Лекция 1 введение




НазваниеЛекция 1 введение
страница4/13
Дата публикации23.05.2013
Размер1.46 Mb.
ТипЛекция
litcey.ru > Физика > Лекция
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

5

Нагнетание оторочки раствора щелочи в терригенные породы приводит к расширению области двухфазной фильтрации, увеличению относительной проницаемости для нефти и снижению подвижности воды. То есть, наблюдается картина, характерная для процесса гидрофилизации поверхности.

Щелочное заводнение в карбонатах чаще всего сопровождается лишь увеличением относительной подвижности нефти в то время, как относительная проницаемость для воды остается неизменной. Одной из причин этого возможно является отсутсвие измене­ний свойств поверхности карбонатов на границе с раствором щелочи. Поэтому изменение условий фильтрации здесь связано только со снижением межфазного натяжения и изме­нением свойств самой нефти в ходе реакции содержащихся в ней активных компонентов со щелочью. Заводнение с другими химическими веществами по разному влияет на ха­рактер фильтрации нефти и воды.

Нагнетание оторочек растворов сульфонола НП-3 или алкилсульфоната в карбонатные породы вызывало изменения фазовых проницаемостей, характерные для щелочного за­воднения в известняках. Закачка анионактивных ПАВ, композиций на их основе с гидро­окисью натрия и НП-3 с кальцинированной содой в терригенные породы вследствие не­которой гидрофилизации поверхности кварцевых песчаников позволяет снизить подвиж­ность смачивающей фазы. Проницаемость же для нефти остается неизменной.

Разное влияние на процесс фильтрации несмешивающихся жидкостей в поровом про­странстве оказывают неионогенные ПАВ типа ОП-10, которые, адсорбируясь, в зависи­мости от характера первоначальной смачиваемости поверхности могут гидрофобизовать или, наоборот, гидрофилизовать ее.

Полимерное заводнение сопровождается снижением проницаемости пористой среды как для нефти, так и для воды. Соотношение величин этого снижения определяет эффек­тивность или неэффективность полимерного заводнения с точки зрения механизма фильтрации пластовых жидкостей.

Таким образом, изучение характера фильтрации несмешивающихся жидкостей с по­мощью фазовых проницаемостей в комплексе с другими исследованиями может способ­ствовать более глубокому пониманию механизма вытеснения нефти водой и растворами химических веществ.

6

о

0,8

0,6

0,4

0,2

































































2

NN* 1




1


0,2

0,4 0,6

Sn

0,8

Относительные фазовые проницаемости при вытеснении нефти водой (1) и оторочкой раствора ПАА (2) из карбонатных пород турнейского яруса Мишкинского месторождения (Кпр=0,484 мкм2)

Рекомендуемая литература:

Разработка нефтяных месторождений в осложненных условиях и вопросы физики пла­ста// Сб. н. тр. ВНИИнефть, 1984, вып. 87, с. 33-40.

Задачи и примеры

Пример 1: Определить площадь поверхности поровых каналов в 1 м3 породы при эффективном диаметре зёрен равным 0,2 мм и пористостью 25%.

1. Поскольку поровые каналы в породе образуются за счёт неплотного прилегания
зёрен друг к другу, то поверхность поровых каналов совпадает с общей
поверхностью зёрен:


N

2. Общий объём всех зёрен (объём скелета пористой среды):

м

Wcp = (l - т\ W = (l - 0,25)-1 = 0,75

^ 3. Объём одного зерна породы:

4,2 10 12м3

и\

ltd3 3,14 \2 -Ю'4)3
6 6


W

N- ср

^ 4. Общее количество зёрен в 1 м3 породы:
0,75


= 1,79 10

w, 4,2 10~"

5. Площадь поверхности одного зерна породы:

s3=nd2 =3,14-(2-10-4)2 =1,256 10 "7м2

^ 6. Площадь поверхности поровых каналов:

s«oP =N-s3= 1,7910й 1,25610~7 = 2,25 10 4 м2 = 2,25 га.

