1.3. Роль капиллярных процессов при вытеснении нефти водой из пористых сред

Поровое пространство нефтесодержащих пород представляет собой огромное скопление капиллярных каналов, в которых движутся несмешивающиеся жидкости. Поэтому капиллярные силы влияют на про­цессы вытеснения нефти.

Если среда гидрофильна, в области водонефтяного контакта давление, развиваемое менисками, способствует возникновению процессов капиллярного пропитывания и перераспределения жид­костей. Это связано с неоднородностью пор по размерам. Капиллярное давление, развиваемое в каналах небольшого сечения, больше, чем в крупных порах. В резуль­тате этого на водонефтяном контакте возникают процессы противоточной капилляр­ной пропитки – вода по мелким порам проникает в нефтяную часть пласта, по крупным порам нефть вытесняется в водоносную часть. Поэтому необходимо решить, какие воды следует выбирать для заводнения залежей: интенсивно впитывающиеся в нефтяную часть залежи под действием капиллярных сил или слабо проникающие в пласт. Изменяя качества нагнетаемых в залежь вод, можно воздей­ствовать на поверхностное натяжение на границе с нефтью, смачивающие характеристики, а также вязкостные свойства.

1.4. Определение капилляриметрических характеристик горных пород.

Связь между капиллярным давлением и структурой порового пространства является выражением поведения флюида в породе и определяется с учетом свойств породы и флюида по формуле:

(1.3)

где: P_К — капиллярное давление;

σ — поверхностное натяжение на границе раздела фаз;

Q — угол увлажнения;

R_K — радиус капилляра (поры).

Поверхностное натяжение на границе раздела воды и газа измеряется относительно просто на лабораторных установках. Определение угла смачивания Q является проблематичным. Определенное влияние на Q оказывают свойства различных минеральных составных частей природных коллекторов.

На основании экспериментально полученных зависимостей насыщенности от капиллярного давления по формуле (1.3) рассчитываются функции распределения пор по размерам для каждого исследованного образца коллектора.

Изучение структуры порового пространства играет значительную роль в прогнозировании распределения и поведения флюида в породе. Влияние структуры порового пространства на фильтрационные свойства пород-коллекторов обусловлено не только размерами пор, но и их взаимным расположением, удельным количеством тех или иных групп пор. Фильтрационные свойства пород при дальнейших расчетах рассматриваются, как свойства самих пород, независимо от фильтрующихся флюидов.

Расчет влияния структуры порового пространства на фильтрационные свойства пород проводится по формуле Пурцела:

(1.4)

где: К_ПР - проницаемость;

m - пористость;

∂К_В - текущая водонасыщенность;

P_К - капиллярное давление;

L_Р - литологический фактор пористой среды, характеризующий отличие реальной породы от идеальной.

Для расчета проницаемости по формуле (1.4) подынтегральные значения P_К и ∂К_В определяются по данным капиллярных измерений. Произведение перед интегралом принимается за постоянную величину, т.к. в него входит трудно определяемый параметр Lр. Такой подход к решению уравнения позволяет определить долевое участие поровых каналов в фильтрационном процессе.