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 ] 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200

Между двумя последними схемами размещения нагнетательных скважин нет большого различия, так как они обладают одной и той же основной проводимостью при установившемся состоянии и одним и тем же к. п. д. Схемы с расположением нагнетательной скважины в центре шестиугольника иногда рассматривают как «четырехточечное» размещение еква жин. Однако при исследовании переходного состояния процесса нагнетания воды в пласт обе эти схемы показывают разную площадь интерференции и разную эффективность вытеснения.

На фиг. 167 приведена другая схема размещения скважин, известная как «семиточечная». Она состоит из треугольной сетки скважин, где нагнетательная или эксплуатационная скважина может быть расположена в центре правильного шестиугольника К

Физические основы, лежащие в основе вторичных методов эксплуатации, хорошо понятны. Вместе с тем возникающие трудности количественного описания и формулировок в основном остаются те же, что и при анализе первичного этапа разработки месторождений и, в частности, при эксплуатации пластов на режиме «растворенного газа». В настоящее время получили количественную трактовку только отдельные стороны общей задачи, и эти решения содержат большое количество упрощающих допущений.

Если бы существовала хорошо разработанная теория этой проблемы, она бы представляла анализ систем многофазного течения. Дело в том, что при нагнетании газа или воды в пласт необходимо учитывать разницу между свойствами нагнетаемой жидкости и пластовой жидкости, вытесняемой к забоям эксплуатационных скважин. Анализ этого процесса в основном должен описывать неустановившееся состояние благодаря изменению распределения жидкостей в процессе нефтеотдачи.

Наконец, эта теория должна была бы разрешить неравновесное состояние между нагнетаемым расходом и извлекаемым дебитом, особенно для систем заводнения.

Ясно, что анализ однофазного течения в установившемся состоянии не может дать достаточного количественного описания динамики естественных нефтяных коллекторов, где проводятся вторичные методы добычи нефти.

Однако идеализированная теория сеток размещения скважин, часто применяемая при разработке проектов вторичной эксплуатации, показывает уникальность их геометрических характеристик, которые могут играть известную роль при установлении эффективности процесса. Даже в системах заводнения, где переходные состояния для нагнетательных скважин имеют первенствующее значение в период заполнения дренированной части порового пространства пласта, в результате интерференции сква->};ин в конечном итоге они приближаются к условиям стационарного течения.

При нагнетании газа в пласт, когда нефть в последнем по существу уносится с газом, сопротивление течению с уменьше-

нием нефтенасыщения может быть приближенно описано последовательностью установившихся состояний. Анализ влияния разных сеток размещения скважин на эффективность вторичных методов добычи нефти был рассмотрен в IX главе книги М. Маскета «Течение однородных жидкостей в пористой среде», Гостоптехиздат, 1949 г. Следует отметить, что эта теория ограничена в своем практическом приложении, и в ней не делается различия между системами с нагнетанием воды и системами с нагнетанием газа. Между тем общеизвестно, что механизм процесса вытеснения нефти из пористой среды для обоих случаев резко зазличен.

9.2. Ограничения исследования систем вторичной эксплуатации аналитическим методом и моделированием. Наиболее серьезное ограничение, возникающее при аналитическом исследовании систем вторичной эксплуатации с нагнетанием жидкостей в пласты, а также при их электромоделировании, связано с основным допущением установившегося состояния течения. При нагнетании газа или воздуха вытеснение нефти зависит в значительной степени от уносящего действия движущегося по частично дренированному нефтяному пласту газообразного агента.

Поэтому можно продолжать эксплуатацию скважин и получать экономически выгодный дебит из них даже спустя некоторое время после прорыва газа через пласт и установления ста-црюнарного течения.

При заводнении нефтяных пластов установившееся состояние развивается фактически к тому моменту, когда весь продуктивный пласт затоплен водой. Большая часть процесса заводнения происходит в неустановившемся состоянии благодаря тому, что •расход воды при нагнетании намного превосходит отбираемые дебиты, и вода заполняет дренированную часть пласта, вытесняя перед собою фронт нефти. После прорыва воды в эксплуатационную скважину вслед за вытеснением фронта нефти по данному пласту водонефтяные факторы начинают быстро возрастать. Суммарная добыча нефти после установления стационарного течения жидкости будет составлять, по всей вероятности, незначительную часть всей добычи, полученной в процессе заводнения.

Физические условия заводнения нефтяных пластов показывают, что в неустановившийся период заполнения дренированных участков распределение давления и движение жидкости определяются в значительной степени режимом работы нагнетательных скважин. В течение этого периода эксплуатационные скважины вследствие низких дебитов испытывают небольшое влияние от действия нагнетаемой воды.

Сетка размещения эксплуатационных скважин играет небольшую роль по сравнению с тем, что вытекает из теории установившегося состояния течения. Радиальное распространение нагнетаемой воды по пласту будет продолжаться дольше, чем это

* Обычно принимается, что j, = 0. Ввиду отсутствия практических доказательств этого положения значетие д. оставляется произвольным.

вытекает из экспериментов с электрическими моделями или из распределения давления при установившемся состоянии.

Пока расстояние между нагнетательными скважинами не превосходит примерно в два раза расстояния между нагнетательной и эксплуатационной скважинами, происходит нарушение радиального фронта нагнетаемой жидкости благодаря интерференции и близости его к нефтяным оторочкам соседних нагнетательных скважин. Фронт нагнетаемой л<идкости не станет образовывать языка по направлению к эксплуатационным скважинам до тех пор, пока он с ними не сблизится теснее, чем это вытекает из экспериментов на моделях с установившимся состоянием течения. Нагнетаемая жидкость окажет влияние на эксплуатационные скважины, когда она войдет в сферу пониженного давления поверхности стока последних.

Фактический к. п. д. заводнения однородного пласта будет выше соответствуюпдего значения при установившемся состоя-нни, где расход нагнетаемой жидкости принимается равным отбираемому дебиту. Однако проводимость сетки размещения при установившемся состоянии или эксплуатационная производительность не имеют прямой связи с проводимостью в переходный период. Расход в нагнетательных скважинах будет, повидимому, вьппе, а дебиты эксплуатационных скважин ниже расчетных значений, полученных согласно теории установившегося состояния течения. Последняя дает общую картину свойств чисто геометрического течения в сетках размещения скважин, обычно принятых при вторичной эксплуатации. Однако полученные выводы можно прилагать количественно только при особых условиях.

9.3. Неустановившийся период в нагнетательных водяных скважинах. Ниже приводится приближенная теория падения приемистости водяных нагнетательных скважин в течение периода заполнения дренированного порового пространства до возникновения явления интерференции скважин. Принимается, что нагнетаемая вода расходится радиально по пласту, уменьшая остаточную нефтенасыщенность до г и создавая впереди себя нефтяную оторочку в виде кругового кольца (фиг. 168). Пусть в нефтяной оторочке и в затопленной площади остается одинаковое насыщение свободным газом г""-

Если взять начальную нефтенасыщенность gi однородной, а водонасыщенность в, то

(Г,2 - Го) (1 - - - i) = W - Гс) {дп i - г), ( 1)

где Гс. /"о, Ге - радиусы скважины, затопленной площади и