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

I ¥

I 0,3

I 0,,

давлением воздуха на входе. Видно, что между отдельными группами данных имеется некоторое различие. Однако поправка на входное давление не является монотонной и, возможно, не имеет реального значения. Так как параллельное изменение наблюдалось также в соотношениях воздух - нефть, то подсчитанная проницаемость для нефти по супхеству не зависит от входного давления; поэтому на фиг. 64 она изображена единой кривой.

В дальнейших экспериментах с насыщенными нефтью короткими колонками и нагнетанием в них воздуха проницаемость для последнего измерялась в зависимости от насыщения колонок остаточной нефтью. При этом не замечено было систематических или значительных колебаний проницаемости для изменения падения давления в системе в интервале 5-30 см рт. столба. Нефти с различной вязкостью - от 2 до 100 сантипуаз при 25° С - показали по существу одну и ту же проницаемость породы. Проницаемость исследованных колонок колебалась от 46 до 1,180 миллидарси. Средняя кривая, полученная из данных по 36 экспериментам, изображена на фиг. 65.

В экспериментах над установлением зависимости «проницаемость - насыщение» изучалось

0,f 0,Z 0,3 0,4 05 0,6 OJ 0, Нефтенасыщемие ф

Фиг. 65. Относительная проницаемость для воздуха, усереднен-ная по 36 образцам, в зависимости от частичного нефтенасыщения.

также влияние вязкости жидкости при 1п0м0щи раствора сахара, добавленного к воде, чтобы поднять ее вязкость до 3,5 сантипуаза. В пределах экспериментальных ошибок кривая проницаемости для исследуемой жидкости была тождественной с кривой для воды с вязкостью 0,9 сантипуаза. Другие эксперименты с использованием СОо и алкоголя с поверхностным натяжением 27 дн/см показали результаты, согласующиеся в пределах экспериментальных сшибок с результатами для СОг и воды (поверхностное натяжение 72 дн]см).

Кривые на фиг. 66 представляют интерес с точки зрения поведения известняков как носителей гетерогенных жидкостей. Эти кривые представляют средние относительные проницаемости по 26 колонкам из трех пермских доломитов в Западном Тек-сасе. Измерения проницаемости колонок малых образцов из известняков с трещинами или пустотами дают чрезвычайно неправильные результаты и фактически не имеют смысла. Однако

данные фиг. 66 показывают, что известняки с однородным зернистым отроением обладают зависимостями «проницаемость - насыщение», аналогичными пескам и песчаникам.

Приведенные результаты охватывают большую часть опубликованных материалов о течении смеси таз-жидкость, полученных лаборатсрно. Они включают данные о проницаемости поводы для отдельных фаз. Был опубликован также ряд экспериментов над общим поведением двухфазных смесей, которые

можно было бы истолковать характеристиками «проницаемость - насыщение» исследованных систем. Но здесь они не будут разбираться.

4.3. Зависимость «проницаемость - насыщение» для двухфазных систем; несмешивающиеся жидкости. Известно несколько исследований по течению двух несмешивающихся жидких фаз - нефти и воды - через рыхлые пе-

г, о о

0,90

0,80 0,10 0,50

0,50 0,40 0,30 0,10 0,10

т го 30 ш) so во то so 9п юс

Шфтенасыщение,

Фиг. 66. Кривые средней относительной проницаемости для газа и нефти по 26 кернам из трех пластов пермского доломита в Западном Тексасе. 1 - газ; 2 - нефть.

ски. Полученные данные включают систематическое изучение влияния вязкости жидкости, градиентов давления и поверхностного натяжения на разделе двух фаз. Вязкость применявшихся нефтей колебалась от 0,31 до 76,5 сантипуаза. В одной группе экспериментов вязкость воды была повышена до 32,2 сантипуаза добавлением в нее глицероля. В результате соответствующих комбинаций этих жидкостей отношение вязкости нефти к вязкости воды колебалось от 90,0 до 0,057. Рыхлые пески имели пористость 40-42,%, а проницаемость 3,2-6,8 дарси. В начале пески были насыщены водой, а затем через них прокачивали смеси нефть - вода с постоянным составом.

Результаты опытов для четырех смесей нефть-вода с различными соотношениями вязкости были нанесены на фиг. 67. Как видно, значительного изменения проницаемости в связи с изменением отношения вязкостей жидкости здесь не наблюдается. Обращает на себя внимание заметное тождество полученных кривых с кривыми для смесей газ-жидкость.

Изменение проницаемости в зависимости от перепада давления чрезвычайно мало при высоких градиентах давления (порядка 1 см Hg на 1 см), но при градиентах порядка 0,1 см Hg на 1 см проницаемость уменьшается. Поверхностное натяжение

на разделе фаз снижалось от значений 24-34 дн1см для ранее рассмотренных систем нефть-вода до 5 дн/см путем замены нефти в опытах амиловым спиртом, относительная проницаемость для .которого была выше указанных на фиг. 67. Эта разница увеличивается с ростом относительной проницаемости для любой из фаз и приблизительно равняется 0,1 вместо относительной проницаемости 0,6 для нормальных смесей нефть-вода. При изменении распределения гранулометрического состава песка наблюдается небольшое, но систематическое смещение

/,0 0,3

0 0,3

0,Z 0,3 0,0. 05 0,6 0,7 OJ 0,3 Ц ВодоносьщЕнность о/о

Фиг. 67. Влияние соотношения вязкости М (нефть к воде) на относительные проницаемости песка диаметром 0,25 мм и 0,125 мм. 1 - нефть; 2 ~ вода.

В положении кривых проницаемости. Влияние перечисленных факторов было увязано с безразмерным параметром {PdlD)l{dp/dx), где - градиент давления; Р-давление

вытеснения, а D-средний диаметр пор. Величина (Pd/D)J(dp/dx) представляет собой отношение капиллярных сил на разделе двух фаз, сопротивляющихся движению жидкости, к градиенту давления жидкости, проталкивающему жидкость qepe3 лесок.

Небольшое количество экспериментов по движению смеси нефть-вода, аналогичных только что описанным, было освещено при опубликовании первой работы по изучению движения смеси

* Значение влияния этих факторов и вызываемых ими корреляций было подвергнуто сомнению, так как при экспериментах не были исключены «концевые эффекты». Тем не менее эти факторы представляют известный интерес, так как характеризуют физические условия, которые могут влиять на зависимость «пооницаемость - насыщение».