Материал: Разработка нефтяных месторождений.

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

На характер течения газированной нефти в пористой среде влияет растворимость в ней газа. Для количественного опреде­ ления растворимости газа в нефти в теории разработки нефтяных месторождений обычно используют закон Генри. Одна­ ко, по-видимому, в зависимости от свойств конкретных нефтей и газов представляют этот закон различным образом. Для рас­ четов разработки пластов при режиме растворенного газа ис­ пользуют формулу закона Генри обычно в следующем виде:

(Ш-29)

где Ftp— объем газа, приведенный к стандартным (атмосфер­ ным) условиям, растворенный в нефти; о®— коэффициент ра­ створимости; ¥ш— объем нефти в пластовых условиях вместе с растворенным в ней газом; р — абсолютное давление.

Для реального газа необходимо учитывать коэффициент его сверхсжимаемости г= г(р, Т). При изотермическом процес­

се уравнение состояния реального газа можно представить в виде

Р _ Рзя

(Ш.30)

где pir, з, рига» 2алг— соответственно плотность

и коэффициент

сверхсжимаемости газа при пластовом р и атмосферном р ^

давлениях.

Для массовой скорости фильтрации газа Щг ша

©сшошажшж

обобщенного закона Дарси имеем выражение

 

4 -=

M r

*г '

(М О Е)

 

 

Для массовой скорости фильтрации растворенного в шефш

газа имеем

 

 

 

Рш

пат Ф

Ш Щ

 

&

И наконец, скорость фшшьтрадщшв щ* выражается

сшедувошщвш

образом:

 

 

 

^ в ( М

Ф

 

 

Рш

<ЙГ

 

Найдем щшяшение суммарного расхода фшшьтрушшцегош в яаластге таза (свободашго ж раоворешшого в шефш), щрятеиеш-

ного к атмшфершьш условиям, к объемной скорости фильтра­ ции нефти, называемое ш ластовы м г а зо в ы м ф а к т о ­ ром Г. Ори установившейся фщдмрадщши значение Г остается

постоянным в любом шиапщдрмнеском севший

шшасга шрш

(free— радиус скважины).

 

Из рЮ Е ), |1 Ш } и (Ш Щ имеем

 

=romslt

Щ Щ

Из (II1.34) следует, что есть связь между давлением р к насыщенностью пласта нефтью (жидкой углеводородной фазой) sm. Таким образом, при установившемся движении газирован­

ной жидкости

P = P (SJ .

(III.35)

В то же время, согласно обобщенному закону Дарси, отно­

сительная проницаемость для нефти

 

*н=М*ж).

(IH-36)

На основе (III.35) и (III.36) заключаем, что должна суще­ ствовать зависимость относительной проницаемости для нефти от давления

К =

*„*(/>).

 

 

(III.37)

Теперь можно получить аналог формулы Дюпюи для при

тока газированной нефти к скважине с дебитом qn. Имеем

Яве

2лкккп*(р) г др_

 

(III.38)

 

дг

 

 

 

 

 

Для интегрирования

(III.38) необходимо ввести

функцию

Христиановича Я, определяемую как

 

H = [k*{p)dp+ C -,

 

dH = *я* (p)dp.

(III.39)

 

Интегрируя (III.38) с учетом (III.39), получаем

формулу

для определения дебита нефти

 

Яв =

2nkhAH

ДЯ = ЯК- Я С,

(III.40)

 

где Як, Яс— значения

функции Христиановича соответственно

на контуре питания (г=гК) и на скважине (г=гс). Имея зави­

симости относительных проницаемостей для нефти и газа кон­ кретного пласта, данные о вязкости нефти и растворимости газа в нефти, можно построить зависимость Н=Н(р), а затем

по формуле (III.40) определить дебит скважины, задаваясь значением забойного давления в скважине. Зная общую теку­ щую добычу из нефтяной залежи на основе решения задачи упругого режима в законтурной области пласта и дебит одной скважины, определяем число скважин, которые необходимо пробурить для разработки пласта при смешанном режиме.

В приведенных расчетах предполагалось, что законтурная область пласта обладает достаточно высокими фильтрационны­ ми свойствами. Но даже в случае такого предположения дав­ ление на круговом контуре пласта падает весьма интенсивно. Если же проницаемость в законтурной области в несколько раз ниже, чем в самом пласте, или пласт выклинивается за контуром нефтеносности, что часто бывает, то приток воды в

8*

115

нефтенасыщенную часть пласта становится незначительным и можно считать, что нефтяная залежь замкнутая, а законтур­ ная вода неактивная.

Будем считать, что в рассматриваемом случае выделение пузырьков газа из нефти затруднено из-за слоистости пласта. В этом случае в пласте разовьется в чистом виде режим раст­ воренного газа.

Для упрощения расчета разработки пласта при этом режи­ ме можно считать, что течение газа к каждой скважине, огра­ ниченной контуром радиуса гк (см. рис. 65), квазистационарное — установившееся в каждой линии тока, но изменяющееся во времени.

