Физические основы вытеснения нефти и газа из пористых сред. Нефтеотдача пластов

Лекция № 22

Зависимость равновесных концентрация сульфатов кальция и бария от давления незначительна. На растворимость BaSO4 температура оказывает незначительное влияние. Уменьшение давления вызывает испарение части воды в газообразную фазу (Рпл < Рнас), что также способствует перенасыщению водно-солевого состава раствора.

Изменение химического состава пластовых вод в процессе разработки месторождения. Смешение закачиваемых и пластовых вод, даже при условии химической совместимости, приводит к формированию воды совершенно иного состава по сравнению с пластовой водой, а это способствует изменению растворимости отдельных компонентов. Так при высокой концентрации хлористого натрия в растворе заметно увеличивается растворимость CaCO3 и CaCO4, в большей степени (в 10 раз) повышается при этом растворимость BaSO4. пластовые воды большинства месторождений, разработка которых осложнена солеотложениями, является водами хлор-кальциевого типа, в них растворимость гипса невелика.

Например, если при отсутствии в воде CaCl2 равновесная концентрация гипса составляет 2080 мг/л, то при содержании в растворе порядка 400 г/л CaCl2 равновесная концентрация ее уменьшится до 32 мг/л.

Итак в двух и более компонентных системах различные соли по разному влияют на равновесные концентрации основных компонентов неорганических осадков.

3) поступление на забой скважины вод разных горизонтов.

Интенсивное солеобразование может наблюдаться при поступлении воды на забой из различных пластов в случае совместного вскрытия пластов перфорации либо разрушение заколонного цементного камня, приводящего к смешению различных вод.

Например, при эксплуатации Майколского месторождения из-за некачественного цементирования скважин и значительной разности давлений в залежи, газа и воды перетекали из одного горизонта в другой, смешение этих вод приводило к образованию осадков за счет протекания следующих химических реакций.

1) 2NaHCO3+CaCl2 = CaCO3+2NaCl+H20+CO2

2) 2NaHCO3+MgCl2 = MgCO3 + 2NaCl+H2O + CO2

Существуют и другие факторы, способствующие солеотложению:

1) выщелачивание солей, содержащихся в пласте;

2) процессы обогащения закаченных вод солями при контакте их с погребенными водами; повышение растворимости воды в нефти с повышением температуры и т.д.

Источники пластовой энергии. Приток нефти и газа с забоя добывающих скважин происходит в силу того, что Рзаб<Рпл. В зависимости от геологических условий применяемых способов разработки приток нефти и газа к скважине обеспечивается следующими видами пластовой энергии.

1. Энергия напора краевых, либо подача вод.

а) жестко-водонапорный режим

б) упруго-водонапорный режим

Если водонапорная система имеет выход на поверхность и хорошо

гидродинамически сообщается с нефтяным пластом, то изменение Рпл во

времени не происходит, такой режим разработки пласта называется жестко-напорным (рис.1, Рпл=const).

Если пласт не имеет выхода на поверхность или плохо сообщается с водонасосной частью системы, то в процессе эксплуатации залежи Рпл заметно падает во времени, начинают появляться упругие свойства п-д (сжатие) и жидкостей и газов (расширение). Такой режим работы пласта называется упруговодонапорный режим.

2. Энергия упругости газа сжатого в газовой шапке. Этому виду энергии соответствует режим газовой шапки

3. Энергия растворенного в нефти и воде газа, выделяющегося при условии Рпл<Рнас. Этому виду энергии соответствует режим растворенного газа.

4. Гравитационная энергия, которая соответствует режиму гравитации. Она обусловлена силой тяжести самой нефти, проявляющейся в крупнозалегающих пластах и существующая при малой вязкости нефти

Последние два режима называются режимами истощения, первые два – напорные режимы.

Максимальное количество нефти добывается при напорных режимах.

Силы, противодействующие вытеснению нефти из пласта.

1) силы вязкого трения,

2) капиллярные силы

3) адгезионные силы (силы прилипания).

Силы трения проявляются в пласте также как и при течении нефти и газа по ТП, т.е. гидравлическое сопротивление течению нефти в порах пропорционально скорости фильтрации и вязкости.

В пласте действует капиллярные силы. Эти силы проявляются в зоне контакта несмешивающихся жидкостей. При вытеснении нефти водой за фронтом вытеснения образуется, формируется многочисленные столбики нефти, рассеянные в воде и в этой зоне особенно сильно проявляются капельные силы.

Дата добавления: 2014-01-07