видеть, длина I определяется формулой

Рис. 73. Распределение давления в прямолинейном пласте:

1 - при фильтрации по закону Дарси; s - при фильтрации с начальный градиентом сдвига

7 Рк - Рс I--

(11.2)

Только если Лрс = Рк - Рс LG, волна понижения давления «пробивает» весь пласт, т. е. во всем пласте будет происходить фильтрация. Однако дебит жидкости, как это следует непосредственно из (11.1), будет меньше, чем при фильтрации по закону Дарси.

Если при фильтрации по закону Дарси при установившемся распределении давления пласт будет эксплуатироваться с дебитом

fe5(pK-Pc)

(11.3)

то при установившемся распределении давления в соответствии с законом (11.1) будет

kS(p-p-GL)

(11.4)

При L дебит равен нулю, так как при ж > Z фильтрация отсутствует и к поверхности а: = Z не сможет поступать жидкость из области пласта а: > Z.

При радиальной фильтрации к скважине радиусом из пласта радиусом Гк при наличии предельного градиента давления получаем для дебита жидкости q вместо формулы Дюпюи следующую формулу - ее аналог:

2nkh Apc~rG

АРс = Рк -Рс

q = 0 при Арск-

(11.5)

Из (11.5) следует, что зависимость q = q (АРс), т. е. индикаторная кривая скважины, при фильтрации с начальным градиентом

давления не проходит через начало координат, а отсекает на оси Арс отрезок, равный rG. Как непосредственно видно из формулы (11.5), наличие предельного градиента давления в пласте ведет к уменьшению дебита скважины при тех же условиях по сравнению с фильтрацией по закону Дарси.

При неустановившейся фильтрации с начальным градиентом давления гра-

0 5-10 10 1 5-10" 2-10Т ница области, где скорость фильтрации отлична от

Рис. 74. Зависимость гс/Дрс от т пуля, будет перемещаться

со скоростью, зависящей от пьезопроводности пласта х, предельного градиента сдвига G, перепада давления Ар и времени t. Для случая прямолинейного неустановившегося движения, т. е., например, для пласта, показанного на рис. 73, имеем зависимость величины IG/Ap от безразмерного времени т = xGt/Ap, изображенную на рис. 74. Из нее следует, что при IG/Ap = 1 безразмерное время т = 0,2. Зная к, G и Арс, можно определить физическое время, необходимое для достижения предельного расстояния I, на которое может распространиться волна давления при фильтрации с предельным градиентом давления.

Важным эффектом фильтрации с предельным градиентом давления является возможность образования в пласте застойных зон, где движение жидкости или газа отсутствует. Возникновение застойных зон ведет к уменьшению нефтеотдачи пластов. Образование застойных зон рассмотрим на примере вытеснения нефти водой из пласта с пятиточечной системой расположения скважин (рис. 75). Пусть через нагнетательную скважину 1 (рис. 75) закачивается вода,

а через эксплуатационные скважины 2 отбирается нефть. Как следует из характеристики двумерного течения, в зонах 3 скорость течения будет мала но сравнению со скоростями течения в областях, прилегающих к прямым, соединяющим нагнетательную и эксплуатационные скважины. Поэтому эти зоны и окажутся застойными [19]. Отношение незаштрихованных областей на рис. 75 ко всей площади пятиточечной ячейки можно считать коэффициентом охвата пласта воздействием но площади. На рис. 76 показано, как будет зависеть коэффициент охвата р от параметра К = q[i/kGL (q - дебит эксплуатационной скважины). Из рис. 76 видно, что р увеличивается с увеличением Я,. В самом деле, чем больше G, прн одних и тех же остальных величинах, входящих в X, тем меньше коэффициент охвата. Вместе с тем с увеличением q и [1 охват увеличивается. Объяснение увеличения охвата с ростом jj, состоит в том, что при больших \1 возникают и большие перепады давления, что способствует большему вовлечению в разработку зон с малыми градиентами давления.

Неполный охват пласта воздействием из-за наличия предельного градиента давления может выражаться не только в виде неполного охвата но площади, но и но мощности если пласт имеет прослои различной проницаемости. Вместе с тем следует отметить, что для установления изменения коэффициента охвата из-за предельного градиента давления применительно к реальному конкретному пласту необходимы еще очень тщательные всесторонние исследования с тем, что-

Рис. 75. Вытеснение нефти водой при существовании начального градиента сдвига:

1 - нагнетательная скважина; 2 - эксплуатационные скважины; 3 - застойные зоны

Рис. 76. Зависимость коэффициента охвата Р от параметра дц/kGL