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

Обозначая символом q общий теми ввода в пласт тепла, получаем на основе баланса тепла следующее соотношение:

±Z:ji + ahMq. (4.4)

[яхк. п (г -т)]

Обозначая = / (Oi получаем

Г 2к „ATf(T)dT: о

Если считать заданным q = q (t), а неизвестным является / (t), то (4.5) будет представлять собой интегральное уравнение. Если же принять, что / It) - заданная функция, то q (t) можно определить из (4.5) после вычисления интеграла.

Описанная выше схема распространения тепла в пласте при закачке в него теплоносителя известна в литературе как схема Маркса - Лангенгейма [144].

В случае q = const решение интегрального уравнения (4.5) имеет следующий вид:

Ф (у) = [ехр (ii)erfc (у)Ч. + 2 (-)-1

На рис. 102 представлена зависимость ф (г/). Темп ввода в пласт тепла q при постоянной температуре пропорционален расходу теплоносителя так что

д = СзРзАГдр.. (4.7)

Для прямолинейного пласта q = vbh (v - скорость фильтрации, b - ширина пласта) и, соответственно, S = Ьх,.. Тогда из (4.6) получается, что

= -;7i-щ{у) (4.8)

Как видно из рис. 102, зависимость ф (у) на участке О г/ «5 0,8 можно приближенно представить в виде линейной зависимости. Поэтому на основе (4.8) можно написать

х, 0,625-7г--vt. (4.9)

СтРт(1 -т) + СвРвт

При CiPb =1 ккал/мЗ-°С, сРт = 0,7 ккал/м-°С; го = 0,2 из (4.9) получаем

- = 0,82y. (4.10)

Таким образом, в данном случае скорость движения теплового фронта составляет 0,82 от скорости фильтрации. Скорость движения фронта вытеснения, конечно, значительно превышает скорость движения теплового фронта. Для того чтобы узнать скорость движения фронта вытеснения нефти водой, необходимо рассмотреть сам процесс вытеснения нефти водой.

В соответствии с теорией совместной фильтрации нефти и воды, изложенной в третьей главе, и с учетом изменения вязкости нефти в зоне нагрева при О а; следует ввести две функции Леверетта F (s): в области О х х,.

и в области X х

где Hi и р,о - отношения вязкости воды к вязкости нефти в соответствующих областях; s - водонасыщенность.

Везразмерная координата в области О х х,. определяется следующим образом:

Отсюда, учитывая (4.9), имеем

vt сг(н(1-т)+свр„т -w(r), (4.14

где - насыщенность на тепловом фронте.

Соотношение (4.14) позволяет определить величину водонасыщенности на фронте нагрева х = х,.. В области х х имеем

1 = 1 (s). (4.15)

Для того чтобы определить водонасыщенность на фронте вытеснения нефти водой, движущейся впереди фронта нагрева и имеющей пластовую температуру, т. е. при а; = Х;„, необходимо рассмотреть баланс закачанной в пласт воды, на основе которого можно написать

St U

f J s(?)d? = l (4.16)

0 I,

или, пользуясь формулами (4.13) и (4.15),

sF;{s)ds + j sF"(s)ds=i. (4.17)

1 s,

При Ft (1) = 1 и Fj (1) = О первый интеграл (4.17) выражаете я следующим образом:

j sf;(s)ds=(s,)-f,(Sx)+1.

(4.18)

Если взять по частям второй интеграл (4.17), то, учитывая выражение (4.18), получим соотношение для определения s., помня, что s. определяется из (4.14):

Р К) - F (.) = [Fr (s.) - F (s,)] - (s,) + F (s,). (4.19)

Из соотношения (4.19) при f. (s) = f (s) получается соотношение Бакли - Леверетта для определения водонасыщенности на фронте вытеснения. Правая часть соотношения (4.19) зависит только от St, и поэтому обозначим ее W (s,.). Тогда для определения водонасыщенности на фронте вытеснения получим следующую формулу

F{s,)-V{s,)

(4.20)

Рис. 103. Распределение водонасыщенности в пласте при вытеснении из него нефти горячей и холодной водой:

1 - при вытеснении нефти горячей водой; г - при вытеснении нефти холодной водой

Распределение водонасыщенности при вытеснении нефти горячей и холодной водой показано на рис. 103, из которого видно, что остаточная нефтенасыщенность в области пласта, охваченной процессом вытеснения, меньше при вытеснении нефти горячей водой, чем при вытеснении ее холодной водой. Соответственно, в случае вытеснения нефти холодной водой 1° > т. е. фронт вытеснения продвигается на большее расстояние в пласте, чем при вытеснении нефти горячей водой, и, следовательно, закачиваемая в пласт холодная вода быстрее прорывается к эксплуатационным скважинам.

§ 5. МЕХАНИЗМ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ ИЗ НЕДР ПРИ ПОМОЩИ ВНУТРИПЛАСТОВОГО ГОРЕНИЯ

Тепловое воздействие на нефтяной пласт может быть осуществлено не только путем закачки в него нагретого агента-теплоносителя, но и путем генерирования тепла в самом пласте, например за счет осуществления внутрипластового горения. Методы извлечения из недр полезных ископаемых при помощи подземного горения берут свое начало от идеи подземной газификации углей, выдвинутой в 1888 г. великим русским химиком Д. И. Менделеевым.