Слайд 2
Проявление сил поверхностного натяжения
Смачиваемость
Капиллярное давление
Слайд 3
Кривая капиллярного давления
Слайд 4
Обезразмеривание кривой капиллярного давления Pc. Функция Леверетта J(Sw)
Слайд 5
Механика многофазных процессов
Что такое фаза? Что такое компонента?
Приведите
примеры многофазного и многокомпонентного веществ.
Слайд 6
Интегральные и дифференциальные
уравнения сохранения.
Слайд 7
Условия перехода от интегральных к дифференциальным уравнениям:
Функции непрерывные,
Объем
произвольный,
Элементарный объем l3
Слайд 8
Характерный размер пор
Формула Пуазейля
Формула Дарси
Слайд 9
Характерный размер пор
Проницаемость кернов 2, 20, 100 мДа,
пористость 12, 17, 20%.
Определить характерный размер пор в
этих кернах.
Слайд 10
Примеры, когда переход от интегральных к дифференциальным уравнениям
возможен, когда нет.
Фильтрация воды и нефти в пласте
Фильтрация воды
и нефти в керновых экспериментах
Движение флюидов в керне с продольной трещиной
Движение ганглии нефти по пористой среде
Слайд 11
Фильтрация нескольких
жидкостей и газа
i = w, o,
g
l = w, o
Уравнение сохранения массы
Уравнения состояния
Слайд 12
Закон Дарси
для многофазного потока
Эксперименты Леверетта с
различными жидкостями и давлениями, fi(S) зависит только от насыщенности
Слайд 13
Относительные фазовые проницаемости воды и нефти
Слайд 14
Капиллярное защемление воды и нефти
Капиллярное число.
Слайд 15
Капиллярное число.
Капиллярно-защемленные
ганглии (30%)
Влияние геометрии поровых каналов (Lake,
1984).
Слайд 16
Эксперименты по растворению породы и визуализации ганглей (Chatzis
et.al. 1983)
Слайд 17
Фазовые проницаемости и остаточные насыщенности
1)Впитывание Imbibitions
2) Дренаж Drainage
Слайд 18
Фазовые проницаемости (впитывание). Гидрофильная среда. Влияние смачиваемости среды.
1)
fw(1-Sor) ~ 0.1 – 0.3
2) Sor ~ 0.35 –
0.1
3) Swr ~ 0.15 – 0.25
1) fw(1-Sor) ~ 0.8 – 1
2) Sor ~ 0.2 – 0.4
3) Swr ~ 0.2 – 0.3
гидрофильная среда
Гидрофобная среда
Слайд 19
Экспериментальное определение
Стационарный метод - steady state
Нестационарный метод -
Unsteady state
Слайд 20
Эмпирические корреляции
Corey:
Brooks-Corey:
Слайд 21
Использование линейных корреляций
Слайд 22
Плоское одномерное вытеснение нефти водой
Sw=S, So=1-S,
Функции
зависят только от x (линейный поток)
Жидкости несжимаемые, пористая
среда недеформируемая ρio=const
Слайд 23
Плоское одномерное вытеснение нефти водой
Уравнения сохранения массы воды
и нефти
Закон Дарси с учетом
сил гравитации
Капиллярное
давление
Слайд 24
Общий поток флюидов
Доля воды в общем потоке
(обобщенная
функция Баклея-Леверетта)
Фракционное представление задачи (FRACTIONAL FLOW)
Слайд 25
Безразмерные комплексы подобия
Соотношение капиллярного давления к общей депрессии
на пласт
Отношение сил тяжести к гидро-динамическим силам
Слайд 26
ПРАКТИКА
Скорость общего потока Q=50м/год, абсолютная проницаемость
100 мД, пористость 0.2, разность плотностей 200кг/м3, гравитационная постоянная
10 м/с2, коэффициент поверхностного натяжения 30мН/м
Оценить влияние сил гравитации Ng
Оценить влияние капиллярных сил Nc
Сделаем выводы о влиянии приведенных сил на процесс
Слайд 27
Влияние соотношения вязкостей и гравитационных сил на обобщенную
функцию Баклея-Леверетта.
Влияние соотношения
вязкостей нефти и воды
Влияние сил гравитации
Слайд 28
Фракционное представление задачи (FRACTIONAL FLOW)
Безразмерное время –
физический
смысл объем
закачанной воды/объем
добытой продукции
отнесенный к объему
пласта
Безразмерная координата –
физический смысл
координата отнесенная к
расстояние между рядами
скважин
Слайд 29
Задача о линейном вытеснении нефти водой. Силы тяжести
и капиллярные не оказывают существенного воздействия.
Sw=S, So=1-S,
Pw=Po=P
(Pc=0),
Функции зависят только от x (линейный поток - силы тяжести не влияют)
ρio=const
Слайд 30
Понимание того, что мы считаем и прогнозируем складывается
из того, что учитывается, что нет.
Слайд 31
Теория одномерного вытеснения нефти водой
Безразмерные
координаты:
T– объем закачки на объем пор,
X-относительное расстояние от линии нагнетания до линии отбора
Функция Баклея-Леверетта – доля воды в потоке (на выходе X=1 – обводненность.