Рассматривая массовый приток нефти к каждой скважине, будем в кривых относительных проницаемостей учитывать на­ сыщенность жидкой углеводородной фазой в каждой точке пласта зж* а при рассмотрении разработки элемента пласта в целом (при гс^ г ^ г к) введем некоторую среднюю насыщен­

ность пласта жидкой углеводородной фазой, равную sm. Пусть эта насыщенность существует в некотором сечении пласта,

близком к контуру при давлении в этом сечении, равном р. Тогда для массового дебита нефти qaCt притекающей к сква­

жине, имеем выражение

8м *РиМ $ж)

Ф

(III.41)

!»н

дг '

 

Массовый дебит газа

2ий[ - » г М ^ + * .М « # Р . j r-gL

(III.42)

 

Для газового фактора в элементе пласта в целом получаем

выражения

Ч>Ы

_

Ра

(Ш.43)

 

Иг

 

 

 

Имеем следующее выражения для масс нефти и газа в пласте радиусом г*:

V - V . + V , .

(Ш.44)

где V# n W — объемы соответственно нефти и газа. Из (IIL44) получаем

0П .45}

На основе уравнения материального баланса получим сле­ дующее выражение для газового фактора:

 

Ш г

 

 

А (Рг^г)

 

 

 

 

 

(III.46)

 

Ш н = д Р - Й 7 + “ оН

РнЛУн

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sx =vjv,

ДГЖ= ДVJV,

\ ~ ! X = VJV,

 

 

 

(III.47)

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г —

Ар

А (рг^г)

 

 

 

 

 

(III.48)

Asw f «оР~\

РнА^ж^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процесс разработки пласта считается изотермическим. Так

как

не

учитывается

сверхсжимаемость

газа,

из

(Ш.ЗО)

 

Рг=

ср.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(III.49)

Тогда

из

(III.48) и

(III.49), устремляя

Ар

и

As* к нулю,

по­

лучим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ds-jx _

Д'О^ЖрН~Ь С(I --$ж)

 

 

 

 

 

 

(III.50)

dp

 

ср[г|)(7ж) Цо + 1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дифференциальное уравнение (III.50) совпадает с извест­

ным уравнением К. А. Царевича, выражающим

связь

между

насыщенностью жидкости

и давлением

на

контуре скважины,

эксплуатируемой в условиях режима растворенного газа.

 

 

Решая

уравнение

(III.50), получим

зависимость

средней

насыщенности жидкостью

sm от

среднего

давления

р и

за­

тем— все

остальные

показатели

разработки.

При этом,

по­

скольку в

случае режима

растворенного газа

плотность нефти

в пластовых условиях в процессе разработки значительно уве­ личивается вследствие выделения из нефти газа, во время подсчета нефтеотдачи следует учитывать изменение плотности

нефти.

Z-2 — масса дегазированной нефти, a L\ — масса газа

Пусть

растворенного

в нефти. Объем

нефти в пластовых условиях

равен

Ун. Тогда

 

 

-Pr - + HРг r - =vr- ;

^2

- г - = а Р>

(ш -51>

IK

 

 

 

 

 

где р.1к— кажущаяся плотность

растворенного в нефти газа;

рг — плотность дегазированной нефти.

Тогда плотность нефти в пластовых условиях

___

Zg+Z.2

_

1+gp_

(III.52)

Рн

L,

и

1

ар

 

 

PIK

Рг

Рг

PIK

 

11 7

г

Рис. 66. Схема нефтяного

ме­

 

сторождения с вторичной газо­

 

вой шапкой:

 

 

/ — нефть; 2

— газовая шапка;

3 —

 

законтурная

вода

 

Начальные запасы нефти в области пласта, охваченной раз­ работкой:

Сно = Рно™ (1 —SCB) Ущ,,

(III. 53)

где рно — плотность нефти при давлении насыщения; т — пори­ стость; sCB— насыщенность связанной водой; УПл — объем пла­ ста. Остаточные запасы нефти в пласте, охваченном разработ­ кой:

^ост

Рн™ 0*ж

^св) Ущ,

 

(III. 54)

Из

(III.53) и

(III.54) для

текущего

коэффициента вытеснения

rii получим выражение

 

 

%

GНО-- Орет

= 1 Рн ($Ж

^св)

(III.55)

 

бно

Рно ( 1

5св)

 

Умножив T]i на коэффициент охвата разработкой, получим текущую нефтеотдачу в зоне, приходящейся на одну скважину. Зная число скважин, можно определить текущую нефтеотдачу по месторождению в целом в каждый момент времени, а также

среднее пластовое давление р.

Рассмотрим характер разработки пласта при образовании газовой шапки.

В процессе разработки такого пласта газ, выделяясь из нефти, всплывает под действием сил гравитации в газовую шапку (рис. 66). Таким образом, нефтяной пласт разрабаты­ вается при газонапорном режиме. Месторождение разбурено равномерной сеткой добывающих скважин. Вблизи каждой и? них в процессе эксплуатации образуются воронки депрессии.

Однако на условном контуре питания

скважин при г= гк (см.

рис. 66) давление равно рк. Введем

понятие среднего пласто­

вого давления р, которое будем считать близким к давлению на контуре питания рк, поскольку воронки депрессии занимают незначительную долю в распределении давления в пласте в це­ лом. Объем пласта У0п, охваченный процессом разработки:

Уоп = т{\ —sCB) Т12УПЛ, (III.56)

где У™ — общий объем пласта.

Будем считать, что разработка пласта началась с того мо­

мента времени, когда среднее пластовое давление р было рав­ но давлению насыщения рнгс.

118

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/82937