Лекции.Орг
 

Категории:


Перевал Алакель Северный 1А 3700: Огибая скальный прижим у озера, тропа поднимается сначала по травянистому склону, затем...


Классификация электровозов: Свердловский учебный центр профессиональных квалификаций...


Архитектурное бюро: Доминантами формообразования служат здесь в равной мере как контекст...

Установившаяся фильтрация газированной жидкости



Загрузка...

Если давление в пласте выше давления насыщения, то весь газ полностью растворен в жидкости и она ведет себя как однородная. При снижении давления ниже давления насыщения из нефти выделяются пузырьки газа. По мере приближения к забою скважины давление падает и размеры пузырьков увеличиваются вследствие расширения газа и одновременно происходит выделение из нефти новых пузырьков газа. Здесь мы имеем дело с фильтрацией газированной жидкости, которая представляет собой двухфазную систему (смесь жидкости и выделившегося из нефти свободного газа).

При фильтрации газированной жидкости рассматривают отдельно движение каждой из фаз, считая, что жидкая фаза движется в изменяющейся среде, состоящей из частиц породы и газовых пузырьков, а газовая фаза — в изменяющейся среде, состоящей из породы и жидкости. Полагая, что фильтрация происходит по линейному закону, записывают его отдельно для каждой фазы, вводя коэффициенты фазовых проницаемостей k* и kr, которые меняются в пласте от точки к точке:

(5.110)

здесь Q1 - дебит свободного газа в пластовых условиях.

 

Опытами Викова и Ботсета установлено, что фазовые проницаемости зависят главным образом от насыщенности перового пространства жидкой фазой σ. Насыщенностью σ называется отношение объема пор, занятого жилкой фазой, ко всему объему пор в данном элементе пористой среды. В результате опытов построены графики зависимостей относительных фазовых проницаемостей

k'ж= kж/k и k'r = kr/k от насыщенности σ для несцементированных песков (рис.5,27), для песчаников (рис.5.28), известняков и доломитов (рис.5.29); здесь k - абсолютная проницаемость породы, определяемая из данных по фильтрации однородной жидкости.

В теории фильтрации газированной жидкости вводится понятие газового фактора Г, равного отношению приведенного к атмосферному давлению дебита свободного и растворенного в жидкости газа к дебиту жидкости:

( 5.111)

При установившейся фильтрации газированной жидкости газовый фактор остается постоянным вдоль линии тока.

Так как насыщенность является однозначной функцией давления, то относительную фазовую проницаемость жидкой фазы можно связать с давлением и построить график (р') (рис.5.30), где безразмерное давление

 

 

Назовем функцией С. А. Христиановича выражение

(5.112)

Через функцию Христиановича дебит жидкой фазы записывается по закону Дарси, в котором роль давления играет функция Н:

(5.113)

При определении дебита жидкой фазы и распределения давления при установившемся движении газированной жидкости справедливы все формулы, выведенные для однородной несжимаемой жидкости с заменой давления на функцию Христиановича. Например, дебит жидкой фазы газированной жидкости скважины, находящейся в центре горизонтального кругового пласта, определяется согласно формуле Дюпюи:

(5.114)

а дебит жидкой фазы галереи шириной В в пласте длиной l равен

(5.115)

Функция Христиановича в условиях плоскорадиальной фильтрации газированной жидкости подчиняется логарифмическому закону распределения (5.116)

а при параллельно-струйной фильтрации - линейному закону

(5.117)

При расчетах по методу Б.Б. Лапука значения функции Христиановича находят следующим образом. Путем графического интегрирования строят безразмерную функцию Христиановича

используя график k'ж(p*). Зависимость Н* от р* представлена на рис.5.31 для трех значений α=Sμ1/μжрат(1-α=0,020; 2 - α=0,015; 3 -α=0,010). Определяют

величину , затем переходят от размерного давления к безразмерному при помощи формулы

(5.118)

по рис.5.31 находят значение Н*, соответствующее подсчитанному значению р*. Переходят к размерной функции Христиановича:

(5.119)

Для нахождения давления в некоторой точке пласта сначала определяют

значение функции Н по формуле (5.116) или (5.117), затем, используя график зависимости Н*(р*) (см.рис.5.31), переходят к соответствующему значению давления.

