Вытеснение нефти газом

    С дальнейшим продвижением фронтального газового контура к скважинам  батареи обнаруживается все большее различие между наибольшей скоростью нефти на границе с шапкой и скоростью контура шапки. Так при r'=0,8 a₁, скорость нефти v'_гл превышав скорость газового контура уже на ~24% , при r=0,9 a₁ - на ~54% Скорость частиц нефти по нейтральной линии тока на границе с шапкой отстает от скорости газового фронта при r'=0,8 a₁ более чем на 19%, при r=0,9 a₁ - более чем на 51%.

    Для четырех скважин указанный прогрессирующий  разрыв между скоростями нефти и  наступающего газа заметно выявляете; при меньших значениях r'. Так, если r'=0,4 a₁, разность между v'_гл и v' уже превышает 5%, а при r'=0,5 a₁ ~13%.

    Так как вслед за нефтью неразрывно движется газ расширяющейся газовой шапки, нельзя допускать, что в реальных условиях могу существовать разрывы между скоростью нефти на газовой границ и скоростью газового фронта. Следовательно, газовая шапка может сохранять круглую форму лишь до того момента, пока не образуется достаточно заметный разрыв в скоростях замыкающих движение частиц нефти и передовых частиц газа. Как видно из табл 3.1, для десяти скважин этот разрыв намечается при значениях r' несколько больших 0,6 a₁; для четырех скважин уже при значения r' только несколько больших 0,3 a₁.

    Как только намечается разрыв в скоростях, который, например можно видеть в табл. 3.1, так форма газового контура искажается Фронт газа вытягивается в направлении главных линий тока и одновременно втягивается внутрь в направлении нейтральных лини тока. Вследствие вытягивания газового фронта в кратчайшем направлении к скважинам, газ может прорваться к ним из газовой шапки как только появятся признаки искажения ее круглой формы.

    Начиная с этого момента, очевидно, должен быть изменен режим нагнетания газа в пласт, чтобы предотвратить  возможный прорыв газа из газовой  шапки.

    Чем больше скважин в батарее, тем  ровнее продвигается фронтальный газовый  контур.

    Итак, способ скользящих источников применим к решению задачи о вытеснении нефти под напором расширяющейся  круглой газовой области лишь в тех пределах, в каких допустимо считать, что газовая область сохраняет свою первоначальную форму.

    По  табл. 3.1 и формуле Ф3.4 или Ф3.6 можно определить время разработки залежи нефти, в течение которого допустимо держать постоянным давление в газовой шапке, не рискуя вызвать прорыв газа в эксплуатационные скважины.

    Например, если первоначальный радиус газовой  шапки r₀=100 м, а радиус батареи эксплуатационных скважин а₁=300 м, то при десяти скважинах в батарее можем считать приближенно на основании табл. 3.1, что форма газовой шапки будет оставаться круглой до тех пор, пока радиус r' не достигнет примерно значения 2/3 а₁, т. е. пока он не станет равным ~200 м.

    Пусть радиус скважины r_с = 0,1 м.

    Вычисляя  время t₁₀ по формуле Ф3.6 путем численного интегрирования в пределах изменения r' от r'=100 м до r'=200 м, найдем, что t₁₀=18080 А сек, (если А имеет размерность сек/м²), где А определяется формулой Ф3.7.

    При двадцати скважинах (n=20) в тех же условиях и увеличении радиуса r' до ~200 м получим время t₂₀=13440 А сек. Видим, что время t₂₀ составляет ~74,5% от времени t₁₀.

4. ИТОГИ НЕКОТОРЫХ РАБОТ, УТОЧНЯЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ГАЗОМ

    Познакомимся  вкратце с постановкой и результатами решений отдельных задач о  вытеснении нефти газом. Уточнения, которые вносились в решения  этих задач, приближали их к реальным условиям пластового потока.

