Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
31.Т6 Если нефть находится в пласте в смеси со свободной водой, то при снижении давления ниже давления насыщения из раствора начинает выделяться газ, и в пласте образуется трехфазная система нефть-газ-вода. Теорию движения трехфазной смеси можно представить как обобщение теории Бэкли-Леверетта.
13.1. Обобщенный закон Дарси для трехфазной фильтрации
Рассмотрим случай одномерного движения смеси взаимно нерастворимых и химически не реагирующих несжимаемых жидкостей, причем капиллярностью и массовыми силами пренебрегаем.
Обобщенный закон Дарси запишется в виде:
, i=1,2,3. (13.1)
Насыщенности фаз i удовлетворяют равенству:
1+2+3=1.
Если в пористой среде находится трехфазная система, состоящая из воды, нефти и газа, то проницаемость пористой среды необходимо характеризовать тремя фазовыми проницаемостями – для воды, нефти и газа. Их величина, также как и при двухфазном течении, зависит от насыщенности пористой среды фазами, структуры порового пространства, физико-химических свойств фаз, самой пористой среды, условий фильтрации.
Рис. 13.1. Треугольная диаграмма трехфазного потока в пористой среде
На рис. 13.1 показаны области насыщенностей, при которых возможны одно-, двух- и трехфазные потоки в пористой среде.
Вершины треугольной диаграммы соответствуют 100%-ному насыщению пористой среды одной из фаз.
Противоположные эти вершинам стороны соответствуют отсутствию данной фазы в породе.
В каждой точке внутри треугольной диаграммы сумма насыщенностей равна единице.
Кривые линии отделяют на диаграмме возможные области одно-, двух- или трехфазного течения.
Как видно из рисунка, при содержании в породе более 35% газа движущейся фазой является только газ, а вода и нефть, занимающие оставшийся объем пор, неподвижны.
При содержании газа меньше 10% и нефти меньше 23% поток содержит одну воду, а при насыщенности водой от 20 до 30% и газом от 10 до 18% в движении участвует только нефть.
Затененные области, примыкающие к той или иной стороне треугольной диаграммы, отвечают одновременному движению двух фаз: газ-вода, вода-нефть и газ-нефть. В центре диаграммы расположена область насыщенностей, при которых в потоке одновременно движутся три фазы.
Если обозначить фазы соответственно н, г и в, то относительные проницаемости можно определить с помощью треугольных диаграмм, показанных на рис. 13.2.
Рис. 3.2. Треугольные диаграммы относительных проницаемостей
При этом следует иметь ввиду, что фазовые проницаемости являются уже функциями двух независимых насыщенностей н и в (газонасыщенность г=1-н-в):
Кн=Кн(н,в);
Кв=Кв(н,в);
Кг=Кг(н,в).
Принцип построения диаграмм следующий.
Параллельно каждой стороне равностороннего треугольника проводятся прямые, вдоль которых насыщенность одной из фаз постоянна. Каждая насыщенность изменяется от нуля вдоль стороны треугольника до 100% на противолежащей вершине. Каждая точка внутри треугольника, находящаяся на пересечении двух прямых, параллельных двум сторонам, соответствует определенным значениям н, в и г.
На треугольники наносятся линии одинаковых относительных проницаемостей фаз. Характер зависимостей определяется различной степенью смачивания твердых зерен породы фазами, причем относительная проницаемость наиболее смачивающей фазы – воды – практически зависит только от водонасыщенности в и почти не зависит от нефте- и газонасыщенности н и г.
К уравнениям движения (13.1) добавляются уравнения неразрывности для каждой фазы, а также уравнения состояния и соотношения, определяющие механизм фазовых переходов в процессе совместной фильтрации и изменение физических свойств флюидов. Наиболее простой моделью, позволяющей достаточно точно описать процесс трехфазной фильтрации, является модель Маскета-Миреса.
Нефтенасыщенность, %
Газонасыщенность, %
Водонасыщенность, %
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Газ
Нефть-газ
Вода-газ
Вода-нефть
б) для газа
50%
40%
20%
…
1%
…
…
100% воды
100% нефти
100% газа
а) для нефти
1%
5%
20%
60%
…
100% воды
100% газа
100% нефти