Отметим, что функция Христиановича зависит, кроме давления (величины переменной в пласте), от постоянного параметра α=Sμ1/μжрат, где S - объемный коэффициент растворимости газа в жидкости.

И. А. Чарным было отмечено, что зависимость Н*(р*), согласно графику (см. рис.5.31), в широком диапазоне значений р* изображается почти прямой линией (при рск>0,2), поэтому приближенно можно принять, что

(5.120)

и, следовательно,

(5.121)

где А 0,944 - 21,43 а.

Г. Б. Пыхачев отмечает, что даже если давление в пласте меняется в широких пределах, фазовая проницаемость k'ж изменяется слабо, поэтому приближенно можно считать ее постоянной и равной значению фазовой проницаемости, соответствующей средневзвешенному давлению в пласте (k'ж). При этом

(5.122)

Задача 36

В пласте имеет место фильтрация газированной нефти. Определить, при каких насыщенностях жидкостью и газом фазовая проницаемость для жидкости kж равна фазовой проницаемости для газа kг. Найти величину этой

 

фазовой проницаемости, если абсолютная проницаемость мористой среды

k=0,8мкм2. Рассмотреть случаи, когда коллектор представлен несцементированным песком, песчаником, известняками и доломитами.

Указание.Воспользоваться графиками зависимостей фазовых проницаемостей от насыщенности жидкостью порового пространства (см. рис. 5.27, 5.28, 5.29).

Задача 37

Через пористую среду, представленную несцементированным песком, фильтруется газированная жидкость. Абсолютная проницаемость пористой среды k=5 мкм2, вязкость жидкости μж=1мПа*с, вязкость газа μг=0,012 мПа*с, насыщенность жидкостью порового пространства σ =65%.

Определить фазовые проницаемости kжи kг; сравнить сумму фазовых проницаем остей с абсолютной проницаемостью пористой среды, найти отношения скоростей фильтрации жидкости и газа ωж/ωги скоростей движения vжlvг.

Задача 38

В полосообразном пласте происходит установившаяся параллельно-струйная фильтрация газированной жидкости по закону Дарси. Ширина пласта В=600 м, длина пласта L=3 км, толщина h=10 м, абсолютная проницаемость пласта k=0,15 мкм2, коэффициенты вязкости нефти и газа в пластовых условиях соответственно равны μж= 1,12 мПа*с, μг=0,014 мПа*с, коэффициент растворимости газа в нефти S=l,22*10-s мэ3*Па, газовый фактор Г=350 м33. Давление на контуре питания рк=14,7 МПа, на забое галереи поддерживается давление рг=10,8 МПа.

Определить дебит галереи и давление в точке, расположенной на расстоянии х=2,5 км от контура питания.

Указание.Воспользоваться графиком зависимости функции Н* от безразмерного давления р* (рис.5.3.).

Задача 39

В центре нефтяного пласта радиуса Кк=350 м находится эксплуатационная скважина радиуса rс=0,1 м.

В каждой точке пласта давление ниже давления насыщения, поэтому имеет место движение газированной нефти. Определить дебиты нефти и газа, распределение давления в пласте и построить индикаторную диаграмму, если давление на забое скважины рс=8,82 МПа, давление на контуре питания рк=13,2 МПа, абсолютная проницаемость пласта k=0,1 мкм2, толщина пласта h=10 м, коэффициенты вязкости нефти μн= 1,2 мПа*с и газа μг-0,012 мПа*с, коэффициент растворимости газа в нефти S=1,53*10-5 м33*Па, газовый фактор Г = 400 м33, paт= 1,01*105 Па.

Зависимость Н* от р* для α=0,015 приведена ниже.

