- •Методы изучения пласта.
- •Уровни неоднородности.
- •Закон Дарси
- •Способы определения.
- •Капиллярное давление
- •Пластическая деформация.
- •Реологические модели.
- •4.Теплопередача.
- •39. Уравнения состояния идеальных и природных газов.
- •40,41. Физические свойства реальных газов. Физические свойства газового конденсата.
- •Плотность природного газа и стабильного конденсата.
- •Вязкость газов и углеводородных конденсатов.
- •42. Физические свойства природных нефтей.
- •1)Сжимаемость нефти.
- •2)Упругий запас.
- •3) Плотность.
- •43. Аномально-вязкие нефти и их структурно-механические свойства.
- •1. Вязкопластическую жидкость;
- •2. Степенная жидкость.
- •3.Упруго пластические жидкости.
- •44. Физические свойства неньютоновских нефтей, законы фильтрации аномальных нефтей.
- •45. Изменение состава и свойств пластовых нефтей в природных условиях и при реализации процессов нефтеизвлечения.
- •Давление насыщения нефти газом.
- •46. Вода в нефтегазовых пластах, формы нахождения и свойства.
- •2. Адсорбционная вода;
- •3. Плёночная вода;
- •4. Свободная вода;
- •Физические свойства пластовых вод.
- •4. Вязкость воды.
- •Выпадение неорганических осадков из пластовых вод.
- •47. Фазовые превращения углеводородных систем. Фазовое равновесие в углеводородных системах.
- •48. Физика процессов вытеснения нефти водой, роль микросил в процессах вытеснения.
- •49. Виды остаточной нефти в залежи.
- •50. Капиллярно-защемленная остаточная нефть.
- •51. Адсорбированная и пленочная остаточная нефть
- •52. Остаточная нефть неустойчивого вытеснения.
- •53. Физические принципы доизвлечения остаточной нефти.
- •54. Техногенные изменения нефтяного пласта при разработке.
- •55. Физические принципы повышения продуктивности скважин.
- •56. Методы изучения природной и остаточной нефтенасыщенности.
- •Геофизические методы.
- •57. Принципы физического моделирования процессов вытеснения.
- •58. Режимы образования остаточной нефти.
48. Физика процессов вытеснения нефти водой, роль микросил в процессах вытеснения.
Как учитывать свойства пласта при проектировании и анализе? Приток флюида осуществляется благодаря энергии пласта, связанной с напором краевых вод, напором газа в газовой шапке, энергии газа, который растворён в нефти и выделяется при снижении давления, упругости пород и гравитационной энергии. Доминирующая энергия определяет определённый режим.
В результате возникновения сил воздействия полная энергия начинает расходоваться на их преодоление. Эти силы:
сила гидравлического сопротивления, которая препятствует движению флюидов, пропорциональная скорости потока и вязкости жидкости; (эта сила аналогична силе трения в трубах, но т.к. наличествуют различные гранулы и шероховатости, то процесс сильно осложнён);
капиллярные силы, которые приводят к тому, что сплошная нефтяная фаза начинает разбиваться на отдельные капли (глобулы), по всей поверхности которых действуют капиллярные силы, и закупоривают пласт;
поверхностные силы (возникающие на границе нефть-жидкость) имеют различную природу и молекулярный характер, связанный с магнитными, электрическими и расклинивающими силами (силами Дерягина), проявляющимися в тонких капиллярах. В результате действия поверхностных сил часть нефти будет адсорбироваться и фильтрация будет затухать;
электрокинетические явления, связанные с возникновением электрических явлений при движении жидкости через пористую среду.
Если фильтровать воду через керн и измерять разность потенциалов, то будет определяться дополнительная нагрузка.
Электрокинетические явления связаны с явлениями электроосмоса и электрофореза.
При движении жидкости возникает разность потенциалов – явление электрофореза. Справедливо и наоборот, при приложении разности потенциалов возникает движение жидкости – явление электроосмоса.
Если возьмём дисперсию, например, буровой раствор, и приложим разность потенциалов, то возникнет движение её твёрдых частиц.
Расход жидкости под действием электрического поля записывается через формулу Гельмгольца-Смолуховского:
v=SDh/(4),
где S – суммарная площадь поперечного сечения капиллярных каналов;
- дзета-потенциал;
D – диэлектрическая проницаемость;
h – градиент потенциала U/1;
- вязкость жидкости.
Знание этой зависимости даёт возможность управлять процессом фильтрации с помощью электрического поля.
Рассмотрим влияние капиллярных сил:
Рк=соs/rк.
Система, состоящая из двух капилляров, даёт следующую картину:
r1
Н
В
r2
Вытеснение пойдёт по узкому капилляру. Оно опередит вытеснение по широкому капилляру и в нём останется нефти и газ. Существует определяющий критерий:
Например, Рк0.5 ат; Рг=50 ат. Из закона Дарси wgrаd(р). Этот факт реализуется на расстоянии 1100 м. Тогда:
Рг/150/100=0.5 ат/м;
Рк/1=0.5/10-3=5102 ат/м.
Т.е. капиллярный перепад оказывается доминирующим при вытеснении нефти и газа водой. Этот факт сказывается на явлении пропитки и характеристиках заводнения пласта.
S
ост. н/г
В В+Н/Г
Для гидрофильного пласта.
I II III
rс х
х – расстояние от нагнетательной скважины.
Выделяются 3 зоны:
- характеризует полную промывку пласта водой, т.н. промытая зона. В промытой зоне подвижна только вода, нефти и газ при этом – остаточные, неподвижные. Эта зона возникает при длительной эксплуатации залежи.
- переходная зона, или зона смеси вода/нефть, в ней движутся и нефть, и вода, т.е. происходит двухфазная фильтрация.
– зона, где движется только нефть, воды там пока нет.
Было выявлено, что капиллярные силы контролируют размер переходной зоны в пласте и остаточное нефтегазонасыщение в промытой зоне.
Изменение картины вытеснения в случае инверсии капиллярных сил выглядит следующим образом:
Рк +
S
Рк - Если пласт гидрофобный зависимость S(х) иная:
S
х
Изменение в следующем:
полностью исчезает промытая зона;
переходная зона занимает практически весь пласт.
Из этого можно сделать вывод, что заводнение в гидрофобных пластах неэффективно.