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

ных нефтяных пластов, действующих одинаково и проявляющих тождественную реакцию на регулирование при эксплуатации. Если бы среди естественных пластов количественно наблюдалось сформулированное заранее поведение их, это было бы простым совпадением, исключая условия, когда численные допущения подбираются из материалов по уже разработанным нефтяным пластам. Отдельные физические характеристики основных групп пластов, классифицируемых согласно механизму нефтеотдачи, режиму или структуре, меняются в широких пределах. Соответственно этому меняются и количественные стороны их режима и битов.

Поэтому, исключая отдельные пласты с точно установленными параметрами, видно, что общие формулировки будущего режима и добычи из любого месторождения должны по необходимости ограничиваться вероятностью возникновения с широким интервалом возможных отклонений от ожидаемого развития. Утверждение, что режим естественных пластов следует количественно универсальному функциональному процессу независимо от их единичных и индивидуальных характеристик, означало бы простое отрицание основ макрофизики.

Единственно возможной количественной трактовкой изучаемых нефтяных пластов является разбор идеализированных прототипов. Для придания некоторого практического значения этим анализам были выбраны численные значения параметров, определяющих соответствующие системы в пределах, встречающихся на практике. Вместе с тем, чтобы удовлетворить широкие физические допущения, лежащие в основе анализа, количественная сторона поведения рассмотренных примеров должна согласоваться по порядку величикы с наблюдаемыми явлениями в естественных пластах. Разумеется, полное совпадение этих формулировок как в отношении идеализированного прототипа, так и соответствующих наблюдений в любом нефтяном пласте было бы чистой случайностью.

Наиболее серьезной и неразрешенной до сих пор задачей в физике нефтяного пласта является анализ систем неоднородного течения. Эта проблема представляет не просто задачу осреднения меняющихся физических параметров, например, проницаемости, насыщения связанной воды, мощности пласта или коэффициентов нефтеотдачи. Скорее всего это динамическая статистика неоднородных подземных резервуаров, которая выражает дифференцированное поведение и взаимодействие между локализованными участками пласта с различными свойствами в целом.

Удовлетворительному анализу не был подвергнут даже относительно простой случай переходного состояния многофазного течения в слоистом нефтяном горизонте, где бы учитывалось вертикальное перемещение нефти между зонами различной проницаемости. Между тем построить аналитическую формулировку такой проблемы возможно, а также можно решить полученные

уравнения, хотя и трудоемким численным способом. В силу исключительной сложности проблем этого типа все приведенные аналитические исследования систем с многофазным течением жидкости ограничивались идеализированным «однородным пластом». К нерешенным вопросам физики пласта, тесно связанным с динамикой неоднородных систем, относятся: 1) тождественность неоднородных и oднqpoдныx пластов, имеющих средние физические свойства, относящиеся к неоднородным системам;

2) влияние перемежающихся операций, включая замену работающих скважин, на суммарную нефтеотдачу и режим пласта;

3) статистические данные по геометрии вытеснения нефти из пласта при поступлении вытесняющего агента со стороны в пористую среду.

Сбор достаточного материала для определения характера неоднородности любого данного пласта не представляется возможным, но основные причины расхождения между наблюдаемым и подсчитанным режимом однородного пласта остаются неопределенными, пока не будет дана оценка влиянию неодью-родности пласта на нефтеотдачу.

Полный динамический анализ для многофазного течения остается нерешенной проблемой даже для строго однородных пластов.

Влияние скважин как фокусов отбора жидкости не учитывалось в большей части теории, описывающей динамику полного «газового» режима в пласте. Влияние размещения скважин или отбираемого дебита на суммарную добычу нефти из пласта при режиме «растворенного газа» определяется только решением основных уравнений 4.7(1), учитывающих распределение давления внутри пласта и фактор времени. Пока этот анализ не будет выполнен, физическая основа размещения скважин на месторождениях с «газовым» режимом и его связь с дебитами в основном опирается на гипотезу.

За последние годы появились доказательства, что строгое термодинамическое равновесие, видимо, не всегда наступает в процессе эксплуатации нефтяных пластов. Давления на точке парообразования в сообщающихся пластах, приведенные к общей отметке в пределах экспериментальных ошибок, не всегда имеют одну и ту же величину даже в пластах с недонасыщенной нефтью. В нефтяных коллекторах с налегающими газовыми шапками наблюдалось недонасыщение нефти газом под газонефтяным контактом. Многие из этих наблюдений можно связать с изменениями свойств нефти, что является выражением очевидного отсутствия равновесия в пластовых условиях.

Нередко наблюдается повышение уд. веса нефти с глубиной залегания одного и того же продуктивного пласта на много выше, чем это можно ожидать из гравитационного разделения углеводородов. Тяжелые и смолистые нефти, часто обнаруживаемые вблизи водонефтяного контакта, очевидно, не находятся в диффузионном или гравитационном равновесии с более лег-

кими нефтями в повышенной части пласта. Агенты, вызывающие местные изменения свойств нефти, оказывают, по всей вероятности, свое влияние быстрее, чем градиенты термодинамического потенциала, стремящиеся установить однородность жидкости в пласте. Если тяжелые нефти вблизи водонефтяного контакта поступали в таком состоянии в коллектор в процессе миграции, то их длительная локализация в пласте означает, что силы диффузии действовали очень медленно даже в разрезе геологического времени. Все эти неравновесные явления почти полностью игнорируются при количественном изучении режима пласта. Однако проблема эта заслуживает серьезного исследования.

Серьезного внимания заслуживает также изучение комплексного процесса взаимного вытеснения жидкостей из пласта. Разбор механизма нефтеотдачи при гравитационном дренировании связан не только со значительными аналитическими трудностями, но установление остаточного нефтенасыщения, а также суммарной добычи при этом режиме находятся в стадии общих рассуждений. Капиллярные явления в трехфазных системах, определяющие величину остаточного нефтенасыщения пласта при гравитационном дренировании, а также детальную структуру переходных зон на границе фаз, не имеют даже сформулированных качественных особенностей. В литературе полностью отсутствуют характеристики «проницаемость - насыщение» для трехфазных систем в сцементированных породах, хотя все процессы течения при расходовании энергии газа В1слючают три фазы. Принято считать, что соотношения проницаемостей для газа и нефти зависят от общего содержания л<идкостей и потому их можно определить по двухфазным замерам. Такое допущение, конечно, не может считаться универсальным. Для установления соответствующих количественных выражений необходимо провести многочисленные экаперименты над течением многофазных жидкостей в породах, особенно в сцементированных песчаниках.

11.14. Заключение. В настоящее время в США отсутствует удовлетворительная теория, описывающая изменения физически или промышленно возможной суммарной добычи нефти в зависимости от размещения скважин. Физические и теоретические соображения не дают указаний на существенное изменение физически возможной суммарной добычи от расстановки скважин на промысле; не дают таких указаний и лабораторные эксперименты. Однако хорошо известно, что вода и нефть из водяных и нефтяных пластов могут перемещаться через сообщающиеся между собой и непрерывные пористые среды на расстояния, сравнимые с общими размерами пластов. Многие наблюдения, например, за бурением скважин, проведенных на уплотнение сетки, показывают, что в пластах благодаря длительным отборам может происходить истощение жидкостей и давления в точках, отдаленных от эксплуатационных скважин или между ними. Правда, особые наблюдения, показывающие зависимость локадь-