Диссертация (Термические и нетермические методы добычи трудноизвлекаемой вязкой нефти пластов Сеноманского горизонта), страница 9

Уравнение 2.2 использовали в случаенасыщенности двумя и более флюидами (например, водой, нефтью) при этомпрочие фазы (кроме воды или нефти) являлись неподвижными (остаточными).Уравнение 2.3 использовали в случае насыщенности нефтью (прочие флюиды(обычно вода) являлись неподвижными).Для точной оценки влияния дистиллированной воды и растворов реагентовнафильтрационныепараметрыпористойсредыиспользовалифакторфильтрационного сопротивления (R):R = (Q1/∆P1)/ (Qi/∆Pi) (2.4),где Q1 и ∆P1 — установившиеся объемный расход и перепад давления припервичной закачке минерализованной воды; Qi и ∆Pi — объемный расход иперепад давления при закачке дистиллированной воды.

Фактор сопротивленияпоказывает, во сколько раз уменьшилась проницаемость пористой среды для водыв результате воздействия. Обычно данный параметр применяется при оценкевлияния на проницаемость полимеров или осадко-гелеобразующих составов [46,90].50Глава 3 Предварительное экспериментальное исследование ВГС,нефти и породы ПК3.1 Предварительное экспериментальное исследование механизмафильтрации водогазовых смесей3.1.1 Фильтрация ВГС через насыпные модели пластаИспользование водогазовых смесей (ВГС) в качестве вытесняющего агентапридобыченефтиявляетсябыстроразвивающимсяиперспективнымнаправлением нефтедобычи.

Если в ВГС используется попутный нефтяной газ(ПНГ), то одновременно квалифицированно утилизируется ПНГ и повышаетсяэффективность разработки нефтяного месторождения. Анализ литературныхданных показывает, что максимальная эффективность водогазового воздействия(ВГВ) достигается при одновременной закачке в пласт воды и газа [91-95].Для практической реализации метода водогазового воздействия важнымявляется знание механизма движения ВГС через пористые среды и ихфильтрационных свойств, механизма вытеснения нефти.

В настоящее времямногие аспекты этой проблемы все еще не изучены, недостаточно проработаныметодические вопросы лабораторных исследований. Например, спорным являетсявопрос о необходимости предварительного смешения (диспергирования) газа иводы, (т.е. получения мелкодисперсной водогазовой смеси) перед закачкой прилабораторных или при промысловых исследованиях. Обычно для стабилизацииВГС используются различные механические устройства или (и) ПАВ. Вероятно,51для получения ВГС достаточно подачи воды и газа на вход в пористую среду илипласт. Проблема заключается в опасности гравитационного разделения ВГС наводу и газ, при этом вода в основном будет фильтроваться в нижележащиеинтервалы, а газ в верхние. Решение этого вопроса имеет практическое значениет.к. влияет на реализацию водогазового воздействия. ВГС при отсутствиистабилизатора (ПАВ) малоустойчивы.

ВГС, стабилизированная ПАВ, (газоваяэмульсия или пена) будет иметь значительное фильтрационное сопротивление,т.е. будет применима только в высокопроницаемых коллекторах [96]. Пористуюсреду можно рассматривать, как естественный диспергатор, который обеспечитполучение таких размеров пузырьков газа, которые будут двигаться пофильтрационным каналам, не закупоривая их за счет эффекта Жамена [97].В настоящем подразделе в лабораторных фильтрационных экспериментахисследована роль предварительного диспергирования ВГС (проведена оценканеобходимостидиспергатора-смесителя),влияниедавленияискоростифильтрации на реологию ВГС при их движении в пористой среде. Опытыпроводили в отсутствии нефти, т.к.

изменение нефтенасыщенности будетоказывать влияние на фильтрацию ВГС. Для однозначности результатовспециально использовали упрощенную модель пласта для минимизации влияниясвойств породы и флюидов на результаты эксперимента. Основные результатыэкспериментов изложены в работах [100-104].3.1.2 Описание фильтрационного эксперимента по исследованию ВГСДля приготовленияпористыхсред (моделейпласта) использовалиразмолотый, отмытый от пыли речной песок, т.е.

