Cтраница 2
В соответствии с этим, соотношение капиллярного и гидродинамического перепада давлений в промытой области зоны проникновения также изменяется во времени. Это приводит к тому, что наряду с процессом вытеснения нефти фильтром имеет место процесс противо-точного капиллярного впитывания подвижной нефти в промытую часть прискважинной области. [16]
Определение показателей разработки месторождений с трещиноватыми и трещиновато-пористы ми коллекторами. Формулы, описывающие процесс фильтрации при установившемся режиме, в таких средах идентичны, если не учитывать процесс капиллярного впитывания воды в блоки. [17]
Однако уравнение, на котором он основан, выведено для элементарного капилляра. Использование этого метода для поликапиллярных тел, характеризуемых функцией распределения пор по размерам, предполагает, что размер пор может быть представлен эффективным радиусом, который принимается постоянным в процессе капиллярного впитывания. [18]
Следует, однако, отметить, что заметная роль капиллярных процессов не означает того, что можно тем или иным ходом их течения объяснить все многообразие явлений, происходящих в пористой среде при вытеснении нефти водой. Для этого необходимо использовать обширный опыт, накопленный в области физики и физико-хи-мии многофазного потока. Процессы капиллярного впитывания и перераспределения жидкостей в поровом пространстве следует рассматривать лишь как суммарное следствие многочисленных свойств пластовой системы. [19]
Следует, однако, отметить, что заметная роль капиллярных процессов не означает того, что можно тем или иным ходом их течения объяснить все многообразие явлений, происходящих в пористой среде при вытеснении нефти водой. Для этого необходимо использовать обширный опыт, накопленный в области физики и физико-химии многофазного потока. Процессы капиллярного впитывания и перераспределения жидкостей в поровом пространстве следует рассматривать лишь как суммарное следствие многочисленных свойств пластовой системы. Изучение этих процессов позволяет объединить в связанную систему все факторы, одновременно влияющие на нефтеотдачу и на интенсивность проявления капиллярных сил. Рассмотрим пример приложения теории капиллярности для решения задачи зависимости нефтеотдачи от скорости вытеснения 1 нефти и газа. [20]
В продуктивном пласте на значительном расстоянии от водонефтяного ( газоводяного) контакта многие капиллярные и субкапиллярные поры заполнены углеводородами. При вскрытии пласта бурением с применением промывочной жидкости на водной основе равновесие капиллярных сил нарушается, и водная фаза начинает внедряться в тонкие неф-тегазонасыщенные поры, оттесняя из них углеводороды в крупные поры. Процесс капиллярного впитывания может продолжаться дЪ наступления равновесия капиллярных давлений. Наиболее интенсивно капиллярное впитывание протекает в газонасыщенных породах; в нефтенасыщенных породах этот процесс идет медленнее. [21]
В продуктивном пласте на значительном расстоянии от водонефтяного ( газоводяного) контакта многие капиллярные и субкапиллярные поры заполнены углеводородами. При вскрытии пласта бурением с применением промывочной жидкости на водной основе равновесие капиллярных сил нарушается, и водная фаза начинает внедряться в тонкие неф-тегазонасыщенные поры, оттесняя из них углеводороды в крупные поры. Процесс капиллярного впитывания может продолжаться до наступления равновесия капиллярных давлений. Наиболее интенсивно капиллярное впитывание протекает в газонасыщенных породах; в нефтенасыщенных породах этот процесс идет медленнее. [22]
При закачке в пласт водных растворов ПАВ вследствие снижения поверхностного натяжения на границе нефть-вода в порах коллекторов создаются условия для диспергирования нефти в воде, капли нефти легко деформируются в воде. Вместе с тем ПАВ, адсорбируясь на поверхности капель нефти и породы, препятствует коалесценции капель и прилипанию их к породе. Адсорбция ПАВ на поверхности облегчает процессы капиллярного впитывания воды в поры пласта. В результате повышается степень отмыва нефти и водонасыщен-ность пор пласта, что приводит к увеличению фазовой проницаемости для воды, а следовательно, к увеличению охвата воздействием кислоты по толщине пласта и росту приемистости скважин. [23]
