|
|
|
|
Главная Переработка нефти и газа
Водонасыщенность, о/о Фиг. 73. Относительные проницаемости песчаника Венанго -2 для двухфазной системы, состоящей из минерализованной воды и воздуха, а также минерализованной воды и нефти. -\- и X - проницаемости для минерализованной воды, когда несмачивающая фаза представлена нефтью или воздухом; Д - проницаемость для воздуха; V-проницаемость для нефти. среде и статическими поверхностными явлениями, определяемыми капиллярным давлением. Анализ приводит к установлению зависимости между относительной проницаемостью для смачивающей фазы /Сгв. насыщением породы смачивающей фазой и капиллярным давлением на границе смачивающей фазы с окружающей ее несмачивающей фазой в виде krB=Qi Pd \ где Pd - давление вытеснения, являющееся предельной величиной для Рк при 100% насыщении смачивающей фазой, т. е. при в=1. Исследование физических параметров, от которых зависит функция капиллярного давления Рк, и эмпирические данные об ее изменении с дают возможность выразить km Техника определения зависимостей «относительная проницаемость- насыщение», подобная обычной технике измерения проницаемости для однородной жидкости, еще не разработана. Зато получены аналитические выражения, описывающие кривые «проницаемость - насыщение». Они основаны на анализе физической взаимосвязи между течением жидкости в пористой ъ зависимости от в* Конечный результат представлен следующим уравнением: В т т 2) + евш(4-5евт)] где Qbtti-Предельная величина для при подвижности смачивающей фазы. Эта величина является единственным эмпирическим параметром, определяющим всю семью кривых относительной проницаемости для смачивающей фазы. Уравнение (3) предполагает, что т должно соответствовать минимуму насыщения, получаемому в экспериментах с капиллярным давлением; например, при определении насыщения керна связанной водой. Однако содержание последней обычно ниже предельных величин, полученных измерением естественной относительной проницаемости. Полное объяснение этого явления еще не ясно. Оно может отражать влияние гистерезиса на поверхностные силы, связанные с динамикой движения многофазной жидкости и зависимостью микроструктуры распределения жидкой фазы от способа установления относительных насыщений, двт можно рассматривать как динамический эквивалент «неснижаемого» статического насыщения смачивающей фазой. Возможно, что последнее зависит от характеристики течения. Соответственно подбирая значения в m в уравнении (3), можно воспроизвести довольно точно измеренные кривые относительной проницаемости для смачивающей фазы в пределах большей части интервала насыщения, не отступая от экспериментальных данных. Физическая теория, приводящая к уравнениям (2) и (3), не допускает прямого обобщения или приложения этих уравнений к несмачивающей фазе многофазной системы. Однако можно получить уравнение, аналогичное уравнению (3), которое характеризовало бы кривые относительной проницаемости для несмачивающей фазы в двухфазных системах. Для этого необходимо ввести понятие эффективного замораживания той части насыщения смачивающей фазой в, которая не влияет на подвижность несмачивающей фазы. Тогда эффективная пористость для несмачивающей фазы будет /(1-у)в)у где / - абсолютная пористость; действительное насыщение Qn несмачивающей фазой вводится в уравнение (3) через „/(1--в). Отсюда уравнение относительной проницаемости для несмачивающей фазы кщ получит вид: •6е„ (е„ - ЯптУ ( - Vb - Qnm) [2е„ (2 - - Зе„л-3е„е„ш (зпт - 2+23) + + enm(i-¥B)(4-4¥-B-5e„J] где лт--равновесное насыщение несмачивающей фазой. С физической стороны это соотношение имеет сомнительное значение, но оно может служить полуколичественным ключом при оценке или экстраполяции данных относительной проницаемости для несмачивающей фазы в двухфазных системах. Для вычисления нефтепроницаемости в нефтяных, газовых и водяных системах были предложены некоторые обобщения. Они не приводятся в настоящей работе, так как полученные экспериментальные данные слишком скудны для оценки их точности. Что же касается относительной проницаемости для газа в трехфазных системах, то опубликованные эмпирические данные ограничиваются исследованием, представленным на фиг. 7L До получения новых данных достаточно пренебречь кривизной изоперм на фиг. 71 и допустить, что относительная проницаемость для газа зависит от газонасыщения, а также, чхо в трехфазной и в двухфазной системах она представлена той же функцией газового насыщения. 4.6. Значение кривых «проницаемость - насыщение». Равновесное насыщение. Данные по зависимости «проницаемость - насыщение», а также их физический смысл имеют важное значение. Эта зависимость определяет собой физцческую сущность всего комплекса процессов, участвующих в вытеснении нефти и газа из нефтеносных пород. Рассмотрим наиболее простые и качественные стороны этого комплекса. Известно, что проницаемость для несмачивающей фазы остается нулевой до тех пор, пока насыщение ею не достигает определенной неисчезающей величины. Если фактическое насыщение меньше, то несмачивающая фаза остается заключенной в порах. Когда же насыщение последней возрастает от нуля, проницаемость для смачивающей фазы непрерывно уменьшается. При установлении течения газонасыщенной жидкости сквозь пористую среду в условиях, когда давление в среде падает ниже давления насыщения, газ, выделяющийся в порах, накапливается, пока насыщение газом не достигает значения, при котором проницаемость для него становится реальной величиной. В процессе такой аккумуляции газа проницаемость для жидкости падает по кривой, подобной кривым на фиг. 61, 62, 66, 69. Следует отметить, что описанный процесс является по существу переходным. Нельзя достичь или поддержать установившееся течение, пока насыщение свободным газом таково, что проницаемость для него равна нулю, при условии, конечно, существования дополнительного источника свободного газа для пополнения расхода. Система не достигнет равновесия, пока не снизится насыщение ее жидкостью, а насыщение свободным газом не увеличится до состояния, когда проницаемость газовой фазы получит конечное значение. Отсюда все дополнительные насыщения смачивающей и несмачивающей фазами обозначаются термином «равновесные насыщения»; проницаемость для смачи- 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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
 |