материал, не набухающий вводе. Керновый материал пластов ПК в данной серии опытов не применяли, т.к.он имеет большое содержание глинистых компонентов и его свойства(проницаемость)моделейпластазависитотнасыщенностинефтьюиминерализации воды (факторы, влияющие на степень набухания). Корпусамоделей пласта представляли собой трубы из нержавеющей стали, диаметром 352см, с нанесенной на внутреннюю поверхность винтовой нарезкой дляпредотвращения прорыва флюидов вдоль стенок. На входе в модель пластаустанавливали фильтр из ткани и плотной металлической сетки с размеромотверстий 0,06 мм, на выходе из модели пласта два матерчатых фильтра и двеаналогичные две металлические сетки.

ВГС способна выносить песок из моделейпласта.Для насыщения моделей пласта, фильтрации и приготовления ВГСиспользовалиминерализованнуюводуплотностью1011кг/м3(модельсеноманской пластовой воды - раствор хлорида натрия с концентрацией 18 г/л).Во всех экспериментах объемная скорость подачи воды и объемная скоростьподачи азота относились как 2:1, соответственно, т.е.

объемное содержание водыи азота в ВГС при всех использованных давлениях поддерживали 2/1.Экспериментыпроводилинамодернизированнойфильтрационнойустановке УИК-5 производства ООО «Глобел-Нефтесервис». Воду и газ подавалис постоянными скоростями с помощью отдельных плунжерных насосов высокогодавления. Для подачи газа использовали поршневую колонку, а для подачи водыразделительную колонку (цилиндр высокого давления). Смеситель для газа иводы, любезно предоставленный ООО «Глобел-Нефтесервис», представлял собойтройник с небольшим пористым элементом, через который газ подавали сверху вгоризонтальный поток воды. В опытах без смесителя газ и воду подавалинепосредственно на вход в модель пласта через тройник.Скорость фильтрации воды измеряли на выходе из регулятора давления(обычно два раза в час). Замеры и запись перепадов давления осуществляли через2 минуты в автоматическом режиме, что позволяло определять флуктуацииперепада давления при фильтрации ВГС.