    М. Маскет рассматривал процесс нефтеотдачи  пласта с учетом силы тяжести и  при условии расширения газовой  шапки. Не вводя в формулы элемент  времени, он составил уравнение материального  баланса в общем конечном виде. Из построенных Маскетом графиков видно, что на положение контакта газ - нефть не влияет соотношение между количествами добытого и возвращенного в пласт газа; положение контакта определяется в основном суммарной нефтеотдачей. Отмечено, что при медленном падении давления (до определенного предела снижения) газовый фактор в области нефти растет медленно и не имеет максимума, характерного для случая достаточно быстрого снижения давления.

    Г.П. Гусейнов составил дифференциальные уравнения  материального баланса для газированной нефти и газа и, пользуясь ими, исследовал вопрос о нефтеотдачи пластов с газовой шапкой при нагнетании или без нагнетания газа. В работе учитывалось поступление части газа из шапки вместе с нефтью в эксплуатационные скважины.

    Оказалось, что с увеличением относительного объема пор в пределах газовой шапки конечная нефтеотдача и насыщение свободным газом пространства, занятого газированной нефтью и водой, увеличиваются при данном давлении. Увеличивается и газовый фактор.

    В работе М.М. Глоговского и М.Д. Розенберга задача о вытеснении нефти газом решалась и с учетом вязкости газа (по методу последовательной смены установившихся состояний).

    Сопоставляя результаты решения задачи без учета  вязкости газа в газовой шапке  с результатами, полученными с учетом вязкости газа, можно сделать вывод, что расхождение в расчетах незначительно. Возможно предпочесть более простые формулы упрощенного решения более сложным формулам, в которых учитывается вязкость газа. Только при сближении фронтального контура газа с галереей - стоком требуется применять более сложные формулы.

    Интересно отметить некоторые особенности  вытеснения нефти воздухом в лабораторных условиях.

    Л.К. Мамедов, проводивший опыты на специально смонтированной установке, где укреплялись  образцы в основном несцементированных пород, указывает на то, что после окончания процесса вытеснения нефти воздухом остаточной нефти бывает больше на участках близ выхода. На участках около входа нефти почти не остается. После окончания процесса вытеснения нефти воздухом при определенном градиенте давления и последующем его повышении не увеличивается фильтрация нефти.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Увеличение  нефтеотдачи пластов - сложная проблема, для решения которой используется опыт, накопленный во всех областях нефтепромыслового дела. За многолетнюю практику разработки нефтяных месторождений предложено множество методов и технологических приемов, позволяющих увеличить отбор нефти из пород. В данной курсовой работе я рассматривал один из методов повышения нефтеотдачи пласта – метод вытеснения нефти газом.

    Исходя  из приведенных фактов повышения  нефтеотдачи пласта основанных на опытах советских и зарубежных ученых, а  так же на примерах теоретических  задач можно сказать что такой  метод повышения нефтеотдачи  пласта целесообразен для применения на месторождениях нефти.

    Большую роль играет тот фактор что есть технологические и примышленные возможности для получения достаточного количества газа для использования  его в промышленных целях крупными компаниями.

    Несомненно, что дальнейшее изучение физических свойств пластовых жидкостей, физикохимии пласта и законов движения жидкостей в пористой среде приведет в будущем к получению новых методов повышения отдачи нефти пластами, основанных па новых физических принципах. 

       СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Маскет М. Физические основы технологии добычи нефти. Перевод с англ. М., Гостоптехиздат, 1953.
2. Г.Б. Пыхачев, Р.Г. Исаев. Подземная гидравлика. М., Недра, 1973.
3. Применение углекислого газа в добыче нефти. М., Недра, 1977.
4. М.Ф. Свищев. Новые методы повышения нефтеотдачи пласта. Учебное пособие – Тюмень, ТГУ, 1984.
5. К.С. Басниева, И.Н. Кочина, В.М. Максимов. Подземная гидромеханика. М., Недра, 1993.
6. Ш.К. Гиматудинов, А.И. Ширковский. Физика нефтяного и газового пласта. М., Альянс, 2005.