Расчет показателей разработки однородного пласта на основе модели непоршневого вытеснения нефти водой - Разработка нефтяных месторождений
Все известные методики расчета процесса разработки нефтяных месторождений с учетом непоршневого характера вытеснения нефти водой основаны на теории совместной фильтрации неоднородных жидкостей. Поясним ее вначале на примере вытеснения нефти водой из прямолинейного однородного пласта. Этот пример соответствует случаю вытеснения нефти водой из элемента однорядной схемы расположения скважин, происходящему в сечениях элемента, находящихся на значительном удалении от самих скважин, где характер движения вытесняемой и вытесняющей жидкостей близок к прямолинейному.
Рассматривая непоршневое вытеснение нефти водой в прямолинейном пласте, выделим элемент длиной, высотой и шириной b в направлении, перпендикулярном к плоскости.
В общем случае слева в элемент пласта поступают, а справа вытекают нефть и вода. При этом расход воды слева равен, а справа.
Количество накопленной воды в элементе пласта составляет
-- скорость фильтрации воды; -- водонасыщенность пласта; -- время). Согласно закону сохранения массы вещества, разность между скоростями входящей в элемент пласта воды и выходящей из него равна скорости накопления объема воды в элементе пласта. Выражая сказанное в математической форме, получим
Поскольку в пористой среде содержатся только нефть и вода, то насыщенность пористой среды нефтью. Рассматривая аналогично предыдущему скорости проникновения нефти в элемент пласта и выхода из него, получим
Таким образом, суммарная скорость фильтрации нефти и воды не изменяется по координате, что и следовало ожидать, так как нефть и воду принимают за несжимаемые жидкости.
Следовательно, режим пласта жесткий водонапорный.
Скорости фильтрации воды и нефти подчиняются обобщенному закону Дарси, так что
По мере вытеснения нефти водой из прямолинейного пласта фронт вытесняющей нефть воды продвигается к концу пласта и водонасыщенность в каждом сечении заводненной области непрерывно увеличивается. Процесс вытеснения нефти водой из прямолинейного пласта можно представить и иным образом, следя за изменением по пласту некоторой водонасыщенности. Если, например, в какой-то момент времени в некотором сечении пласта водонасыщенность составляла, то спустя определенное время эта водонасыщенность будет и в конце пласта, так как нефть постепенно извлекается из него и ее место занимает вода. Для указанного можно принять
Задавая в формуле, можно определить расстояние от входа в пласт для данного значения водонасыщенности. Однако в период безводной эксплуатации закачиваемая вода еще не достигает конца пласта. Чтобы установить положение фронта вытеснения нефти водой и водонасыщенность на фронте вытеснения, рассмотрим материальный баланс закачанной в пласт воды. Если к моменту времени в пласт закачан объем воды, равный, длина фронта вытеснения составит, насыщенность пласта связанной водой, то
В выражении принято, что при и, т. е. на входе в пласт, мгновенно устанавливается водонасыщенность, при которой, а на фронте вытеснения значение ее в течение всего процесса составит.
Для того же, чтобы найти распределение водонасыщенности по длине пласта, необходимо построить кривую (рис. 48). Это можно сделать методом графического дифференцирования кривой или, представив кривые относительных проницаемостей аналитически, выполнить дифференцирование аналитическим путем, сделав соответствующее построение.
Определим теперь длительность безводного периода добычи нефти, т. е. момент времени, когда фронт вытеснения достигнет конца пласта и, следовательно, будет равен.
Из определим и, следовательно, . Величина равна объему пор пласта. Так как режим жесткий водонапорный, объем закачанной в пласт воды к моменту времени равен объему добытой из пласта нефти к этому же моменту времени, т. е. . Безводная нефтеотдача, где - коэффициент вытеснения нефти водой, достигнутый в безводный период. Поэтому
Заметим, что распределение водонасыщенности в пласте изменяется по мере продвижения в глубь пласта фронта вытеснения нефти водой таким образом, что значения на фронте вытеснения и на входе в пласт остаются неизменными. Таким образом, кривая распределения водонасыщенности как бы "растягивается", оставаясь подобной себе. Такое распределение некоторого параметра, будь то водонасыщенность или какой-либо другой параметр, называется автомодельным. Соответствующие решения задач также именуются автомодельными.
Полученные формулы позволяют рассчитать распределение водонасыщенности к моменту подхода воды к линии добывающих скважин, т. е. в безводный период разработки пласта.
Однако добыча нефти из пласта продолжается и после прорыва фронта вытеснения к концу пласта при.
