Экзаменационный билет №18
Методы повышения нефтеотдачи. Гидродинамические методы.
2.Фазовая и относительная проницаемость горных пород.
Закон Дарси. Коэффициент проницаемости. Градиент давления.
Повышение нефтеотдачи пластов.
Всю совокупность современных методов повышения нефтеотдачи пластов можно условно разбить на следующие группы: гидродинамические, физико-химические, тепловые и их сочетания.
Под гидродинамическими методами повышения нефтеотдачи понимают систему изменения режимов добывающих и нагнетательных скважин по специальной программе. Принцип этих методов основан на том, что в реальных неоднородных пластах при водяном воздействии образуются зоны с разной степенью промытости водой. При создании переменного поля давления, поскольку в низко- и высокопроницаемых участках давление перераспределяется с разной скоростью, то между ними возникают различные по величине и знаку перепады давления. Под действием таких переменных перепадов давления происходит перераспределение потоков жидкостей в пласте, приводящее к увеличению вытеснения нефти из низкопроницаемых зон и к увеличению охвата пласта заводнением.
Гидродинамические методы: циклическое заводнение, ИНФП, создание высоких давлений нагнетания, форсированный отбор жидкости.
2.3.1. Под проницаемостью понимают свойство горных пород пропускать через себя жидкости или газы под действием перепада давления. Различают три типа проницаемости – абсолютная, эффективная и относительная.
Абсолютная проницаемость – это проницаемость пористой среды при фильтрации через неё воздуха или газа, не вступающего во взаимодействие с породой.
Эффективная (или фазовая) проницаемость характеризует проводимость породы по отношению к одной из нескольких одновременно фильтрующихся фаз, например, при совместной фильтрации воды и нефти.
Относительной проницаемостью называется отношение эффективной проницаемости к абсолютной. Для определения коэффициента проницаемости пользуются законом Дарси:
U– скорость линейной фильтрации
Q – объемный расход жидкости в единицу времени;
F – площадь фильтрации;
– динамическая вязкость жидкости;
– перепад давления;
L – длина пористой среды;
В этом уравнении коэффициент пропорциональности K называют коэффициентом проницаемости.
При измерении проницаемости пород по газу в формулу (3) следует подставлять средний расход газа в условиях образца:
– градиент давления, показывает
прирост давления на 1м глубины.
Размерность проницаемости совпадает с размерностью площади.
Экзаменационный билет №19
Методы определения количества остаточной воды в пластах.
Гидрофильная и гидрофобная поверхность.
Коллекторские свойства породы. Гранулометрический состав.
. Методы определения количества остаточной (связанной) воды в пластах.
Наиболее достоверные результаты определения количества остаточной воды в породе получены при анализе кернового материала, выбуренного с применением растворов, приготовленных на нефтяной основе.Предполагается, что при подъеме керна на поверхность и в процессе транспортировке его существенных изменений количества остаточной воды не происходит. Во избежание испарения воды образцы поднятого керна обычно парафинируют или перевозят в закрытых сосудах под слоем нефти. Содержание остаточной воды определяется путем экстрагирования образцов в приборе Дина и Старка или в приборах С.Л. Закса (ЛП-4), где водо–нефте-газонасыщенность породы определяется по массе образца до и после. Так как в большинстве случаев пласт вскрывается водными глинистыми растворами, предложены косвенные методы оценки количества остаточной воды. Один из них - хлоридный метод, основанный на относительном постоянстве солености связанной воды в пределах коллектора, которая обусловлена, главным образом , содержанием хлоридов. Если известна соленость остаточной воды, по содержанию ионов хлора в образце, удается определить количество остаточной воды.
Поскольку хлоридным методом можно определить содержание лишь одного иона, то содержание других ионов устанавливается методом электропроводности – по солености воды, полученной после экстрагирования измельченного керна, путем изменения его электропроводности. Для приближенной оценки объема остаточной воды широко применяется метод полупроницаемых мембран (перегородок). Используется прибор, с помощью которого, по определенным данным, строится кривая зависимости: капиллярное давление – водонасыщенность. Средние части кривых Х характеризуют степень однородности, чем положе этот участок кривой, тем более однороден керн по составу пор. Верхние отрезки кривых представляют собой вертикальные линии, т.к. оставшаяся вода прочно удерживается молекулярными и капиллярными силами и не вытесняется из керна с увеличением давления. Расстояние их от оси ординат (в ед. водонасыщенности) и принимается за содержание остаточной воды в породе.
Этот метод определения остаточной водонасыщенности очень трудоемок, т.к. в естественных условиях проницаемость пород в залежи изменяется в широких пределах. Необходимо кривые зависимости: капиллярное давление, водонасыщенность, строить по большому числу кернов, затем получить усредненную кривую для пласта по средней проницаемости породы и уже по этой средней кривой оценивают среднюю остаточную водонасыщенность исследуемого пласта. Быстро и просто остаточная водонасыщенность определяется методом центрифугирования.
Образец, насыщенный водой, помещается в центрифугу и подвергается действию центробежных сил, под влиянием которых вода выбрасывается в градуированную ловушку. Измеряя количество выделившейся жидкости как функцию частоты вращения ротора, можно построить зависимость капиллярное давление– водонасыщенность. Затем регистрируют среднюю установившуюся водонасыщенность образца, соответствующую каждой ступени частоты вращения ротора центрифуги.
Диэлектрические методы – основаны на различии диэлектрических свойств воды с одной стороны и нефти, газа, породы- с другой.
Существуют две разновидности диэлектрического метода: емкостной, когда используется зависимость емкости конденсатора от водонасыщенности и метод диэлектрических потерь, основанный на изменении потерь электромагнитной энергии в образце.
Радиометрические методы, в частности метод радиоактивных индикаторов и метод, основанный на абсорбции рентгеновского излучения. Метод радиоактивных индикаторов - излучения от индикатора добавленного в нефть или воду, при их фильтрации через пористую среду. Метить можно и воду и нефть, что позволяет определить насыщенность при трехфазной фильтрации нефти, воды и газа. Развитием методов ,основанных на поглощении рентгеновского излучения, является метод компьютерной томографии. Суть этого метода заключается в просвечивании образца под разными углами и построении номограммы графического отображения участков пористой среды,обладающей различной поглощающей способностью. Этот метод имеет недостатки: требуются специальные меры защиты и дорогостоящее оборудование.
Состояние остаточной воды в нефтяных и газовых коллекторах.
Состояние остаточной воды, начальное распределение нефти в пористой среде пласта влияет на процессы движения нефти и вытеснения её водой из пласта. Если остаточная вода в пласте в виде тонкой пленки покрывает поверхность поровых каналов, то поверхность твёрдой фазы остаётся гидрофильной. Если же плёнка воды отсутствует, то нефть непосредственно соприкасается с твёрдой поверхностью, которая считается гидрофобной. Формы существования остаточной воды необходимо учитывать при изучении нефтеотдачи пласта. Предполагается, что породы большинства нефтяных и газовых коллекторов были вначале заполнены и смочены водой, а нефть появилась в пласте в более поздний период. Вода, первоначально заполнявшая породу, не могла быть полностью удалена из пласта при образовании залежи. Часть её осталась в виде погребённой воды.
.Фильтрационные и коллекторские свойства пород нефтяного и газового пласта характеризуются основными показателями:
2.1) гранулометрическим (механическим) составом пород;
2.2) пористостью;
2.3) проницаемостью;
2.4) капиллярными свойствами;
2.5) удельной поверхностью;
2.6) механическими свойствами (упругостью, пластичностью, сопротивлением разрыву, сжатию и другим видам деформаций);
2.7) насыщенностью пород водой, нефтью, газом.
Упомянутые свойства пород находятся в тесной зависимости от химического состава, структурных и текстурных их особенностей.