Материал: Разработка нефтяных месторождений.

(VI.4)

Для упрощения решения рассматриваемой задачи предпо­ ложим следующее. Будем считать, что в зоне смешения вяз­ кость смеси растворителя и нефти линейно зависит от подвиж­ ной координаты £. В сечении £ = —Я цс = Ц1, т. е. цс равна вяз­ кости растворителя, поскольку его концентрация в этом сечении составляет единицу, а при £= Я цс = Ц2 — вязкости вытесняемой жидкости, т. е. нефти. В пределах же области смешения, т. е. от | = —Я до £= Я, вязкость смеси |ic зависит линейно от | (см. пунктирную линию на рис. 1 1 2 ):

чим уравнение разновязкостной конвективной диффузии в сле­ дующем виде:

Определяя производные dcfdт и дс/д£, по уравнению (VI.3), подставляя их в (VI.6 ) и производя, согласно методу инте­ гральных соотношений, интегрирование от 0 до Я, получим со­ отношение

Из (VI.7) имеем

(VI.8)

Учитывая, что А,= 0 при £=т = 0, из (VI.8 ) имеем следующее вы­ ражение для определения X=X{t):

Можно определять полную длину области смешения А=2Х. Тогда из (VI.9)

Если в формуле (VI.10) задавать время t и определять дли­ ну области смешения Л, то эта формула примет вид трансцен­ дентного уравнения. Можно, конечно, задаваться р и Л и, зная DEt найти время t. В этом случае вычисления будут более про­ стыми. Уравнение (VI.8 ) можно переписать следующим обра­ зом:

Можно получить два асимптотических решения этого уравнения. Первое из них соответствует случаю, когда X вели­ ко, т. е. А,Э>р. Тогда

Это решение справедливо при конвективной диффузии одно­ родной жидкости в пористой среде и полностью совпадает с соответствующим решением при циклической закачке газа.

Второе асимптотическое решение, более важное для рас­ сматриваемого процесса вытеснения нефти из пласта раствори­ телем, получаем при малых X по сравнению с р. В этом послед­ нем случае из (VI.8 ) имеем

Определим величину р на основе лабораторных эксперимен­ тов П. И. Забродина, Н. JI. Раковского и М. Д. Розенберга по вытеснению нефти смешивающейся с ней жидкостью. В этих опытах при вытеснении углеводородной жидкости вязкостью

212

димо его использовать в виде оторочки, а не закачивать непре­ рывно. Если эта оторочка перемещается по пласту под воздей­ ствием воды, растворитель в соответствии с механизмом филь­ трации несмешивающихся жидкостей не полностью вытесняет­ ся из пласта. Распределение насыщенностей пористой среды водой, растворителем и его смесью с нефтью показано схема­ тично на рис. 113.

Для полного вытеснения нефти растворителем из части пласта, охваченной этим процессом, необходимо закачать такое

Рис. 113. Схема вытеснения нефти из прямолинейного пласта оторочкой рас­ творителя, проталкиваемой водой:

213

дой дошел бы до конца пласта, т. е. чтобы соблюдалось усло­ вие хв= /'. Тогда количество растворителя, затраченного на об­ разование оторочки, будет равно количеству растворителя, ос­ тавшегося в областях заводнения и смешения. Из области сме­ шения он будет извлечен из пласта вместе с нефтью, а из за­ водненной может быть частично извлечен вместе с водой. Одна­ ко определенная его часть будет оставлена в пласте, так как при вытеснении водой не смешивающейся с нею жидкости об­ водненность продукции в конце концов достигнет такого значе­ ния, что извлекать из пласта растворитель будет экономически нецелесообразно.

Рассмотрим процесс вытеснения нефти газом при высоком давлении, когда между этими веществами образуется область полной их смешиваемости.

Чтобы определить, возможен ли такой процесс в условиях какого-либо конкретного месторождения, проводят лаборатор­ ные исследования для установления условий смешиваемости газа и нефти или рассчитывают по константам равновесия фа­ зовое состояние смеси газа, который предполагается закачивать в пласт, и нефти при различных давлениях и составах углево­ дородов.

Результаты указанных исследований и расчетов представля­ ют в виде треугольной диаграммы Гиббса (рис. 114). Каждая точка на этой диаграмме характеризует состав некоторой угле­ водородной смеси, состоящей из сухого газа Сь промежуточ­ ных углеводородов С2—С5 и более тяжелых углеводородов от С6 и выше (С6+). Точке А соответствует углеводородный состав,

Рис. 115. Схема двух пластов, разрабатываемых с использованием вытеснения нефти обогащенным газом:

2!4