Распределение водонасыщенности: 1-истинное; 2-фиктивное
Для определения текущей нефтеотдачи и обводненности продукции при, т. е. в водный период разработки пласта поступим следующим образом. Будем считать, что продвижение фронта вытеснения происходит и в водный период разработки пласта, но этот фронт распространяется вправо за пределы пласта (рис. 49). Водонасыщенность на таком фиктивном фронте вытеснения и в этом случае остается постоянной, равной, а водонасыщенность при уже составит. Пусть в некоторый момент времени фиктивный фронт находится на расстоянии от входа в пласт.
Текущую нефтеотдачу в водный период разработки пласта можно определить в принципе следующим образом:
- 1) установлением объема накопленной добычи нефти по формуле 2) отнесением этого объема накопленной добычи нефти к первоначальному объему нефти в пласте, равному.
Однако во втором случае можно определять объем добытой из пласта нефти по изменению в нем водонасыщенности, учитывая опять-таки то, что режим разработки пласта жесткий водонапорный. Так, на основе равенства объема вошедшей в пласт воды объему вытесненной из него нефти имеем
Формула должна быть справедлива для всех моментов времени, когда. При, вообще говоря, водонасыщенность должна стать равной во всем пласте. Однако при любом другом значении времени водонасыщенность только на входе в пласт, т. е. при. Тогда, как следует из формулы (13), . Следовательно, из получим
Таким образом, мы определили основные технологические указатели разработки элемента пласта -- текущую нефтеотдачу и обводненность добываемой продукции.
Рассмотрим непоршневое вытеснение нефти водой в радиальном направлении, например, при разработке элемента семиточечной системы с использованием заводнения. Схема элементарного объема пласта для такого случая показана на. Уравнение неразрывности фильтрующейся воды в таком объеме получим с учетом баланса втекающей и вытекающей воды за время в виде.
Вполне аналогичным образом, но с учетом того, что насыщен - ность пористой среды нефтью, установим соответствующее уравнение неразрывности для фильтрующейся в пласте нефти в следующем виде:
Так же, как и в прямолинейном случае, рассматриваем перемещение со временем в пласте линий. В этом случае
Рассмотрим баланс закачанной в пласт и извлеченной из него воды. Устремляя для простоты радиус скважины к нулю ( ), имеем и подставляя эти выражения в, приходим к интегральному соотношению в точности совпадающему с соответствующим соотношением для случая вытеснения нефти водой из прямолинейного пласта. Можно поэтому утверждать, что и при вытеснении нефти водой из радиального пласта справедливы соотношение и все последующие рассуждения, включая формулу, пригодную для нахождения водонасыщенности на фронте вытеснения нефти водой, а также описанный графический метод определения.
Похожие статьи
-
Показатели, близкие к реальным, получают в ряде случаев при расчете разработки нефтяных месторождений с помощью модели, состоящей из моделей процесса...
-
Ввод нефтяного месторождения в разработку - Основы добычи нефти и газа
Разработка нефтяного месторождения проходит несколько стадий: начальную, когда его разбуривают и обустраивают; среднюю или основную, соответствующую...
-
Модели вытеснения нефти - Разработка нефтяных месторождений
Рассмотрим модели процесса вытеснения нефти водой (газом). Модель поршневого вытеснения. Предполагается движущийся в пласте вертикальный фронт (границы),...
-
Модели пластов и процесса вытеснения нефти [2,7,12,14] - Основы добычи нефти и газа
Под моделью в широком научном смысле этого слова понимают реально или мысленно созданную структуру, воспроизводящую или отражающую изучаемый объект....
-
Модели пласта и процессов вытеснения нефти - Разработка нефтяных месторождений
Нефтяные месторождения как объекты природы обладают весьма разнообразными свойствами. Известно, что нефть может насыщать не только пористые песчаники, но...
-
Основные показатели разработки Заводнение нефтяных месторождений применяют с целью вытеснения нефти водой из пластов и поддержания при этом пластового...
-
Системы разработки с воздействием на пласты - Разработка нефтяных месторождений
Системы с законтурным воздействием (заводнением). На рис. 7 в плане и в разрезе показано расположение добывающих и нагнетательных скважин при разработке...
-
Системы разработки при отсутствии воздействия на пласты - Разработка нефтяных месторождений
Если предполагается, что нефтяное месторождение будет разрабатываться в основной период при режиме растворенного газа, для которого характерно...
-
Схематизация форм залежей и контуров нефтеносности Нефтяные залежи, как правило, имеют сложное геологическое строение и неправильную конфигурацию,...
-
Основной принцип разработки нефтяных месторождений в РФ заключается в следующем: каждое нефтяное месторождение разрабатывают таким образом, чтобы при...
-
Большая часть месторождений природного газа разрабатывается в условиях водонапорного режима. Разработка газовых залежей в условиях водонапорного режима...
-
Основы разработки нефтяных месторождений, Объект и система разработки - Основы добычи нефти и газа
Объект и система разработки Объект разработки -- это искусственно выделенное в пределах месторождения геологическое образование (пласт, массив,...
-
В большинстве своем газовые месторождения в начальный период разрабатываются по газовому режиму. Проявление водонапорного режима обычно замечается не...
-
Основы проектирования разработки газовых месторождений - Основы добычи нефти и газа
Основная задача проектирования месторождения состоит в выборе такой системы, при которой обеспечивается минимум приведенных затрат на добычу...
-
Задача разработки существенно осложняется при необходимости отбирать газ из многопластового месторождения. В этом случае приходится рассматривать...
-
Показатели разработки - Основы добычи нефти и газа
Для характеристики процесса извлечения нефти из недр применяют показатели, определяющие во времени как интенсивность, так и степень извлечения нефти,...
-
Под контролем процесса разработки понимают сбор, обработку и обобщение первичной информации о нефтяной залежи с целью получения сведений о текущем...
-
Каждый коэффициент неоднородности используется для определения отдельных параметров пласта, которые сами по себе очень важны, но мало информативны, так...
-
Основными источниками пластовой энергии служат: - энергия напора (положения) пластовой воды (контурной, подошвенной); - энергия расширения свободного...
-
После принятия к реализации проектного документа, определяющего разработку нефтяного месторождения, приступают к разбуриванию месторождения, его...
-
Исследования, связанные с разработкой нефтяных и газовых залежей, следует начинать в первых скважинах, в которых получили притоки нефти и газа. На...
-
Системы разработки классифицируют по признакам, в основу которых положены характеристики, определяющие отличительные их черты. 1) По геометрии...
-
Газонапорный режим - Основы добычи нефти и газа
Газонапорный режим (режим газовой шапки) связан с преимущественным проявлением энергии расширения сжатого свободного газа газовой шапки. Под газовой...
-
Методика расчета основных показателей разработки месторождений природных газов обычно сводится к определению изменения во времени: дебитов газовых...
-
Проявление упругого режима Разработка нефтяного месторождения при упругом режиме - это осуществление процесса извлечения нефти из недр в условиях, когда...
-
В последнее время одним из главных направлений повышения качества проектирования, управления и контроля за разработкой нефтяных и газонефтяных...
-
Обоснование расчетных моделей пластов и методы расчета технологических показателей разработки В основу расчетной модели, принятой для прогноза...
-
Работы многих исследователей и опыт разработки нефтяных месторождений свидетельствуют о существенном влиянии геолого-физических условий залегания нефти и...
-
Водонапорный режим - Основы добычи нефти и газа
С момента начала распространения депрессионной воронки за пределы водонефтяного контакта (ВНК) в законтурную водоносную область вода внедряется в...
-
Анализ принципа разработки месторождения Действующим проектным документом является "Дополнении к проекту разработки Мамонтовского месторождения",...
-
Объект и система разработки Нефтяные и нефтегазовые месторождения - это скопления углеводородов в земной коре, приуроченные к одной или нескольким...
-
Компонентоотдача месторождений природных газов - Основы добычи нефти и газа
Компонентоотдача газового, газоконденсатного или нефтяного месторождения характеризуется коэффициентом компонентоотдачи. Коэффициентом объемной...
-
Комплексный показатель неоднородности отражает расчлененность и глинистость пласта, а, следовательно, и коллекторские свойства (пористость, проницаемость...
-
Модель разработки условного нефтяного месторождения В настоящее время основная часть месторождений континентального шельфа Арктики еще не готова к...
-
Анализ выработки запасов нефти из пластов - Особенность разработки месторождения
В истории разработки месторождения по кривым, характеризующим динамику основных показателей во времени отмечается ряд периодов, среди которых можно...
-
В процессе бурения скважин гидрогеологические наблюдения включают определение статических уровней, пластовых давлений, дебитов, отбор проб воды на...
-
Состояние разработки Суторминского месторождения - Разработка месторождения
Данные о состоянии разработки Суторминского месторождения приведены ниже в таблицах 3.3.1 и 3.3.2. Сравнительная характеристика показателей по объектам...
-
Площади газоносности газовых залежей в плане могут иметь различную форму: удлиненного овала с отношением продольной и поперечной осей более 10, овала,...
-
Задачи, виды и методы, технология исследования скважин и пластов - Основы добычи нефти и газа
Основная задача исследования залежей и скважин -- получение информации о них Для подсчета запасов нефти и газа, проектирования, анализа, регулирования...
-
Параметры, характеризующие систему разработки Данное на предыдущем разделе определение системы разработки нефтяного месторождения -- общее, охватывающее...
Расчет показателей разработки однородного пласта на основе модели непоршневого вытеснения нефти водой - Разработка нефтяных месторождений