9. Модель Стайлса. Поршневое вытеснение нефти водой в условиях слоисто-неоднородного пласта.

Модель Стайлса, предложенная в 1948 г. и усовершенствованная Б.Ф. Сазоновым и В.С. Ковалевым, является первой попыткой учета изменчивости проницаемости в пласте в вертикальном направлении. Стайлс разработал приближенный метод расчета нефтеотдачи и водосодержания в нефтяной продукции из систем с послойной проницаемостью и принял следующие допущения:

- линейность геометрии течения;

- пропорциональность расстояния поступательного перемещения фронта вытеснения в любом слое абсолютной проницаемости породы коллектора;

- отсутствие вертикального или межслойного перетока между слоями;

- поршневое вытеснение нефти водой;

- одинаковую вязкость нефти и воды;

- суммарный дебит постоянен.

Таким образом, в методе Стайлса ограничивающим допущением является отсутствие вертикального перетока между слоями, тогда как фактические материалы разработки говорят об обратном.

Поршневое вытеснение нефти водой в условиях слоисто-неоднородного пласта

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

За водонефтяным контактом мениски создают многочисленные эффекты Жамена и препятствуют вытеснению 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.

Необходимо отметить, что вопрос об увеличении или уменьшении капиллярных сил, так же как и многие другие задачи физики вытеснения нефти водой, не имеет однозначного решения. В условиях зернистых неоднородных коллекторов процессы перераспределения нефти и воды под действием капиллярных сил могут способствовать преждевременным нарушениям сплошности нефти в нефтеподводящих системах капилляров в зоне совместного движения нефти и воды, помогая формированию водонефтяных смесей в поровом пространстве, что сопровождается значи­тельным уменьшением нефтеотдачи. В трещиноватых коллекторах нефтеотдача блоков повышается при нагнетании в залежь воды, способной интенсивно впитываться в породу под влиянием капиллярных сил.