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

При г = О скорость движения водонефтяного контакта будет максимальной и согласно формуле (364) определится выражением

Здесь х" взят потому, что при г = О, как это нетрудно видеть из рис. 80, X = х. Из формулы (364) следует, что как бы мы ни увеличивали перепад давления Ар, скорость движения любой точки водонефтяного контакта будет изменяться пропорционально изменению этого давления. При этом водонефтяной контакт с увеличением Ар будет вытягиваться без изменения типичной формы самой кривой распределения скоростей по сечению капилляра при данном соотношении вязкостей нефти и воды.

Для определения коэффициента «нефтеотдачи» идеального грунта в безводный период решение задачи должно быть сведено к определению объема жидкостей в капилляре в момент достижения мениском конца капилляра. Естественно, что соотношение объемов вытесняемой и вытес-няюгцей жидкостей в капилляре к этому моменту будет определяться пространственной формой водонефтяного контакта.

Объем воды в капилляре при достижении водонефтяным контактом конца капилляра можно определить [116] по формуле

/,2 1,6 2.0 Дб/Л

Рис. 81. График зависимости коэффициента вытеснения в безводный период от соотношения вязкостей воды и нефти

в случае, если рнтрв, пространственная форма потока воды в капилляре занимает промежуточное положение между параболоидом враш;ения и конусом. При [Хн = [Хв она приобретает форму параболоида вращения, как это и следует из параболического закона Стокса.

Чтобы определить коэффициент «нефтеотдачи» для капилляра в безводный период, необходимо правую часть равенства (366) поделить на объем капилляра каЧ, тогда коэффициент «нефтеотдачи» капилляра или идеального грунта в безводный период Рб определится из выражения

ft 2 Рб = -т

(367)

Таким образом, из формулы (367) видно, что коэффициент «нефтеотдачи» цилиндрического капилляра в безводный период, а следовательно, п «нефтеотдача» идеального грунта не зависят от величин перепада давления, поперечного сечения капилляра и скорости движения жидкостей, если перепад давления значительно превышает

капиллярное давление мениска. Из выражения (367) видно, что коэффициент «нефтеотдачи» идеального грунта в безводный период зависит только от соотношения вязкостей воды и нефти.

Вытекающие из формулы (367) выводы имеют весьма важное практическое значение, так как в принципе они в равной мере относятся и к реальной пористой среде.

На рис. 81 приводится кривая зависимости р б = / (м.в/(Хн)> построенная по формуле (367). Из рисунка видно, что при самом широком изменении соотношения вязкостей воды и нефти коэффициент «нефтеотдачи» идеального грунта в безводный период теоретически колеблется от 0,33 до 0,666. Применительно к реальным вязкостям нефтп и воды, т.е. при [Хн, этот коэффициент изменяется от 0,33 до 0,5. При соотношении вязкостей воды и нефти, не превышающем 0,02, «нефтеотдача» идеального грунта в безводный период практически не изменяется.

Эти выводы, как отмечалось выше, справедливы, если перепад давления значительно превышает капиллярное давление мениска. В данном случае имеется в виду такой перепад давления, при котором форма мениска совпадала бы с пространственной формой распределения скоростей движения жидкостей по поперечному сечению капилляра. При перепадах давления, близких к капиллярному давлению, пространственная форма распределения скоростей соответствует форме мениска, которая близка к сферической. В связи с этим при перепадах давления, близких к капиллярному давлению, «нефтеотдача» идеального грунта должна превышать значения «нефтеотдачи», полученные теоретическим путем. Последние являются нижним пределом «нефтеотдачи» идеального грунта при вытеснении нефти водой.

В соответствии с изложенным «нефтеотдача» идеального грунта в безводный период должна быть выше при поршневом движении, чем при струйном. Это может быть при турбулентном режиме движения жидкостей в идеальном грунте и при наличии в нем некоторого количества окклюдированного газа. Однако это еще не означает, что для вытеснения нефти водой целесообразно создавать депрессии, близкие к капиллярному давлению, или, наоборот, очень высокие, при которых возможно поршневое движение, но возможно появление в пористой среде окклюдированного газа. Дело в том, что целесообразность создания указанных условий определяется не только нефтеотдачей пористой среды в безводный период, но и другими факторами.

Вытеснение нефти из идеального грунта в водный период. Коэффициент «нефтеотдачи» идеальной пористой среды в отличие от коэффициента нефтеотдачи реальной породы может достигать единицы, если вода по сравнению с нефтью обладает наилучшей избирательной смачивающей способностью [129]. Вследствие того, что реальные породы микронеоднородны, т. е. содержат поровые каналы с разным поперечным сечением, движение в них происходит с разной скоростью. Последнее приводит к микрообходам и, как следствие этого, к окружению микроцеликов нефти водой, поскольку в реальных породах, в отличие от

лдеального грунта, поровые каналы разного сечения сообщаются между собой. Поэтому излагаемые ниже соображения о продолжительности вытеснения остаточной нефти из идеального грунта в водный период могут быть распространены на реальные породы только для определенных условий.

Продолжительность безводного периода (Т) [133] определяется формулой

У2 (368)

Из этой формулы видно, что продолжительность безводного периода вытеснения нефти из капилляра и идеального грунта зависит от перепада давления, вязкости нефти и воды и площади поперечного сечения поровых каналов.

В соответствии с формулой (368) продолжительность перемещения любой точки раздела двух жидкостей до конца капилляра определится из выражения

1 Др(а2 г2) •

где Ti - продолжительность вытеснения грунта.

Поделив (369) на (368), получим

(369)

нефти из идеального

21-т ~

(370)

Из этого выражения нетрудно видеть, что продолжительность вытеснения нефти из идеального грунта, по сравнению с продолжительностью ее вытеснения в безводный период, при прочих равных условиях, зависит от соотношения rla. Дело в том, что в водный период вода в капилляре занимает объем промежуточной конфигурации между усеченным параболоидом вращения и усеченным конусом.

Объем воды в водный период вытеснения [133] можно определить по формуле

(371)

а коэффициент «нефтеотдачи» идеального грунта по истечении времени Ti из выражения

R 1

(372)

На рис. 82 видно, что продолжительность вытеснения нефти из идеального грунта водой вначале оказывает большое влияние на коэффициент «нефтеотдачи», а затем его влияние уменьшается.

Для достижения коэффициента «нефтеотдачи» идеального грунта около 85-90% продолжительность водного периода должна быть