Эксперименты проводили прикомнатной температуре и противодавлении до 12 МПа.Для анализа результатов экспериментов с ВГС использовали приведенныйрасход Q/dP, где Q – скорость фильтрации, мл/час; dP – перепад давления, МПа.Параметр Q/dP, согласно закону Дарси, характеризует подвижность флюида (ВГСили воды), которая пропорциональна проницаемости пористой среды (в данном53случае постоянной) и обратно пропорциональна вязкости (не может бытьэкспериментально определена). Результаты эксперимента приведены в таблице3.1-3.3 и на рисунках 3.1-3.2.54Таблица 3.1 - Характеристика водонасыщенных насыпных моделей пласта(водонасыщенность – 100 %)Номермодели Проницаемость, мкм²Поровыйобъем, Размеры, смпластаПо газуПо водемлдлинаДиаметр140,4160,30446,434,53,0160,967--39,53,0170,3350,21572,934,53,0180,3620,22774,634,53,0Таблица 3.2 - Результаты фильтрационного опыта №14Номер Закачиваэтапа емыйфлюидНаличиесмесителяОбъемзакачкифлюида,п.о.1Вода-5,98Установившийсяперепаддавления,МПа0,0135Внутрипоровоедавление,МПаСкорость фильтрации Q/dP,объемная, линейная, мл/(МПа*час)мл/часм/сутТемператураопыта, оС1,530,03,25221625,52ВГС-3,350,02561,429,03,14113624,53ВГС+3,190,02471,429,53,20119424,04ВГС+3,380,02544,029,73,22117224,155Продолжение таблицы 3.25.1ВГС-4,040,02504,029,63,21118823,95.2ВГС-2,490,01554,014,11,5391023,75.3ВГС-3,530,03344,045,44,92135925,16.1ВГС-3,440,025212,029,93,24118622,56.2ВГС-2,620,015912,014,31,5589822,96.3ВГС-2,910,034012,044,64,83131322,77ВГС+3,130,026312,030,43,29115522,7Таблица 3.3 - Влияние смесителя (диспергатора) на результаты фильтрации ВГС (опыт 14)ВнутрипоровоеПриведенный расход (Q/dP), мл/(МПа*час)давление, МПа Без смесителя Со(Q/dP)смесителемСреднее значениеОтклонение отсреднего (Δ), %*(Q/dP сред = 0.5* Q/dP + 0.5* Q/dP смес) (3.1)(Q/dP смес)1.41136119411652,54.01188117211800,712.0118611551170,51,3Примечание: Δ = abs[100*( Q/dP - Q/dP сред)/ Q/dP сред.] (3.2)56Таблица 3.4 - Результаты фильтрационного эксперимента №17/18ЭтапФлюид Объем закачки, п.о.Перепад давления, МПаСтепень сниженияНасыщенностьпроницаемости (факторгазом, %Т,ºСсопротивления)ЧерезЧерезЧерезсум-состав- модель модель марныйную1718модель модель суммамодель модель№17№17№18рный№18модельмодель№17№18модель1Вода3,907,907,720,03400,01780,016211100252.1ВГС2,014,073,980,04950,02610,02341,461,521,44--272.2Вода2,585,235,110,04230,01860,02371,241,081,463,68,62657Таблица 3.5 - Результаты фильтрационного опыта 16(проницаемость по газу – 0,967 мкм2, длина модели пласта -39,5 см, диаметр – 3,0 см, скорость фильтрации – 30 мл/час)Этап ФлюидПерепадСкоростьдавления,фильтрации, мл/(МПа*час) сопротивления давлениеМПамл/часQ/dP,ФакторВнутрипоровоеТ,ºСПроницаемостьпо воде, мкм²(противодавление),МПа1.1Вода0,0099545,245,41.20,0063529,11.30,0131219,90,71545,721,80,7206045,722,50,7170,0172644,926,01,7524,2-2.20,0144229,520,52,2224,0-2.30,021036028,61,5923,2-3.10,131244,233,71,3525,8-3.20,0076217,122,62,0224,5-3.30,0169660,235,61,2823,9-4.10,0189745,323,91,9124,3-4.20,0101217,317,12,6723,2-4.30,022660,927,01,6923,7-2.1ВГС11,51,44,012,058Таблица 3.6 -Результаты обработкиэкспериментальных результатовсиспользованием уравнения 1ОпытКгаз,Флюид Параметр F, ΔРпорог,мкм²мл/(МПа*чаR*МПадавление,с)14160,3040,967ПротивоМПаВода2216**0-1.5ВГС17460,007650.9994.0ВГС16740,007350.999912.0Вода456500.99991.5ВГС45860,007880.991.4ВГС46330,003830.9994.0ВГС34320,005310.9912.0Примечания:* - фактор корреляции линейных трансформаций; ** - значениеполучено при одной скорости фильтрации.3.1.3 Оценка влияния смесителя газа и воды на фильтрацию ВГС приразличных скоростях фильтрации и давленияхВ опыте №14 фильтровали ВГС при различных скоростях фильтрации ивнутрипоровых давлениях.

Периодически на входе в модель пласта устанавливалисмеситель для предварительного диспергирования воды и газа. Характеристикимоделей пласта и результаты эксперимента приведены в табл.3.1-3.3, примерыдинамик фильтрации приведены на рисунках 3.1-3.2.Видно, что смеситель оказывает малое влияние на фильтрационныесвойства ВГС (таблица 3.3.). Значения Q/dP при фильтрации ВГС со смесителемотличаются незначительно - на 0,7-2,5 % от среднеарифметического, чтосоизмеримо с ошибкой фильтрационного эксперимента, т.е. применениесмесителя для газа и воды не оказывает влияния на результаты эксперимента.Результаты эксперимента могут быть объяснены малой стабильностью ВГС без59ПАВ, т.е. быстрой коалесценцией газовых пузырьков, что снижает поверхностьраздела газ/вода.