Промысловый опыт показывает, что с увеличением темпов отбора жидкости из пласта возрастают коэффициент использования запасов прежде всего за счет увеличения коэффициента г) охв и коэффициент вытеснения т) Выт. Однако, по данным Гипровостокнефти, при высокой проницаемости пластов сравнительно однородного строения в процессе вытеснения нефти высокоминерализованными водами нефтеотдача мало зависит от темпов отбора жидкости. Считается также, что в случае сильнотрещиноватых пород с высокой проницаемостью трещин и при незначительных скоростях продвижения водонефтяного контакта в процессе капиллярного впитывания воды из трещин в блоки вытесняется больше нефти, чем при высоких скоростях нагнетания воды. [24]
Исследования показывают, что величина nj пропорциональна отношению длины стабилизированной зоны ко всей длине пласта. В условиях реальных коллекторов размер стабилизированной зоны очень мал по отношению к длине пласта, так как капиллярные силы, оказывающие значительное влияние на строение этой зоны незначительны по сравнению с внешними силами ( Др), вытесняющими нефть из пласта. В лабораторной модели при высоких значениях критерия nj это условие нарушается, капиллярные силы становятся господствующими и длина стабилизированной зоны становится сравнимой с длиной модели пласта. Следовательно, при этом мы имеем уже другой случай вытеснения, более близкий к процессу чистого капиллярного впитывания воды в пласт, а не вытеснение нефти под действием внешнего перепада давления, как это происходит в реальном коллекторе. [25]
Применение поверхностно-активных веществ ( ПАВ) основывается на повышении нефтеотмывающих свойств воды и активации полимерных и диффузных процессов вытеснения при снижении межфазного натяжения на границе раздела нефть - вода. Адсорбируясь на поверхности капель нефти и породы, ПАВ препятствуют коалесценции капель и прикреплению их к породе. Моющее действие водных растворов ПАВ проявляется и по отношению к нефти, покрывающей поверхность породы тонкой пленкой, что приводит к разрыву пленки и диспергированию нефти в водной фазе, а также к стабилизации дисперсии. Адсорбируясь на поверхности раздела фаз и вытеснив активные компоненты нефти, ПАВ облегчают деформацию менисков в порах пласта, благодаря чему ускоряется процесс капиллярного впитывания воды. В результате действия перечисленных факторов снижается давление нагнетания, уменьшается удельный расход воды, повышается воздействие на пласт, возрастает темп отбора и уменьшаются сроки разработки. В то же время авторы работы [159] отмечают, что, несмотря на положительное воздействие оторочек ПАВ при заводнении пластов на текущую нефтеотдачу и снижение отбора воды, по промысловым данным однозначно оценить эффективность затруднительно, так как прирост коэффициента нефтеотдачи не превышает 2 - 5 %, что свидетельствует об ограниченных возможностях методов повышения нефтеотдачи, основанных только на принципе снижения межфазного натяжения. [26]
Как мы уже видели, позади водо-нефтяного контакта мениски создают многочисленные эффекты Жамена и препятствуют вытеснению нефти. Механизм проявления капиллярных сил в этой области был рассмотрен в § VII.1. Если среда гидрофильна, в области водо-нефтяного контакта давление, развиваемое менисками, способствует возникновению процессов капиллярного пропитывания и перераспределения жидкостей. Это связано с неоднородностью пор по размерам. В результате этого на водо-нефтяном контакте возникают процессы противоточной капиллярной пропитки - вода по мелким порам проникает в нефтяную часть пласта, по крупным порам нефть вытесняется в водоносную часть. Интенсивность этого процесса зависит от свойств пластовой системы, а также от соотношения внешних и капиллярных сил. При этом процессы капиллярного впитывания на фронте вытеснения затухают или исчезают совсем. Однако в большинстве случаев ( при закачке поверхностных пресных вод в пласт) эти процессы на фронте вытеснения нефти водой проявляются в той или иной степени, так как реальные скорости продвижения водо-нефтяного контакта редко превышают 1 - 2 м в сутки. [27]