Пример 2: Эксплуатационная нефтяная скважина диаметром 10" вскрыла продуктивный пласт толщиной 6 метров, насыщенный нефтью вязкостью 2,5 *10~ Па с. На расстоянии 250 метров от оси скважины поддерживается постоянное давление на уровне 20,7 МПа. В скважине проведены исследования методом установившихся отборов (снята индикаторная диаграмма); результаты исследования приведены в таблице:

Рс, МПа

Q, м3/сут

Рс, МПа

Q, м3/сут

Рс, МПа

Q, м3/сут

Рс МПа

Q, м3/сут

20,2

30,0

19,2

92,0

17,7

177,0

14,0

378,0

Обработка результатов исследования скважины заключается в выполнении следующих операций.

1. Определение среднего ко)ффициен ia продуктивности скважины:

ЛЕКЦИЯ 4

1.6 Распределение пор по размерам

^ Проницаемость пористой среды зависит преимущественно от раз-} мера каналов фильтрации. («Поэтому изучению структуры порового пространства уделяется большое внимание.

Зависимость проницаемости от размера каналов фильтрации мож­но получить при совместном приложении законов Дарси и Пуазеиля к пористой среде, представленной системой трубок, имеющих одинако­вое сечение по всей длине. По закону Пуазеиля расход жидкости (Q) через такую пористую среду составит

- nxR4FAP

Q-^ir (1)

где л - число пор, приходящихся на единицу площади фильтрации; R - средний радиус каналов фильтрации; F - площадь фильтрации; АР - перепад давления; ju - динамическая вязкость жидкости; L - длина пористой среды.

Коэффициент пористости модели пористой среды равен

m=Kst=»F*R4.= ,

Ке, FL

Тогда, подставляя (2) в (1), получим

SjuL

По закону Дарси расход жидкости через такую пористую среду со­ставит

JUL

Здесь к - коэффициент проницаемости.

Решая (3) и (4) относительно к, получим:

. mR2

2

Откуда

V т

Если измерять проницаемость в mkm2 , а радиус в mkm, тогда

Л = 2,86-1- (5)



Полученное выражение мало пригодно для расчета размеров ка­налов фильтрации в реальных пористых средах, но дает представле­ние о параметрах этих сред, которые оказывают наиболее сильное влияние на проницаемость.

Исследования коллекторов месторождений Удмуртии и Пермской области позволили получить корреляционные зависимости между средним радиусом каналов фильтрации и фильтрационно-емкостными характеристиками пород. Для терригенных и карбонатных пород эта зависимость описывается соответственно уравнениями

пр

Km J

ГУ Л0-391

R = 8,306

и

(к \

0,345

R = 11,107

v my

Таким образом, во всем диапазоне изменения фильтрационно-емкостных характеристик пород средние размеры каналов фильтрации в карбонатах в 1,2-1,6 раза выше, чем в терригенных породах.

Распределение каналов фильтрации по размерам

Одним из основных методов изучения структуры каналов фильтг рации в пористых средах является капиллярометрия - получение кривой капиллярного давления и обработка ее с целью получения интересующей информации о характере распределения каналов фильт­рации по размерам, расчет среднего радиуса, характеристик неод­нородности пористой среды. Кривые капиллярного давления характе­ризуют зависимость водонасыщенности породы от капиллярного дав­ления. Их получают методом вдавливания ртути, полупроницаемой мембраны или центрифугирования. Первый сейчас практически не

3

применяется из-за токсичности и невозможности повторно использо­вать изучавшиеся образцы в других исследованиях. Второй метод основан на оттеснении воды из образца, находящегося под давлени­ем, через тонкопористую (полупроницаемую) мембрану, насыщенную водой. В этом случае давление в образце повышается ступенчато и после стабилизации веса образца или объема вытесненной жидкости рассчитывается водонасыщенность пористой среды при установленном давлении, которое при достигнутом равновесии считается равным капиллярному. Процесс повторяется до достижения остаточной (или неснижаемой) водонасыщенности, характерной для геологических ус­ловий изучаемого региона. Максимальное поровое давление устанав­ливается эмпирически для конкретного региона по результатам со­поставления прямых и косвенных определений остаточной водонасы­щенности в изучаемых породах.

Третий метод основан на тех же принципах, но реализуется с помощью центрифугирования образцов, насыщенных водой, в несмачи-вающей жидкости, например, в керосине. Если в первых двух мето­дах давление в образце измеряется, то при центрифугировании его приходится рассчитывать исходя из данных о скорости и радиусе вращения, длины образца и плотностей насыщающих жидкостей. Для расчета давления, создаваемого при вращении образца, использует­ся формула, полученная при допущении, что пористая среда модели­руется пучком каналов фильтрации переменного сечения.