Решение зависит только от безразмерных комплексов подобия: соотношения вязкостей и остаточные насыщенностей
Слайд 32
Фронтальное вытеснение нефти водой
Слайд 33
Приближение поршневого вытеснения
Слайд 34
Графический метод построения решения Велджа (Weldge)
1) из таблиц или по апроксимационным
формулам строим относительные фазовые проницаемости.
2) по формуле:
строим функцию Баклея- Леверетта.
Слайд 35
3) Проводим касательную
из точки
с начальной
водонасыщенностью пласта к функции
Б-Л, находим точку касания. Проекция точки касания на ось S точка Sf определяет водонасыщенность на фронте вытеснения нефти водой. Проекция на ось F соответствует доле воды в потоке на фронте вытеснения F(Sf)
4) Наклон построенной касательной или тангенс угла α определяет безразмерную скорость движения фронта вытеснения нефти водой Vf=Xf/T.
Графический метод построения решения Велджа
Слайд 36
5) При Xf =1 происходит прорыв нагнетаемой воды
в скважины. Момент времени, когда происходит прорыв, определяется T=1/Vf
или ctg(α) . Обводненность продукции в этот момент равна F(Sf).
6) Для произвольных точек функции Б-Л, правее ранее определенной, находим касательные и их наклон (углы ßi). Тангенсы наклона определяют скорости распространения соответствующих насыщенностей V(Si)=tg ßi., а момент, когда на линии отбора насыщенность равна Si, а обводненность F(Si), через котангенс T=1/V(Si) или ctg(ßi)
Графический метод построения решения Велджа
Слайд 37
Графический метод построения решения Велджа: определение технологических характеристик
вытеснения.
Слайд 38
Графический метод построения решения Велджа: определение технологических характеристик
вытеснения.
Слайд 40
Практика
Построим график функции Баклея-Леверетта от водо-насыщенности при вязкости
воды 1, а нефти 5 и 20 сПз и
определим решение задач о вытеснении нефти из пласта с водонасыщенностью SWR=0.2. Построим зависимость доли воды в потоке продукции от беразмерного времени.
Сделаем выводы об особенностях вытеснения высоковязкой нефти
Слайд 41
Практика
Расстояние между рядом нагнетательных и добывающих скважин 700м,
скорость потока воды 100 м/год, пористость 0.2.
Определить положение фронта
воды через 6 месяцев.
Определить скорость движения фронта воды м/год.
Слайд 42
Практика
Построим график функции Баклея-Леверетта от
водонасыщенности при вязкости
воды 1, а нефти
5 сПз и определим решение
задач о вытеснении
нефти из пласта с водонасыщенностью SWR=0.3
Сделаем вывод об особенностях процесса в гидрофобных коллекторах
Слайд 43
ПРАКТИКА
Для сводовой залежи сопоставить эффективность систем заводнения, в
которых а) нагнетательные скважины расположены в наиболее высокой части
залежи, а добывающие по периферии, б) нагнетательные скважины расположены по периферии, а в сводовой части добывающие.
Для этого:
Определить водонасыщенность на фронте вытеснения Sf для обеих систем, по графикам, представленным ранее.
Определить количество закачанной воды в пласт по отношению к поровому объему пласта на момент прорыва фронта вытеснения в добывающие скважины, также для обеих систем.
Слайд 48
Практика
Построим график функции Баклея-Леверетта от водо-насыщенности при вязкости
воды 1, а нефти 5 и 20 сПз и
определим решение задач о вытеснении нефти из пласта с водонасыщенностью SWR=0.2. Построим зависимость доли воды в потоке продукции от беразмерного времени.
Слайд 49
Практика
Для пятиточечной системы разработки с расстоянием между добывающими
скважинами 700м, скорость закачки воды в нагнетательную скважину 300
м3/сут, пористость 0.2, радиус скважины 0.1м
Определить положение фронта воды через 6 месяцев.
Слайд 50
Устойчивость процесса вытеснения нефти водой
Если M >1, фронт
вытеснения будет неправильной формы (языки)
Если M
однородным фронтом
Вода
Вода
Нефть
Нефть
Слайд 51
Элементарная теория устойчивости водонефтяного фронта
u+=u-
Закон сохранения массы:
u*
Слайд 52
Практика
Построим график подвижности потока λ от водо-насыщенности при
вязкости воды 1, а нефти
10, 20 и 30
сПз. Построим решения задачи Б-Л для этих вязкостей. Нанесем определенные из решения точки S+ = Swr =0.2 и S-=Sf Проверим условие устойчивости для всех решений.
Слайд 53
Для проверки условия устойчивости не
хватает значений водонасыщенности на
фронте вытеснения. Откуда их взять?
Слайд 54
Это я прикидывал, а как получилось у вас?
Вот
почему нефти вязкостью выше 30 сПз считают высоковязкими. Как
можно подавить неустойчивость фронта – использовать загущенную воду, но проблема как протолкнуть такую систему через пласт.
Слайд 55
ПРАКТИКА
Рассчитать соотношение подвижностей М на фронте вытеснения нефти
водой для песчаника и карбонатного пласта, фазовые проницаемости которых
определены в предыдущих заданиях, а соотношение вязкостей нефти и воды соответствует 20 и 30.
Сопоставить условия устойчивости фронта вытеснения для указанных пластов.
Слайд 56
Начальное распределение водонасыщенности в пласте
Слайд 58
Коэффициент
растяжения
Построение распределения водонасыщенности в переходной зоне