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

газ-жидкость. ЕСли песок в опытах сначала увлажнялся и насыщался водой, результаты были подобны изображенным на фиг. 67, хотя на график наносилась только кривая проницаемости для воды. Когда же

foo,-,-,-,--,- была сделана попытка

пропустить смесь «вода -

10 ZO 30 10 додонасыщеность nopoSozo лространстда, /o

SO 60

нефть» через песок, насыщенный нефтью, то вода очень быстро прорывалась даже при очень малом содержании ее в смеси, и от опытов нельзя было получить надежных данных.

Эксперименты над течением смеси нефти и воды при неустановившемся движении с несколькими колонками из несцементированного песка, проницаемость которых колебалась от 2,9 до 13 дарси, дали такие же результаты. В колонки, насыщенные водой, закачивался керосин, и проницаемость для керосина измерялась в зависимости от насыщения песка остаточной водой. Результаты измерения для трех различных песков нанесены на фиг. 68, где видно, что определенной связи с проницаемостью не наблюдается. Качественно кривые фиг. 68 сходны с кривыми на фиг. 67, полученными из опытов по течению смесей нефти и воды через песок при измерении проницаемости для установившегося движения.

4.4. Зависимость «проницаемость-насыщение» для трехфазных систем. Известно только одно исследование по установлению зависимости «проницаемость-насыщение» для трехфазных систем, проведенное на серии из пяти несцементированных песков с проницаемостью от 5,4 до 16,2 дарси. Испытания велись с азотом, водой, керосином вязкостью 1,67 сантипуаза при 25° С и дизельным топливом вязкостью 18,2 сантипуаза при 25- С. Для измерения насыщения керна водой предварительно определялось, как и при исследованиях двухфазных систем, электрическое сопротивление керна. Насыщение свободным газом определялось из расширения газа в песке до атмосферного давления, а затем подсчетом первоначального объема из объема за-

Фиг. 68. Кривые относительной проницаемости для нефти в зависимости от водонасыщенности для трех образцов несцементированного песка.

качанного газа, приведенного к атмосферному давлению. Насыщение нефтью было получено вычитанием суммы насыщений водой и свободным газом из всего насыщения, принятого за ед»-ницу.

Относительная проницаемость для воды не зависит от распределения нефти и газа и определяется насыщением породы водой, как это видно из фиг. 69. Изменение ее величины с насыщением песка водой аналогично, в пределах экспериментальных ошибок, изменению проницаемости для смесей СО2 - во-

Водонасыщенность, fi?

Фиг. 69. Кривая относительной проницаемости для воды в трехфазных системах, в зависимости от водонасыщенности. Сплошная кривая была определена для смесей - двуокись углерода - вода.

да. Относительные проницаемости для газа и нефти меняются с распределением двух других фаз и потому не

могут быть представлены едиными кривыми, как это имеет место для водопроницаемости. Для обработки данных очень удобны

Фиг. 70, Изопермы (кривые постоянной относительной проницаемости в %) для нефти в зависимости от насыщения породы пластовой жидкостью, при многофазном течении нефти, газа и воды в несцементированных песках.

Щсводы

Треугольные диаграммы, на которых нанесены «изопермы> или кривые постоянной относительной проницаемости (фиг. 70 и 71). Отклонение «изоперм» от прямой линии, парал-

В противоположность симметрии изоперм для газа (фиг. 71), который является несмачивающей фазой, независимо от относительных насыщений нефтью и водой, асимметрия изоперм для нефти (фиг. 70) отражает изменение роли нефти при переходе ее из смачивающей фазы при нулевом насыщении керна водой в несмачивающую фазу, когда возрастающее насыщение водой вытесняет нефть с поверхности песка.

1000 газа.

Фиг. 71. Изопермы (в %) для газа в зависимости от насыщения породы пластовой жидкостью при многофазном течении нефти, газа и воды в несцементированных

песках.

лельной сторонам треугольника, представляет меру изменения проницаемости с распределением других фаз. Изопермы для воды на таких диаграммах представляют собой прямые, параллельные основанию с нулевым содержанием воды.

Эксперименты с керосином и дизельным топливом показали аналогичные результаты. Таким образом, относительная проницаемость не зависит от вязкости нефти.

Взятые для опытов пески имели примерно одинаковый гранулометрический состав. Поэтому осталось неизвестным влияние характеристики песка на изменение относительной проницаемости. Кроме того, не было проверено постоянство прони« цаемости -в зависимости от колебания градиента давления.

4.5. Физическое объяснение кривых «проницаемость - насыщение». Полученные до сего времени скудные количественные данные, очевидно, недостаточны, чтобы установить зависимость «проницаемость - насыщение» для всех типов пористых сред и течения неоднородных жидкостей. Тем не менее разобранные примеры определенно устанавливают основные физические свойства, характеризующие течение многофазных жидкостей в пористой среде. При всяком разборе необходимо проводить существенное различие между жидкой фазой, смачивающей пористую среду, и несмачивающей фазой или фазами. При изучении течения смеси газ-жидкость, рассматривавшегося в параграфе 4.2, жидкость, очевидно, являлась смачиваюп1,ей фазой. Для этих экспериментов жидкостями послужили нефть и вода. Для экспериментов с несмешивающимися жидкостями (параграф 4.3) так же, как и в трехфазной системе (параграф 4.4), смачивающей фазой была вода. Из фиг. 61, 62, 64, 66, 67, 69 и 70 видно, что кривые проницаемости для смачивающих фаз в различных экспериментах по течению многофазных жидкостей и для различных пористых сред в основном идентичны. Они все характеризуются: а) быстрым падением проницаемости, когда насыщение смачивающей фазой снижается вначале от единицы, и б) почти полным исчезновением проницаемости для смачивающей фазы, когда ее насыщение падает до 15-35%. Эти свойства не зависят от того, является ли смачивающая фаза водой, а несмачи вающая - газом, нефтью или комбинацией обоих сред, ни о