Рс=±\рМ = Арш2(—+—), ср L{ ' ' I 4 9)

где Pi - среднее давление на участке канала фильтрации длиной lir имеющего постоянное поперечное сечение.

h i v 6 ;

Размеры каналов фильтрации рассчитывают по формуле

_ 2aCos®

и представляют в виде кривой распределения плотности вероятности каналов фильтрации по размерам. Средний эквивалентный радиус ка­налов фильтрации определяется как

4

RcP=2(Ri cp * Wi)/SWi , (9)

где Ri cp=(Ri+ Ri+i) /2 - средний радиус в интервале изменения ка­пиллярного давления от PKi до PKi+i.

Wi = (Ki-Ki+i) / (Ri-Ri+i) - плотность вероятности в этом интерва­ле изменения радиусов.

Другая область применения кривых капиллярного давления свя­зана с оценкой характера изменения водонасыщенности пород в пе­реходной зоне пласта. Для этог*> результаты капиллярометрии пред­ставляют в виде функции Леверетта»

v ' аС os0 Vт

к_ т

В зависимости от водонасыщенности пористой среды в переходной зоне пласта определяются фазовые проницаемости и оцениваются гидродинамические параметры и возможность добывать нефть с тем или иным количеством попутной воды.

Смачиваемость поверхности

^ Поверхность пород в различной степени смачивается пластовыми жидкостями, что находит отражение в характере их фильтрации. Су­ществует несколько методов измерения смачиваемости.

Во-первых, широко используется метод, в основе которого ле­жит измерение геометрических размеров капли нефти, размещенной на шлифе породы и погруженной в воду или раствор химического ве­щества. С помощью оптической скамьи можно измерить статические и кинетические углы смачивания. Статические углы смачивания харак­теризуют общие физико-химические характеристики нефтесодержащих пород и смачивающих свойств жидкостей. Кинетические углы важно знать при изучении избирательного смачивания пород в процессе вытеснения нефти водой из пористых сред и для оценки знака и ве­личины капиллярного давления в каналах фильтрации.

Расчет угла смачивания производится по формуле

л а где h - высота капли;

5

d - диаметр посадочной площадки.

Угол смачивания относится к более полярной жидкости (к во­де) , поэтому при вычислении угла смачивания капли нефти в воде,

измеренный угол вычитается из 18 0°.

Все обычно используемые методы измерения углов натекания, оттекания на наклонных пластинках не дают возможности воспроиз­вести процессы, происходящие в реальных пористых средах.

Некоторое представление о смачивающих свойствах вод и приро­де поверхности каналов фильтрации можно получить, измеряя ско­рость пропитывания пористой среды жидкостью или капиллярного вы­теснения этой жидкости другой.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

Похожие:

Лекция 1 введение iconАнализ к ф. м н., доцент Рудой Евгений Михайлович 2013-2014 уч год
Лекция (2 часа) Введение. Нормированные пространства. Компактные множества. Теорема Хана-Банаха
Лекция 1 введение iconЛекция введение
Материалы данного файла могут быть использованы без ограничений для написания собственных работ с целью последующей сдачи в учебных...
Лекция 1 введение iconЛекция «Сущность и проблемы вэд, состояние вэд в России» 1 час. 2...
Лекция «Внешнеэкономические операции и сделки: виды, классификация, организация» 1 час
Лекция 1 введение icon1. Лекция: Введение. История, предмет, структура информатики
Хотя информатика и считается достаточно молодой наукой по отношению ко многим другим отраслям знания, но предпосылки к ее зарождению...
Лекция 1 введение iconЛекция №1. Введение в Экономикс. Основная проблема экономики и производственные...
Под материальными потребностями подразумевается желания потребителей приобрести и использовать товары и услуги, которые доставят...
Лекция 1 введение iconЛекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок
Лекция 1 введение iconЛекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок
Лекция 1 введение iconЛекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок
Лекция 1 введение iconЛекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок
Лекция 1 введение iconЛекция №1 Введение
Системное по – это комплексы программ, предназначенные для совместного использования технических средств вычислительных систем, для...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница