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

воды, оставшейся в процессе накопления нефти; насыщение же нижнего слоя переходной зоны, вероятно, возникает в силу механизма пропитки смачивающей фазой. Используя кривую пропитки для расчета распределения насыщений жидкостями, автоматически избегают ряда трудностей, которые могли бы возникнуть, если бы для указанной цели была применена кривая дренирования. Отсюда насыщение нефтью должно начинаться не от нуля, а скорее от величины, соответствующей отрезку нулевого капиллярного давления на кривой пропитки (фиг. 80). Подобное положение создается для переходной зоны нефть - газ, где начальное насыщение газом характеризуется отрезком конечной величины на кривой пропитки. Переходная зона вода - нефть переходит в нефтяной зоне в типовое распределение жидкостей, состоящее из связанной воды и нефти, самые же верхние слои переходной зоны нефть - газ могут сохранять насыщение остаточной нефтью, оставшееся после процесса пропитки, а также часть связанной воды.

Суммарная толща переходных зон пропорциональна поверхностному натяжению на разделе двух соответствующих фаз и обратно пропорциональна разнице их плотностей. Поэтому переходная зона газ - нефть обычно уже в несколько раз переходной зоны нефть - вода. Если общее содержание нефти в продуктивном пласте ограничено и если кривая капиллярного давления постепенно возрастает до асимптотического насыщения связанной водой, как это имеет место для глинистых песков (фиг. 74), то переходная зона нефть - вода может фактически охватить всю нефтеносную область.

Роль капиллярных явлений в динамике нефтеотдачи, помимо их непосредственного влияния на характер зависимости «проницаемость - насыщение», еще окончательно не установлена. Если допустить наличие разрывов капиллярного давления на разделе двух фаз применительно к непрерывно меняющимся и перемещающимся поверхностям раздела в динамических условиях, то давления в отдельных фазах должны быть различны. Тогда необходимо обобщить уравнения Дарси так, чтобы различать эти давления [уравнение 4.10 (1)]. Введенное изменение можно выразить членом, пропорциональным градиенту капиллярного давления, прибавленным или отнятым из градиента среднего фазового давления. Оценка величины этого поправочного члена показывает, что в однородных средах он обычно составляет менее 1 % первичного градиента давления, что для большинства промысловых проблем не представляет большого значения. В переходных зонах жидкости он может получить значение или превысить значение плотности и поэтому может заметно влиять на динамику жидкостей в переходных зонах.

В неоднородных средах или на контакте между пористыми материалами с различной микроструктурой изменения в насыщении жидкостями, связанные с различными характеристиками капиллярного давления, усиливаются. Эти изменения особенно

велики на обнаженной поверхности породы в стволе скважины; они вызывают явление концевого эффекта, который мешает экспериментам над многофазным течением в колонках ограниченной длины. Однако эти местные нарушения насыпхения жидкостями не влияют серьезно на общий режим нефтеносных месторождений по крайней мере до тех пор, пока пластовое давление не упало очень сильно.

Капиллярные силы возможно влияют на пластовый режим и нефтеотдачу. Такая обстановка возникает в результате вторжения краевой воды в месторождениях с гидравлическим напором. Благодаря косвенному процессу перемещения нефти по вертикали из слоев с низкой проницаемостью в прилегающие слои с высокой проницаемостью и противотока воды капиллярные силы стремятся выравнять возникающее внедрение воды в зонах различной проницаемости. Но в условиях промысловой эксплуатации процессы этого типа, видимо, не играют значительной роли для нефтеотдачи.

ГЛАВА 5

СИСТЕМЫ С УСТАНОВИВШИМСЯ ТЕЧЕНИЕМ НЕОДНОРОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ. КОЭФФИЦИЕНТ

ПРОДУКТИВНОСТИ

С физической точки зрения установившееся течение неоднородной жидкости в продуктивных пластах фактически никогда не встречается. По существу механизм нефтеотдачи представляет собой непрерывное изменение объемных содержаний в дренируемой области. Извлеченная нефть замещается по необходимости газом или водой К По мере отбора нефти среднее насыщение ею разрабатываемого пласта постепенно уменьшается, за исключением того случая, когда нефтеотдача происходит в результате расширения пластовой жидкости. В то же время возрастает насыщение пласта вытесняющей фазой, газом или водой, или обоими агентами вместе. Теоретическое рассмотрение установившегося состояния систем многофазной жидкости представляет известное значение по следующим причинам.

Как ул<е было указано, строгий анализ систем, меняющихся во времени, при помощи уравнения 4.7 (1) фактически невозможен из-за сложности решения нелинейных уравнений. Это обстоятельство не дает возможности принять установившийся аналог данной переходной системы в практический ее эквивалент. Вместо количественного решения задач о переходном этапе установившиеся аналоги дают ключ к качественному истолкованию и пониманию поведения соответствующих, меняющихся со временем систем. Они дают физическую картину явлений, связанных с течением неоднородной жидкости, при помощи которой можно представить себе их основные характеристики, даже когда условия меняются со временем.

Во многих случаях установившиеся прототипы представляют собой физически разумные приближения к соответствующим неустановившимся системам, встречающимся на практике.

В сильно недонасыщенных газом пластах начальная нефтеотдача в значительной мере компенсируется за счет упругого расширения остаточной жидкости. Однако это явление связано с непрерывным падением давления в пласте и изменением в массе пластовой нефти.