 

 

р*
Н* 0,1 0,3 0,6 0,95 1,32 1,72 2,15 2,15 3,08 3,56
р*
Н* 4,56 5,65 7,85 10,18 11,36 12,56 13,76 16,2 17,50

Решение. Дебит нефти при установившейся плоскорадиальной фильтрации газированной жидкости определим по формуле

для чего найдем значения функции Христиановича Нк и Нс при давлениях рк и рс. Подсчитаем коэффициент α=Sμ1/μжрат, который является параметром при определении функции Христиановича Н:

Определим значение безразмерного газового фактора

и безразмерные давления на контуре питания и на забое скважины:

По таблице зависимости между безразмерными значениями давления р* и функции Христиановича Н при α =0,015 найдем Нк* =16,75 и Нс=10,06 и перейдем к размерным значениям

При этом дебит нефти

дебит газа

Распределение функции Христиановича в пласте определяется по формуле

 

Распределение давление получим, задаваясь различными значениями r, определяя значения Н и Н* при заданных Rk, rc, Hk,Hcи по значениям Н* - значения р* и р. Результаты расчетов приведены в табл.5.2

Таблица 5.2

r, м Н, МПа Н* Р* р, МПа (кгс/см2)
0,1 4,06 10,06 21,80 8,82(90)
1,0 4,83 12,00 25,07 10,1(103}
10,0 5,60 13,85 28,00 11,3(115)
100,0 6,35 15,70 31,12 12,5Q28)_
350,0 6,77 16,75 32,80 13,2(135)

 

Для построения индикаторной диаграммы задаемся различными значениями рс и для этих значений по формуле

подсчитаем дебиты qh(табл.5.3, рис.5.32).

Таблица 5.3

Рс, МПа (кгс/см2) рс* Нс* QH, м3 /сут
12,25(125) 30,4 15,25 34,3
10,78(110) 26,7 12,98 86,4
8,82(90) 21,8 10,06 154,0
4,95(50) 12,1 4,61 276,0
0,98(10) 2,43 0,43 372,0
0,101(1,03) 0,25 0,025 382,0

 

Задача 40

В пласте имеет место установившаяся плоскорадиальная фильтрация газированной нефти по закону Дарси.

Выяснить, в каком случае при заданной депрессии Δр=2,45 МПа и заданном газовом факторе Г=200м33 будет более высокий дебит нефти, если пластовые давления различны: 1) рк =9,8 МПа; 2) рк=4,9 МПа. Коэффициенты вязкости нефти μж=1 мПа*с и газа μж=0,012 мПа*с, коэффициент растворимости газа в нефти

S=1,73*IO-5м3/м3*Па.

Указание. Воспользоваться графиком зависимости Н* от р* (рис.5.31).

Задача 41

Сравнить дебиты при установившейся плоскорадиальной фильтрации газированной нефти по закону Дарси при разных газовых факторах и одной и

 

 

той же депрессии. Отношение = 100, коэффициент растворимости газа в той же нефти S=1,02*10-5 м33*Па, рат=9,8*-104 Па, давление на контуре питания рк=11,76 МПа, давление на забое скважины рс=9,8 МПа. Газовые факторы Г1=300 м33 и Г2=б00 м33. Пласт представлен несцементированным песком.





Дата добавления: 2016-11-12; просмотров: 1056 | Нарушение авторских прав


Рекомендуемый контект:


Похожая информация:

  1. Аналогия между фильтрацией жидкости и газа.
  2. Высота подъёма жидкости определяется
  3. Вязкость крови или недостаток жидкости в организме - причина нарушения циркуляции крови
  4. Гидравлические и пневматические домкраты и подъемники должны иметь плотные соединения, исключающие утечку жидкости или воздуха из рабочих цилиндров во время перемещения груза.
  5. Два режима движения вязкой жидкости
  6. Идеальной несжимаемой жидкости
  7. Изменение состава фаз и обогащение паров низкокипящими компонентами (НКК), а жидкости высококипящими компонентами (ВКК);
  8. Лабораторная работа № 3. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ
  9. Неустановившаяся фильтрация упругой жидкости в упругом пласте
  10. Обработка результатов эксперимента. Коэффициент теплоотдачи от поверхности трубки к жидкости рассчитывают по уравнению
  11. Определение концентрации паров горючей жидкости в воздухе газоанализатором ПГФ-2М
  12. Основные определения и термины. Эмульсии – дисперсные системы, в которых дисперсная фаза и дисперсионная среда – жидкости (молоко, млечный сок


Поиск на сайте:


© 2015-2019 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.